SU1060685A1 - Способ выплавки стали в кислородном конвертере - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретно к производст ву стали в кислородных конвертерах. Известен также способ выплавки стали в кислородном конвертере, вклю чающий завалку лома, заливку чугуна продувку жидкой ванны через двухъ ру ную форму первичным и вторичным кис лородом нижний и верхний  рус соответственно, выпуск металла в ко раскисление и легирование 1. Этот способ производства позвол е увеличить долю лома до 30% от веса металлошихты. Однако данный способ имеет существенный недостаток - сто кость футеровки конвертеров резко ухудшаетс  (износ футеровки составл . ет 3,5 - 4,0 мм за плавку) по сравн нию с обычной технологией выплавки стали. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способ -выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку лома заливку чугуна, продувку жидкой ванны кислородом с двух уровней с одно временным вдуванием порошкообразных материалов C2J. Недостатком указанного способа  вл етс  повышенный износ футеровки конвертера - в 1/3 - 3 раза по сравнению с обычной технологией выплавки стали. Указанный недостаток  вл етс  следствием насыщени  верхних слоев жидкой ванны (шлаков) кислородом и их перегрева за счет передачи тепла от дожигани  окиси углерода верхним сло м ванны, что приводит к резкому повышению жидкотекучести и окирленности шлаков и способствует росту их химической активности по отношению к футеровке. Цель изобретени  - повышение стой кости футеровки конвертера путем сни жени  жидкотекучесги и окисленности шлака. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу выплавки стали в кислородном конвертере, вклю чающему завалку лома, заливку чугуна продувку жидкой ванны кислородом с двух уровней с одновременным вдувани ем порошкообразных материалов, порошкообразные материалы содержат компоненты, снижающие жидкотекучесть и окисленность шлака, причем соотношение компонентов составл ет (0,50 ,8):1 соответственно, а их подачу осуществл ют с верхнего уровн  в период от начала продувки до О, 3-0,.4 ее продолжительности в количестве 20-30%, в период от 0,3 - 0,4 до 0,6. - 0,7 продолжительности продувки - 50-60%, а в период от 0,6 - 0,7 до конца продувки - 70-100% от весового расхода кислорода через верхний уровень.. в качестве порошкообразных материалов , снижающих жидкотекучесть шлака, используют отходы огнеупорно го и ферросплавного производства, брак и бой огнеупоров, содержащие окись магни , а в качестве порошкообразных материалов, снижающих окисленность шлака, используют шлаки, содержащие кремний, марганец и алюминий . Введение указанных материалов в конвертер способствует снижению жидкотекучести и окисленности шлака, за счет их загущени  и раскислени  и уменьшению износа футеровки конвертора . Выбранное соотношение компонентов, снижающих жидкотекучесть и окисленность шлака, равное 0,5 - 0,8:1, объ сн етс5г тем, что при соотношении компонентов, снижающих жидкотекучесть, к компонентам, снижающим окисленность , во вдуваемой смеси порошкообразных менее 0,5:1 наблюдаетс  повы .шенна  жидкотекучесть шлака, не позвол юща  предотвратить интенсивный износ футеровки. При соотношении более 0,8:1 износ футеровки находитс  в удовлетворительных пределах, однако наблюдаетс  тенденци  к сво рачиваемости шлаков, что затрудн ет протекание процессов растворени  извести (шлакообразовани ) в начале продувки и приводит к ухудшению десульфурирующей способности шлаков в середине продувки. Порошкообразные материалы вдувают через верхний уровень с тем, чтобы они, внедр  сь в верхние слои жидкой ванны, загущали и раскисл ли шлак, снижа , тем самым их химическую активность nq отношению к футеровке конвертера. При вдувании же порошкообразных материалов в нижний уровень они внедр ютс  в реакционную зону и снижают ее температуру, не воздейству  на верхние слои жидкой ванны. Поэтапное введение порошкообразных материалов обусловлено ходом процесса выплавки стали в кислородном конвертере, в котором на всем его прот жении происходит рафинирование жидкой ванны, а также шлакообразование , десульфураци  и дефосфораци  металла. При определении длительности этапов исход т из того, что в ходе продувки необходимо обеспечить образование в первой трети продувки активного по отношению к вредным примес м шлака, эффективную десульфурацию ванны - во второй трети продувки дефосфораци , как правило, не вызывает трудностей и высокого выхода годного за счет всевозможных технологических приемов - в последней трети продувки. G целью определени  длительности этапов и количества вдуваемых в ходе их протекани  порошкообразных материалов на 1-тонном конвертере в идентичных услови х провод т опытные плавки с