SU1341210A1

SU1341210A1 - Method of melting steel from solid charge in converter

Info

Publication number: SU1341210A1
Application number: SU843780251A
Authority: SU
Inventors: Вадим Ипполитович Баптизманский; Петр Иванович Югов; Юрий Николаевич Борисов; Серафим Захарович Афонин; Алексей Григорьевич Зубарев; Вячеслав Алексеевич Синельников; Владимир Иванович Трубавин; Борис Михайлович Бойченко; Геннадий Сергеевич Колганов; Виктор Павлович Черевко
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева; Научно-производственное объединение "Тулачермет"
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1984-08-23
Publication date: 1987-09-30

Description

113113

Изобретение относитс к черной металлург ии, а именно к кислородно- конвертерному способу выплавки ста- ли.The invention relates to ferrous metallurgy, namely to the oxygen-converter method of steel smelting.

Цель изобретени - повышение производительности конвертера и стойкости его футеровки.The purpose of the invention is to improve the performance of the converter and the durability of its lining.

Исследовани ми установлено, что производительность конвертера и СТОЙкость футеровки завис т от режима нагрева еталлолома, способа завалки его и твердого энергоносител , от соотношени расходов сверху и снизу, окислительного потенциала дуть . It has been established by research that the capacity of the converter and the strength of the lining depend on the heating mode of scrap, its filling method and solid energy carrier, the ratio between the top and bottom costs, and the oxidation potential to blow.

Завалка в конвертер больших порций металлолома (больше 0,7 рабочего объема) осложн ет процесс нагрева , особенно использование верхних фурм-горелок. Наблюдаютс большие потери кислорода и топлива с отход - шими газами в св зи с высоким расположением практически на срезе горловины фурмы.The filling of large portions of scrap into the converter (greater than 0.7 working volume) complicates the heating process, especially the use of upper tuyere burners. There are large losses of oxygen and fuel from waste - by shim gases due to the high location practically at the cut of the tuyere neck.

Опыт работы промышленных конвер- теров показывает, что основна масса металлолома, примен емого в конвертерном производстве, имеет насыпной вес меньше 1,0, что при переработке его в конвертере без жидкого чугуна значительно (на 30-50%) снижает осадку конвертера и его производительность .The experience of industrial converters shows that the bulk of the scrap metal used in converter production has a bulk density less than 1.0, which, when it is processed in a converter without liquid iron, significantly (by 30-50%) reduces the converter draft and its productivity .

Кроме того, при значительном заполнении полости конвертера.металлоломом и в св зи с этим малоэффективным верхним обогревом происходит зависание шихты вследствие нагрева и проплавлени ее в нижних сло х, образуютс свободные мосты из сварив шегос металлолома. Поэтому целесообразно металлический лом загружать част ми, с последующим прогревом каждой части лома, что позвол ет иметь в рабочем пространстве конвертера свободный от металлолома обьем и,следовательно , услови дл эффективного нагрева его с использованием верхнего обогрева.In addition, with a significant filling of the converter cavity with metal breakage and in connection with this inefficient top heating, the charge hangs due to heating and melting it in the lower layers, free bridges are made of welded scrap metal. Therefore, it is advisable to load scrap metal with parts, with subsequent heating of each scrap part, which allows the converter to have a volume free from scrap metal and, therefore, conditions for its efficient heating using top heating.

Установлено, что наиболее эффективно загружать лом трем порци ми, причем перва порци должна занимать примерно 50-60% общего расхода лома, за.грузка менее 50 % нецелесообразна, поскольку снижаетс производитель- ность конвертера в св зи со значительным увеличением массы последующих порций металлолома. Кроме того, уменьшение массы первой порции приIt has been established that it is most efficient to load scrap in three portions, and the first portion should occupy about 50-60% of the total scrap consumption, loading less than 50% is impractical, since the converter's performance decreases due to a significant increase in the mass of subsequent batches of scrap. In addition, the decrease in the mass of the first portion when

