SU1268619A1

SU1268619A1 - Method of blowing stainless steel

Info

Publication number: SU1268619A1
Application number: SU853913210A
Authority: SU
Inventors: Александр Григорьевич Флейшер; Юрий Николаевич Тулуевский; Цезарь Львович Кацман; Лев Яковлевич Рудашевский; Валерий Николаевич Корнилов; Борис Яковлевич Скорняков; Николай Илларионович Клопов; Владимир Михайлович Сарычев; Александр Гарольдович Швабауэр
Original assignee: Научно-исследовательский институт металлургии
Priority date: 1985-06-19
Filing date: 1985-06-19
Publication date: 1986-11-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии , в частности к выплавке нержавеющей стали. Цель изобретени сокращение потерь хрома за счет интенсификации массообменных процессов . Окислительный-реагент подают через фурму, совершающую возвратнопоступательное перемещение относи-, тельно границы металл-шлак. Частота перемещени фурмы 0,08-0,05 Гц, врем нахождени в крайнем нижнем положении 10-30% от времени ци::ла перемещени . Отношение рассто ни от ницы метапл-щлак до крайнего нижне (Л го положени к глубине ванны поддерживают в пределах 0,60-0,85. 1 ил. 1 табл.The invention relates to metallurgy, in particular to the smelting of stainless steel. The purpose of the invention is the reduction of chromium losses due to the intensification of mass transfer processes. The oxidizing reagent is fed through a lance, making a reciprocal movement relative to the metal-slag boundary. The frequency of moving the tuyere is 0.08-0.05 Hz, the time of being in the lowest position is 10-30% of the time of the movement: The ratio of the distance from the meta-slabs to the lowest one (the L position to the depth of the bath is maintained within the range of 0.60-0.85. 1 ill. 1 tab.

Description

Изобретение относится к металлургии стали, в частности к выплавке нержавеющей стали.The invention relates to the metallurgy of steel, in particular to the smelting of stainless steel.

Цель изобретения - сокращение потерь хрома за счет интенсификации массообменных процессов.The purpose of the invention is the reduction of chromium losses due to the intensification of mass transfer processes.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу продувки нержавеющей стали, включающему подачу газообразного окислительного реагента через фурму, совершающую¹ возвратно-поступательное перемещение относительно границы раздела металлшлак, частоту возвратно-поступательного перемещения фурмы поддерживают· в пределах 0,008-0,05 Гц, а время нахождения фурмы в крайнем нижнем положении - в пределах 10-30% от времени цикла перемещения фурмы, причем отношение расстояния от границы раздела металл-шлак до крайнего нижнего положения к глубине ванны металла поддерживают в пределах 0,600,85.The essence of the invention lies in the fact that according to the method of purging stainless steel, comprising supplying a gaseous oxidizing reagent through a tuyere that performs ¹ reciprocating movement relative to the metal slag interface, the frequency of the reciprocating movement of the tuyeres is maintained within the range of 0.008-0.05 Hz, and the time the lance is in the lowest position is within 10-30% of the cycle time of the lance movement, and the ratio of the distance from the metal-slag interface to the lowermost position to the bottom ine metal bath is maintained within 0,600,85.

На чертеже представлена схема цикла движения фурмы.The drawing shows a diagram of the cycle of movement of the lance.

Полный цикл движения фурмы за . время 'И- время полного цикла включает перемещение фурмы из верхнего положения в нижнее с постоянной' скоростью (участок АВ), нахождение фурмы в крайнем нижнем положении в течение времени (участок ВС), движение фурмы вверх с постоянной скоростью (участок СД), пребывание фурмы в крайнем верхнем положении (участок ДЕ).Full lance motion cycle per. time 'And - the full cycle time includes moving the lance from the upper position to the lower one with a constant' speed (section AB), staying the lance in its lowest position for a while (section BC), moving the lance up at a constant speed (section SD), staying tuyeres in the highest position (section DE).

