SU1016367A1 - Способ производства стали в конвертере - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий :проаувку рашпава стру мв квспорооа в оболочке эашвтвого газа, подаваемымв сввзу со взавмвым переоечевве в щ депах высоты метаппв есхой ванны, о тп в ч а ю ш в и с а тем, что, с пепью ввтенсв икапвв процесса в повышевв  выхооа жвокой сталв. пересечение струй квспорооа осуществл ют в. внтервапах ao: 30% н прв 70-80% времевв от начала продувкв при расходе квслорода, в 1,2 1 ,4 раза превышающем номвнальный, а I остальное брем  продувку ведут прв номинальном расходе-кислорооа. СЭд СО ф si Щ г f

Description

Изобретение относитс  к черной метаппургии , в частности к производству сгапи в конвертерах с донным дутьем. Известен способ проивводства стапи в конвертере с донным дутьем, по которому продувку расплава ведут кислородными стру ми в оболочке защитной среды например, газообразного топлива в виде природного газа. Топливно-киспородные струи вдувают в метапп через соппа типа труба в трубе , оси которых расположены параллельно ипи под различными углами наклона относительно продольной оси конвертера 1. Указанный способ обладает существен ным недостатком по сравнеишо с кислородно-конвертерным процессом с верхней продувкой, заключающимс  в невозможности регулировани  окксленности шлака (содерж&Н№1 в нем окислов железа) по ходу операции. Рассредоточенный ввод дуть  по плоша .аи дниша конвертера через сопла типа труба в трубе , исключающий возможность сли ни  отдельиых топливно-кислородных струй в объеме вви ы при Иопользуемых на практике оавлеив х кислорода (8 - 12 атм) и защитней среды (6 - 12 атм), увеличение пути реагировани  кислородных струй с металлом за счет наклона сопел относительно продоль ной оси конвертера, ведет к тому, что образующиес  в месте юпосредстввиного контакта кислородных струй с металлом окислы железав основном успевают раоходоватьс  в пределах высоты металлической ванны на окисление примесей. Поэтому на прот жении большей части времени от начала .продувки содержание закиси железа в шлаке,  вл ющейс  основным растворителем присаживаемой в кон вертер извести, обычно ниже 5%, в то врем  как дл  быстрого растворени  извести необходимо иметь 15 - 25% FeO, Это не способствует формированию жидкоподвижного высокоосновного шлака с самого начала операции и тем самым за медп ет протекание процессов дефосфорации и десульфурации по сравнению с обезуглероживанием ванны, вследствие чего приходитс  вести плавку с передувкой . Указанные обсто тельства вынуждают вместо присадок кусковой извести «водить в в&нну в потоке кислорода порошкообразную известь, примен   дл  этих целей сложное и дорогосто шее обо рудование, что сказываетс  на. техншсоэкономических показател х процесса вылавки стали в конвертерах с донным ислородным дутьем. Отмеченные недостатки в значительной мере устран ютс  при донной продуве расплава кислородом в оболочке заитного газа, подаваемым стру ми, пе-, ресекающимис  в пределах высоты метаКлической ванны. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ производства стали в конвертере, включающий продувку расплава стру ми кислорода в оболочке зашитного газа, подаваемыми снизу со взаимным пересечением в пределах вь1 соты металлической ванны. Кислород согласно этому способу подают с посто нным расходом при равномерном распределении его по стру м. Пересечение кислородных струй в пределах металлической ванны конвертера ведет к сокращению пути взаимодействи  вдуваемого кислорода с металлом, и тем самым неиспользуемые в пределах металлической ванны на окисление примесей окислы железа в повышенном количестве все врем  поступают в шлак, увеличива  его окисленность, и ведут к ускоренному растворению присаживаемой в конвертер извести . непрерывное накопление окнолов железа в шлаке при,донной продувке снижает выход жидкой стали за счет повышенного угара железа 1Ю сравнению с обычным вариантом донного подьода дуть  без пересечени  струй. Кроме того, при чрезмерном повышении сжисленности шлака продувка сопровождаетс  образованием выбросов, что дополнительно ведет к сн жению выхода жидкой стали. При данном пспособе не обеспечиваетс  также гибкое ведение плавки, поскольку не реализуетс  управл емое повышение или понижение концентрации сжислов. железа в шлаке в нужные периоды продувки , например повышение окисленности шлака в начале операции, когда необходимо ускорить растворение извести и й.1стро навести высокоосновной жидкоподвижный шлак дл  успешного протекани  процессов дефосфорадии и десульфурации, а также понижение окисленности шлака в конце продувки до минимальных значений, когда необходимо повысить выход жидкой стапк. Дан1а 1й способ из-за неизменного расхода кислорода в ходе продувки не по .звол ет полностыо испо71ьзовать пропускную способность газоотвод щего тракта конвертера в начальный-и конечный перйоды операции, когда количество поксн дающвх конвертер газов значвтепьно меньше, чем в период внгенсввнрго обеэ угпероживани  в середине операции , и тем самым иетевсвфицировать плавку и повысить вь1ход стапи

Цепью изобретешь  ви етс  интенсификаци  процесса и повышение жидкой стапи.