0 0

5 о 5 o

y .ц y .ts

00

О2O2

водит к значительному снижению коэффициента использовани топлива, т.к. уменьшаетс фильтрующа высота сло лома. Масса второй порции металлолома определ етс услови ми нагрева первой порции, снижением уровн лома в конвертере, т.е. количеством освобожденного рабочего пространства конвертера. Как показали исследовани ,, оптимальным вл етс 48-52% от массы оставшегос лома. Загрузка меньше 48% оставшегос лома нецелесообразна , поскольку значительно увеличиваетс масса третьей части лома, что приводит к удлинению процесса нагрева всего лома, а в случае использовани лома с малым насыпным весом - к удлинению времени завалки, что снижает производительность конвертера .leads to a significant reduction in fuel utilization, because filter bed height is reduced. The mass of the second portion of scrap metal is determined by the conditions for heating the first portion, by reducing the level of scrap in the converter, i.e. the amount of free workspace converter. Studies have shown that 48-52% of the remaining scrap is optimal. Loading less than 48% of the remaining scrap is impractical because the weight of the third part of the scrap increases significantly, which leads to an extension of the heating process of the entire scrap, and in the case of using scrap with a low bulk weight, the filling time is prolonged, which reduces converter productivity.

Увеличение массы второй порции лома больше 52% значительно повышает уровень лома в конвертере, уменьшает свободный объем рабочего пространства меньше оптимальных значений (меньше 0,3 рабочего объема), что снижает производительность конвертера , как это отмечалось выше.Increasing the mass of the second portion of scrap to more than 52% significantly increases the level of scrap in the converter, reduces the free volume of the working space to less than the optimal values (less than 0.3 working volume), which reduces the converter's performance, as noted above.

Загрузка твердого энергоносител двум порци ми в количестве 30-35% от заданного перед загрузкой лома и остального количества после загрузки всего металлолома позвол ет улучшить процесс сжигани -его во врем нагрева, а также уменьшить износ футеровки в донной части конвертера.The loading of solid energy carrier in two portions in the amount of 30-35% of the scrap set before loading and the rest amount after the loading of the entire scrap metal improves the combustion process during heating and also reduces the lining wear in the bottom part of the converter.

Загрузка твердого энергоносител одной порции приводит к значительному локальному его размещению, что усложн ет его сжигание и снижает производительность конвертера, к этому недостатку приводит также увеличение массы первой части твердого энергоносител , больше 35% которого загружают на дно и более 70% - на поверхность лома.Loading a single-portion solid energy carrier leads to a significant local placement, which complicates its combustion and reduces the converter's performance, an increase in the mass of the first solid energy carrier, more than 35% of which is loaded to the bottom and more than 70% to the scrap surface, also leads to this disadvantage.

При уменьшении количества твердого энергоносител ниже 30% от заданного загружаемого на дно снижаетс эффективность нагрева,нижних слоев шихты, что уменьшает произВоди гель- ность конвертера, кроме того, повыша- етс износ футеровки за счет воздействи окислов железа.When the amount of solid energy carrier decreases below 30% of the specified load loaded to the bottom, the heating efficiency of the lower layers of the charge decreases, which reduces the converter's moisture content, and the lining wear increases due to the effect of iron oxides.

Экспериментально установлено,что стойкость футеровки конвертера, его производительность зависит от режиIt was established experimentally that the durability of the converter lining, its performance depends on the mode

ма ввода кислорода во врем нагрева лома,ma entering oxygen during scrap heating,

Подача кислородсодержащего гЗза с избытком кислорода более 50% от стехиометрического приводит к значительному переокислению лома, что снижает стойкость футеровки, при этом скорость снижени твердого энергоносител не увеличиваетс . При уменьшении избыточного кислорода ниже 40% от стехиометрического происходит снижение производительности конвертера, т.к. замедл етс скорость сжигани твердого энергоносител .The supply of oxygen-containing gas with an excess of oxygen of more than 50% of stoichiometric leads to a significant over-oxidation of scrap, which reduces the durability of the lining, while the rate of reduction of solid energy carrier does not increase. When reducing the excess oxygen below 40% of the stoichiometric, there is a decrease in converter performance, since the rate of burning of solid energy is slowed down.

Изменение соотношени подаваемого кислорода на нагрев и продувку св зано с характером сжигани твердого энергоносител в эти периоды плавки .The change in the ratio of oxygen supplied to heating and blowing is related to the nature of the combustion of solid energy carrier during these periods of melting.