различными расходами вдуваемых материалов и остановками продувки через каждую 0,1 часть ее продолжительности. Во врем  остановок продувки производитс  отбор про шлака и металла дл  определени  оки ленности шлака (суммарное содержани окислов железа в шлаке) и его десул фурирующей способности (содержание серы в шлаке и металле), а также с помощью вискозиметра определ етс  жиДкотекучесть шлака. В шлаках трет его периода дополнительно определ етс  их основность. Полученные результаты по жидкотекучести и окисленности шлака представлены в табл. и 2. В табл. 1 приведена зависимост в зкости шлака от количества вдувае мых порошкообразных материалов, выраженна  в Н-с/м, а в табл. 2 зависимость окисленности шлака от количества вдуваемых порошкообразных материалов, оцениваема  по суммарному содержанию окислов железа в шлаке (Г FeO). Оценка состо ни  шлака (табл. 1 и 2) позвол ет установить длительность этапов в следующих пределах: первого - от начала продувки до 0,3 - 0,4 ее продолжительности; вто рого - от 0,3 - 0,4 до 0,6 - 0,7 продолжительности продувки; третьего - от 0,6 - 0,7 продолжительности до конца продувки. Количество вдуваемых порошкообра ных материалов на первом этапе зависит от характера протекани  процессов шлакообразовани . При вдуваийи на первом этапе порошкообразных материалов в количестве до 20% от весового расхода кислорода через верхний уровень происходит быстрое образование высокоокисленных шлаков и наблюдаетс  повышенный износ футе ровки конвертера. При введении поро кообразных материалов в количестве более 30% содержание окислов железа в шлаке снижаетс , шлак загущаетс , что приводит к ухудшению протекани  процессов растворени  извести, их удлинению во времени. На втором этапе лимитирующим звё ном по определению количества вдуваемых материалов  вл етс  десульфурирующа  способность шлака. При вдувании менее 50% порошкообразных материалов от весового расхода кислорода через верхний уровень значительно переокисл етс , что при водит к резкому увеличению износа футеровки. При увеличении расхода .порошкообразных материалов свыше 60 наблюдаетс  тенденци  к загущению и сворачиванию шлака, ухудшаетс  десульфурирующа  способность шлака, что приводит к повышению содержани  серы в готовом металле. Оптимальный вариант во втором периоде 50-60%. На третьем этане основной згщачей  вл етс  повышение выхода годного металла путем снижени  содержани  окислов железа в шлаке. Как видно из табл. 1, при вдувании менее 70% порошкообразных материалов от весового расхода кислорода через верхний уровень шлак переокисл етс , насыща сь окислами железа, и активно взаимодействует с футеровкой кислородного конвертера. При вдувании 70-100% порошкообразных материалов содержание железа в шлаке снижаетс  до 11-14%. Основность конечного шлака при этом находитс  в пределах 2,7 - 3,0. Оптимальный вариант в третьем периоде 70-100%. Пример. В 1-тонный конвертер заливают 0,3 т лома и заливают 0,7 т чугуна, после чего начинают продувку жидкой ванны кислородом через двухъ русную фурму с вдуванием порошкообразных материалов в верхний  рус фурмы в смеси со вторичным кислородом при соотношении компонентов, снижгиощих жидкотекучесть, к компонентам, снижающим окисленность шлаков 0,5:1; 0, и 0,8:1 соответственно в варианте. Длительность этапов дл  каждого из соотношений составл ет: .первого - от начала продувки до 0,3; 0,35 - 0,4 ее продолжительности, второго - от 0,3; 0,35 и 0,4 до 0,6; 0,65 и 0,7 продолжительности продувки , третьего - от 0,6; 0,65 и 0,7 продолжительности до конца продувки соответственно в каждом варианте (подварианты А, Б и В). Расход вдуваемых порошкообразных материалов составл ет 0,43; 0,85 и 1,45 кг/мин на первом, втором и третьем этапах соответственно, что составл ет 30; 60 и 100% порошкообразных материалов от массы вторичного кислорода. Расходы вторичного и первичного кислорода составл ют соответственно 1 и 4 во всех вариантах. . В идентичных услови х провод т плавки по способу - прототипу, включающие завалку лома, заливку чугуна, продувку жидкой ванны кислородом через двухъ русную Фурму с подачей порошкообразных материалов в нижний  рус фурмы в смеси с первичным кислородом при соотношении компонентов, снижающих жидкотекучесть, к компонентам , снижающим окисленность шлаков 0,5:1; 0,65:1 и 0,8:1 соответственно в каждом варианте. Длительность этапов дл  каждого из соотношений составл ет: первого - от начала до 0,35 продолжительности продувки; второго - от 0,35 до 0,65 продолжительности продувки; третьего - от 0,65 продолжительности до конца продувки. Расходы первичного и вторичного кислорода и порошкообразных материалов аналогичны соответствующим параметрам в описанном предлагаемом способе,