Поставпанна  цепь достигаетс  тем, что согласно способу производства стали в конвертере, включающему продувку рас плава стру ми кислорода в оболочке защитного газа, подаваемыми снизу со в1заимным пересечением в пределах выСх}ты металлической ванны, пересечение струй кислорода осуществл ют в иите валах до 30% и при 70-80% времени от начала продувки при расходе кислорода, в 1,2 - 1,4 раза превышающем номкнальный , а остальное врем  продувку ведут при номинальном расходе кислорода.

Сущность изобретени  заключаетс  в следующем.

Продувка с пересече (шем топливнокислородных струй в пределах высоты металлической ванны в интервале времени 0-ЗО% от начала операции при расходе кислорода, в 1,2 - 1,4 раза превышающем номинальный дл  периода интенсивного обезуглероживани  ванны, пре следует своей целью создание с самого начала операции ы 1сокоосновиого жидкопод1вижного окислительного шлака, способ ствуюшегр опережающему развитию прО цессов дефосфорации и десульфурации по сравнению с окислением углерода, а так-) же интенсификацию плавки в начальный период. Последнее св зано с тем, что при продувке с посто ншм номитльиым расходом кислорода, соответствующим максима льной пропускной способности га зоотводтцего тракта конвертера в период интенсивнотч) обезуглероживани  ваины (наибольшего газовыделени  из конвертера ), пропускна  способность тракта иопользуетс  не полностью в начальной и конечной стади х операции, когда значительна  часть вдуваемого кислорода раоходуетс  на окисление кремни , марганца , фосфора и железа без выделени  газа . Поэтому можно утеличить расход киолорода на продувку сверх нс линального в начальной и конечной стадн х операции и тем самым добитьс  бопее рдавномерного газовыдепенй  из конвертера в ходе продувки , более полного использс®ани  пропускной способности газоотвод  щего тракта и в конечном итоге интенси})икаци.р плавки.

При этом особенно следует 6тметить, что за счет 1ювышени  расхода кислорода сверх номинального значени  в 1,2 - 1,4 раза в интервале О-30% времени

от начала операции одиовремеино реализуетс  продувка с пересечени ем струй в пределах высоты мс талпичесхой ваины. Така  продувка ведет к сокращению пути взаимодействи  вдуваемого кислорода с

металлом, и тем самым неиспользуемые, в пределах металлической ваииы на окио. леи е примесей сжислы железа поступают в шлак и способствуют ускоренному рас-, творению присаженной в конвертер взвести.

Если нижний предел ссшпадает с иачалом продувки, то окончание продувки в начальный период операции с пересочешюм струй ииже поверхности мета п ( лической ванны по истечении 30% времеии  вл етс  верхним пределом дл  атого периода плавки вследствие того, . что к этому моменту завершаетс  окисление кремни , большей части ме1рганца

5 и фосфора (шпакообразующих примесей), а затем наступает период интенсивного окислени  углерода, продувка в котором (свыше ЗО% времениот начала операции ) с условием пересечени  стрзНй выQ зывает чрезмерное вспенивание шлака вэ-за пс ышенной его окисленности, образование интенсивных выбросов металло - шлаковой эмульсии из агрегата, что уменьшает жидкой стали.

Продувка с пересечением топливокио;лородиых струй в интервале времени 70 8О% от начала операции (период интенсив ого спада скорости обезуглероживани ) при расходе кислорода, в 1,2 - 1,4

раза превышающем номинальный, пресгюдувт своей целью предотвращение сворачивани  шлака, наблюдающегос  в завершение периода интенсивного обезуглероживани  ванны вследствие снижени  концентрации окислов железа в шлаковой фазе в отсутствие пересечени  струй ниже поверхности металлической ванны при Идмииальиом расходе кислорода. В данном случае предлагаема  реализаци  продувки с пересечением струй обеспечивает повышение окислов железа в шлаке, разжижение посдеогнего и тем самым суще(ственЮ5 ускор ет процесс дефосфорации, попучающий вновь развитие с началом ослаблени  скорости обезуглероживани  в ука-. занный период операции.