Как показывает серия опытных .плавок нержавеющей стали с продувкой кислородом через фурму в 10 т дуговой печи, оптимальная частота возвратно-поступательного перемещения фурмы относительно границы раздела металл-пщак находится в пределах 0,008-0,05 Гц. При частоте менее 0,008 Гц (таблица плавки 1 - 3.) вследствие недостаточной интенсивности массообменных процессов резко возрастает угар хрома, увеличивается длительность продувки. При увеличении частоты возвратно-поступательного движения фурмы более 0,05 Гц (таблица плавки 7 и 8) также возрастает угар хрома и увеличивается продолжительность продувки, что свидетельствует об уменьшении интенсивности перемешивания жидкой ванны.As the series of pilot stainless steel melts with oxygen blowing through a lance in a 10-ton arc furnace shows, the optimal frequency of the lance reciprocating movement relative to the metal-plate interface is in the range of 0.008-0.05 Hz. At a frequency of less than 0.008 Hz (melting table 1 - 3.), due to the insufficient intensity of mass transfer processes, chrome fumes sharply increase and the purge duration increases. With an increase in the frequency of the reciprocating movement of the tuyeres more than 0.05 Hz (smelting table 7 and 8), chrome fumes also increase and the purge time increases, which indicates a decrease in the intensity of mixing of the liquid bath.

Большое влияние на процессы массообмена в жидкой ванне оказывает такой фактор, как время нахождения фурмы в крайнем нижнем положении. Если время пребывания фурмы в крайнем нижнем положенииД_?составляет более 30% времени всего цикла.движения фурмы Г, (таблица плавки 14,15) начи- . нает возрастать угар хрома -.вследствие интенсивного массообмена, так как нижние слои жидкого металла уже достаточно полно перемешаны, а верхние слои, где достаточно большой диаметр ванны, перемешиваются плохо. В этом случае время перемешивания верхних слоев определяет время перемешивания всей ванны.A great influence on the processes of mass transfer in a liquid bath is exerted by such a factor as the residence time of the lance in its lowest position. If the residence time of the lance in the lowest _polozheniiD? accounts for more than 30% of the time of the entire cycle. the movement of the tuyere G, (smelting table 14.15) starts. Chromium fumes increase due to intense mass transfer, since the lower layers of the liquid metal are already sufficiently mixed, and the upper layers, where the bath diameter is large enough, do not mix well. In this case, the mixing time of the upper layers determines the mixing time of the entire bath.

При отношении 'ι_?/Ζ ^менеь 10% недостаточно перемешивают нижние слои жидкой ванны, резко возрастает угар хрома и продолжительности продувки (таблица плавки 9 и 10). Оптимальным является время пребывания фурмы в крайнем нижнем положении в пределах 10-30% от времени цикла возвратнопоступательного движения, что подтверждается при холодном моделировании .With respect to 'ι _? / Ζ ^changed eb 10% insufficient stirred lower layers of the molten bath increases sharply and chromium waste purge duration (melting Table 9 and 10). The optimal time is the stay of the lance in its lowest position within 10-30% of the cycle time of the reciprocating motion, which is confirmed by cold modeling.

Большое влияние на эффективность массообменных процессов оказывает отношение расстояния от границы раздела. металл-шлак до крайнего нижнего положения фурмы (,h) к глубине ванны металла Н^. При отношении' h/Hj, менее 0,60 массообменные процессы в металлической ванне проходят недостаточно интенсивно, так как при этом фурма в крайнем нижнем положении находится на значительном удалении от глубинных слоев металла и они слабо перемешиваются, что вызывает повышенный угар хрома (таблица плавки 16 и 17). Отношение h/H^ более 0,85 нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему увеличению эффективности перемешивания (угар хрома при отношении h/H более 0,85 остается постоянным (таблица плавки 22 и 23) . Кроме того, наблюдается усиленный износ футеровки подины в зоне действия фурмы 100-150 мм Рзоне фурмы, (таблица плавки 22 и 23).A great influence on the efficiency of mass transfer processes is exerted by the ratio of the distance from the interface. metal slag to the extreme lower position of the lance (, h) to the depth of the metal bath H ^. At a ratio of 'h / Hj, less than 0.60, the mass transfer processes in the metal bath are not intensive enough, since the lance in the lowermost position is located at a considerable distance from the deep layers of the metal and they mix slightly, which causes an increased chrome burn (melting table) 16 and 17). The h / H ^ ratio of more than 0.85 is impractical since it does not lead to a further increase in mixing efficiency (chrome burn at a h / H ratio of more than 0.85 remains constant (smelting table 22 and 23). In addition, increased wear of the bottom lining is observed. in the zone of action of the lance 100-150 mm Zone of the lance, (smelting table 22 and 23).

Предлагаемый способ опробируют в условиях 10-тонной дуговой печи. Глубина ванны металла 500 мм. Обезуглероживанию подвергают расплав, содержащий, мас.%: Сг 16-18; Ni 10-11; С 0,4-0,6; Мп 0,15-0,40; Si 0,5-0^8.The proposed method is tested in a 10-ton arc furnace. The depth of the metal bath is 500 mm. Decarburization is subjected to a melt containing, wt.%: Cr 16-18; Ni 10-11; C 0.4-0.6; MP 0.15-0.40; Si 0.5-0 ^ 8.