Результаты испытаний по проведенным плавкам по предлагаемому способу и способу-прототипу приведены в табл. 3. Там же приведены результать1 испытаний по базовому объекту, включающему завалку лома, заливку чугуна , продувку жидкой ванны кислородом через обычную многосопловую Фурму , выпуск металла в ковш, раскисление и легирование, так как способ выплавки стали с применением двухъ русной фурмы в насто щее врем  не используетс ,

Из сопоставительного анализа следует , что в предлагаемом способе по сравнению с базовым объектом дол  лома выше на 4%, расход.дутьевого кислорода выше на 25% при сопоставимой стойкости футеровки в предлагаемом способе и базовом объекте.

Экономический зффект от использовани  предлагаемого способа состав:л ет 0,572 млн, руб, на 1 млн, т стали,

Таблица 1

Окисленность шлака (ZFeO), %

Количество вдуваемых порошкообразных материалов, % от массы вдуваемого вторичного кислорода

23,8 23,9 22,0 21,7 20,4 19,6 17,4

0,3

Таблица 2

Предлагаемый 0,65:1

0,5:1

0,65:1

0,8:1

Продолжение табл. 2

Таблица 3

106068510

Продолжение табл. 3

Claims (2)

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку жидкой ванны кислородом с двух уровней с одновременным вдуванием порошкообразных материалов, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки конвер тера путем снижения жидкотекучести и окисленности шлака, порошкообразные материалы содержат компоненты, снижающие жидкотекучесть и окисленность шлака, причем соотношение компонентов составляет (0,5 - 0,8):1 соответственно, а их подачу осуществ ляют с верхнего уровня в период от начала продувки до 0,3 - 0,4 ее продолжительности в количестве 20-30%, в период от 0,3 - 0,4 до 0,6 - 0,7 продолжительности продувки - 50-60%, а в период от 0,6 - 0,7 до конца продувки - 70-100% от весового расхода кислорода через верхний уровень.

2. Способ по π. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве порош- & кообразных материалов, снижающих жидкотекучесть шлака, используют отходы огнеупорного и ферросплавного производства, брак и бой огнеупоров, содержащие окись магния, а в качестве порошкообразных материалов, снижающих окисленность шлака, использу.ют шлаки, содержащие кремний*, марганец и алюминий.

оо οι