Начало продувки в период интенсивного окислени  углерода с пересечением струй в пределах высоты метйплической ванны до 70% времени операции (нижний предеп) сопровождаетс  образованием .интенсивных выбросов по указанным причинам , а окончание такой продувки поспе 80% времени операции (верхний предеп) ведет к чрезмерному увеличению окиопов железа в шпаке, спедоватепьно к повышенным потер м Железа в шпак, и меньшему выходу жидкой стали по сра&Нению с обычным процессом донной продувки без пересечени  струй. Верхний предел превышени  (в 1,4 ра за) расхода кислорода над номинальным в интервалах О-ЗО и 7О-80% времени от начала операции обусловлен максимап ; но возможным газовыделением из конэертера в это врем  при условии обеспечени  пересечени  струй ниже поверхности -металдичеосой ванны и переделе чугунов обычного cocTeiaa (/Si 0,7 0 ,9%, М« О,6 - 0,8%, С 3,8 - 4,2% Р7 0,ЗО%), соответствующего требовани м типовой технологической инструкции по выплавке стали в коквертерах. : .В случае превышени  значени  верхI него предела количество отход щих газов из конвертера превышает, как установлено на опытных плавках, пропускную способность газоотврд щего тракта, что влечет за собой выбивание пламени и дыма из-под зонта, накрывающего горлоёвн ну кошвертера, и загр знение окружающей среды на рабочей ппошадке цеха. : Нижний предел превышени  (в 1,2 рвгза ) расхода кислорода над номинальным в интервалах О-ЗО и 70-8О% времени от начала О1юрацйи обусловлен макси мально возможным газовыделенвем из конвертера s это врем  при условии обес печени  пересечени  струй ниже поверхнести металлической ванны и переделе используемых на практике чугунов с низ ким содержанием шпакообразуюших примесей (Si 0,2 - 0,3%, Мп 0,1 - 0,3%, G- 3,8 - 4,2%, Р70,12%). При работе конвертера с уменьшением шикнего предела превышени  (в 1,2 раза) расхода квслорода над номинальным наблюдаютс  низкое использование пропускной способ . ности газоотвод щего тракта, а отсюда И все отмеченные ранее недостатки, соответствук дие обычным услови м проду кй с посто нным номинальным расходом .кислорода. На фиг. 1 и 2 изображены схемы осу : шествлени -способа. В днище 1 конвертера 2 попарно уста новлены топливно-киспородные стационарные фурмы 3 с наклоном друг к другу, При этом рассто ние между наклоненными друг к другу фурмами и угол наклона оси каждой фурмы к горизонтальной плоскости дниша. конвертера подбираютс  такнм образом, чтобы в период продувки (интервалы 0-30 и 7О-80% времени от начала операции) с расходом кислорода, превышающим в 1,2 - 1,4 раза номинальный , происходило пересечение струй 4 (фиг. 1) в пределах высоты металлической ванны 5, а при продувке в остальное врем  с номинальным расходом киолорода струи Hie пересекались (фиг. 2) в пределах высоты металлической ванны. П р им е р. Реализацию способа осуществл ют в 130 кг лабораторном конвертере донного дуть , оборудованном четырьм  фурмами типа труба в трубе , Наклоненными попарно друг к Другу под углом 30 к горизонтальной плоскости дпища. Рассто ние между торцами фурм . на поверхности днища составл ет 0,1 м. Диаметр цилиндрического сопла дл  подвода киспсрода 1,7 мм. Ширина кольцевой шели дл  подачи природного газа, вы полн ющего роль защитной среды, равна 0,1 мм. Расход защитной среды 5% от, массЬ подаваемого кислорода. Газоотво- д щий тракт конвертера рассчитан на номинальный расход кислорода 0,676 при пиковом (максимальном) обеауглероживании ванны. В услови х номинального расхода кио лорода через фурмы 0,676 м-/мин и указанного расположени  в днище конвертера продувка протекает без пересечени  струй в пределах высопл метал лической ванны. При расходе кислорода, в 1,2 -1,4 раза превышающем номинальный, происходит пересечение струй ниже поверхности металлической ванны. Глубина мбтал-ь лической ванны в спокойном состо нии 0,2 м. Плавки осуществл ют по 4 вариантам ведени  операции. 1 вариант - известный способ произ водства стали « конвертере, когда донную продувку ведут с посто нным.п ресечением струй в пределах высоты ч1етаплвческой ванны при посто нном номинальном расходе кислорода (О.,676 ) на прот жении всей плавки. Перерабатывают чугун, содержащий в среднем 0,8% Я , 0,7 Mw., 4,1% С, О, 0,30 Р и 0,045%§ и имеющий температуру при заливке в конвертер 137О®С, После начала продувки в конвертер присаживают кусковую известь в

Claims (1)

1. .< СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий продувку расплава струями кислорода в < оболочке защитного газа, подаваемыми снизу со взаимным пересечение»' в пределах высоты металлической ванны, о тп и ч а ю ш и й с я тем, что, с цепью интенсификации процесса и повышения выхода жидкой стали, пересечение струй · кислорода осуществляют в. интервалах до1 30% и при 70-80% времени от начала продувки при расходе кислорода, в 1,2-

   1,4 раза превышающем номинальный, а остальное время продувку ведут при : номинальном расходе-кислорода.