Продувку кислородом начинают при температуре металла 1560-1 580с расходом 1400 м³/ч. Фурму располагают над металлом. При температуре металла 1800-1820°С и снижения концентрации углерода до 0,15-0,25% фурме сообщают возвратно-поступательные движения с частотой 0,0080,05 Гц и отношением времени пребывания в крайнем нижнем положении к времени цикла движения фурмы в пределах 10-30%. Отношение расстояния от границы щлак-металл до крайнего нижнего положения к глубине ванны составляет 0,60-0,85.An oxygen purge is started at a metal temperature of 1560-1 580 with a flow rate of 1400 m ³ / h. A lance is placed above the metal. At a metal temperature of 1800-1820 ° C and a decrease in carbon concentration to 0.15-0.25% of the lance, reciprocating movements are reported with a frequency of 0.0080.05 Hz and the ratio of the residence time in the lowest position to the cycle time of the lance movement within 10-30%. The ratio of the distance from the slag-metal boundary to the lowest position to the depth of the bath is 0.60-0.85.

Результаты плавок с соблюдением всех параметров в указанных пределах представлены в таблице (плавкиThe results of swimming trunks in compliance with all parameters within the specified limits are presented in the table (swimming trunks

4-6, 11 - 13, 18 - 21). Например в плавке 13 частота возвратно-поступательного перемещения фурмы составляет 0,0125 Гц (время цикла 8Q с). Нижнее положение фурмы устанавливают на расстоянии 300 мм от границы шлак-металл, в котором она находится по 24 с в каждом цикле. Далее фурма совершает за 10с движение в верхнее положение на высоту 200 мм выше границы шлак-металл. В верхнем положении фурма находится' 36 с, после чего за 10 с фурма опускается в нижнее положение и т.д.4-6, 11 - 13, 18 - 21). For example, in melting 13, the frequency of the reciprocating movement of the tuyere is 0.0125 Hz (cycle time 8Q s). The lower position of the lance is set at a distance of 300 mm from the slag-metal boundary, in which it is located for 24 s in each cycle. Then the lance makes a movement in the upper position for 10 s to a height of 200 mm above the slag-metal boundary. The lance is in the upper position for 36 s, after which the lance drops to the lower position for 10 s, etc.

При испытании известного способа продувки (таблица, плавка 24) время цикла составляет всего 2,5 с и ФУР ма погружается лишь на глубину 6 5 мм ниже границы металл-шлак, затем поднимается выше Гранины на 65 мм и 5 т.д. По известному способу угар хрома 3,2%, что примерно в три раза выше по сравнению с предлагаемым способом.When testing the known purge method (table, smelting 24), the cycle time is only 2.5 s and the FUR ma sinks only to a depth of 6 5 mm below the metal-slag boundary, then rises above Granina by 65 mm and 5 etc. According to the known method, the fume of chromium is 3.2%, which is about three times higher compared to the proposed method.

Таким образом, предлагаемый способ продувки позволяет за счет интенсификации массообменных процессов при выплавкенержавеющей стали по сравнению с известным способом сократить ,5 потери хрома на 1,7-2,3 абс.%.Thus, the proposed method of purging allows due to the intensification of mass transfer processes in the smelting of stainless steel in comparison with the known method to reduce 5 loss of chromium by 1.7-2.3 abs.%.

Claims

This invention relates to steel metasturgy, in particular stainless steel smelting. The purpose of the invention is to reduce the loss of chromium due to the intensification of mass transfer processes. The essence of the invention lies in the fact that according to the method of blowing stainless steel, including the supply of gaseous oxidizing reagent through the lance, making a reciprocating movement relative to the metal interface. slag, the frequency of the reciprocating movement of the tuyere is maintained within 0.008-0.05 Hz, and the time for the tuyere to reach its lowest position - within 10-30% of the time of the tuyere's moving cycle, and the ratio of the distance from the metal – metal separation boundary slag to the extreme lower position to the depth of the metal bath is maintained at 0.600, 85. The drawing shows a diagram of the movement of a tuyere. The full cycle of movement of the tuyere during the full cycle includes moving the tuyere from the top position to the bottom with a constant speed (section AB), finding the tuyere in the lowest position for a time (section BC), moving the tuyere up at a constant speed (section LED) , the tuyere in the highest position (area DE). As a series of experimental stainless steel plaques with oxygen blowing through a tuyere in a 10 t arc furnace shows, the frequency of the reciprocating movement of the tuyere relative to the edge of the D is optimal; The metal-slag section is in the range of 0.008-0.05 Hz. At a frequency of less than 0.008 Hz, the smelting table - 3) due to insufficient intensity of mass transfer processes, the chromium frenzy increases sharply and the duration of purging increases. With an increase in the frequency of the reciprocating movement of the tuyere more than 0.05 Hz (melting table 7 and 8), the chromium frenzy increases and the duration of purging increases, which indicates a decrease in the intensity of the mixing of the liquid bath. A large influence on mass transfer processes in a liquid bath is exerted by such factors as the time spent in the tuyere in its lowest position. If the residence time of the tuyere in the lowest position of TJ is more than 30% of the time of the entire cycle, the movement of the tuyere of the s-t melting table 14.15) starts. chromium waste increases due to intensive mass transfer, since the lower layers of the liquid metal are already quite well mixed, and the upper layers, where the bath diameter is sufficiently large, are mixed poorly. In this case, the mixing time of the upper layers determines the mixing time of the whole bath. With the ratio L ,, / less than 10%, the lower layers of the liquid bath are not sufficiently mixed, the chromium frenzy and the purge duration dramatically increase (melting table 9 and 10). The optimal time is for the lance to stay in the red bottom position within 10-30% of the cycle time of the reciprocating movement, which is confirmed by cold modeling. A large influence on the efficiency of mass transfer processes is the ratio of the distance from the interface, the metal-slag to the extreme lower position of the tuyere (b.) To the depth of the metal bath H;,. With the h / H ratio (less than 0.60, mass transfer processes in the metal bath do not take place very intensively, since this lance in its lowest position is at a considerable distance from the deep metal layers and they mix poorly, which causes an increased chromium frenzy (table melts 16 and 17). The h / H ratio of more than 0.85 is impractical because it does not lead to a further increase in mixing efficiency (chromium loss with an h / H ratio of more than 0.85 remains constant (melting table 22 and 23J.) increased foot wear observed The bottom of the bottom of the tuyere is 100-150 mm and the tuyere zone (table 22 and 23). The proposed method is tested under conditions of a 10-ton arc furnace. The metal bath depth is 500 mm. De-carbonized is subjected to a melt containing, in wt.%: Cr 16-18; Ni 10-11; C 0.4-0.6; Mp 0.15-0.40; Si 0; oxygen scavenging begins at a temperature of metagsha 1560-1580 C with a flow rate of 1400. The tuyere is placed over the metal At a metal temperature of 1800-1820 ° C and a decrease in the carbon concentration to 0.15-0.25%, lance is reported to the tuyere at a frequency of 0.0080.05 Hz and a ratio of residence time at the lowermost position to the time cycle of movement of the lance in the range 10-30%. The ratio of the distance from the boundary of the pshak-metal to the extreme lower position to the depth of the bath is 0.60-0.85. The results of the heats with observance of all parameters within the specified limits are presented in the table (Tables 4-6, And-13, 18 - 21 ). For example, in smelting 13, the frequency of the reciprocating movement of the tuyere is 0.0125 Hz (cycle time 80 s). The lower position of the tuyere is set at a distance of 300 mm from the slag-metal boundary, in which it lasts 24 seconds in each cycle. Next, the lance makes for 10 s movement to the upper position to a height of 200 mm above the slag-metal boundary. The lance is in the upper position for 36 s, after which in 10 seconds the lance descends to the lower position, and so on. When testing a known purging method (table, melting 24), the cycle time is only 2.3 s and the trucks of MPs are loaded to a depth of 65 NfM im-KP. the metal-pshak border, then rises above rpaHHujii by 65 mm, etc. According to the method yraj) chromium 3.2%, which is about three times compared with the proposed method. Thus, the proposed purging method allows, due to the intensification of mass transfer processes in the smelting of stainless steel, as compared with the known method, to reduce the loss of chromium by 1.7-2.3 abs.%. Claim method Stainless steel purge method comprising supplying gaseous oxidizing reagent through a lance, making reciprocating movement relative to metal-slag section, characterized in that, in order to reduce chromium losses, due to the intensification of mass transfer processes, the reciprocating movement of lance is maintained within 0.008-0.05 Hz, and the time the tuyere is in its lowest position is within 10-30% of the cycle time of the tuyere, and the ratio of the distance audio from the metal-slag boundary to the lowermost position to the depth of the metal bath is maintained in the range 0,60-0,85.

Table continuation