Установлено, что максимальна производительность конвертера достигаетс прн подаче кислорода снизу на первой стадии нагрева и при продувке в 1,5-2,0 раза ниже, чем свер- ху, и составл ет 0,9-1,0 на второй стадии нагрева.It has been established that the maximum converter capacity is achieved by supplying oxygen from the bottom in the first heating stage and during purging 1.5-2.0 times lower than that from above, and is 0.9-1.0 in the second heating stage.

Увеличение отношени расходов кислорода снизу и сверху более чем в 2,0 раза на первой стадии нагрева при продувке снижает производительность конвертера, в св зи с плохим усвоением кислорода при его верхней подаче уменьшаетс стойкость футеровки в верхней части конвертера. An increase in the ratio of oxygen consumption from below and above by more than 2.0 times in the first heating stage during blowdown reduces the capacity of the converter, and due to poor oxygen absorption during its upper supply, the lining resistance in the upper part of the converter decreases.

Уменьшение этого отношени меньше 1,5 приводит к значительному повьш1е- нию окисленности лома в нижней части конвертера из-за запаздывани загорани твердого энергоносител , что при-до чим объемом 0,72 м загрузили 19,5 кгA decrease in this ratio of less than 1.5 leads to a significant increase in the oxidation of scrap in the lower part of the converter due to the delay in the ignition of solid energy carrier, which at a volume of 0.72 m was loaded with 19.5 kg

угл марки АС (32,5% от общего расхода ), 432 кг металлического лома с на- сьшным весом 1,0 т/м. В течение 3 мин производили нагрев шихты подаводит к снижению стойкости футеровки .coal grade AC (32.5% of total consumption), 432 kg of scrap metal with a heavy weight of 1.0 t / m. For 3 min, the mixture was heated and the lining was reduced.

После загрузки второй порции металлического лома создаютс услови .After loading the second batch of scrap metal, conditions are created.

когда скорость горени твердого энер- 45 чей кислорода и природного газа снигоносител достигает максимальных величин, дл повьш1ени производительности конвертера расход кислорода снизу целесообразно повысить, а сверху - снизить, т.е. уменьшить отношение расходов кислорода снизу и сверху . Однако уменьшение этого отношени меньше 0,9 не приводит к интенсификации процесса сжигани твердого энергоносител , наблюдаетс увеличение угара железа и снижение стойкости футеровки. При отношении больше 1,0, с одной стороны, снижаетс скорость окислени твердого энергоноси5when the burning rate of the solid energy of oxygen and natural gas of the lower carrier reaches maximum values, it is advisable to increase the oxygen consumption from the bottom to increase the converter capacity, i.e. reduce the ratio of oxygen consumption from below and above. However, a decrease in this ratio less than 0.9 does not lead to the intensification of the process of burning solid energy carrier, an increase in the loss of iron and a decrease in the durability of the lining are observed. At a ratio greater than 1.0, on the one hand, the rate of oxidation of the solid energy decreases.

00

5five

00

5 five

0 g0 g

тел в нижних сло х шихты, с другой стороны, имеютс потери кислорода, подаваемого через верхнюю фурму, с отход щими газами, что в совокупности снижает производительность конвертера и стойкость футеровки.The bodies in the lower layers of the charge, on the other hand, have a loss of oxygen supplied through the upper lance with waste gases, which, in aggregate, reduces the converter capacity and the durability of the lining.

Длительность нагрева лома в первой и второй стади х определ етс услови ми усадки (опускани ) лома в конвертере, что, в свою очередь, св зано с температурой лома. Последн зависит от количества тепла,внесенного в шихту при сжигании топлива и ..твердого энергоносител .The duration of heating the scrap in the first and second stages is determined by the conditions of shrinkage (lowering) of the scrap in the converter, which, in turn, is related to the temperature of the scrap. The latter depends on the amount of heat introduced into the mixture during combustion of fuel and .. solid energy carrier.

Уменьшение расхода кислорода на нагрев шихты ниже- I5% от общего на плавку на первой и второй стади х не обеспечивает достаточного прогрева лома и его усадку, что приводит во врем загрузки следующей порции лома к значительному ухудшению условий нагрева шихты верхней фурмой- горелкой, что снижает производительность конвертера.Reducing the oxygen consumption for heating the charge below - I5% of the total smelting in the first and second stages does not ensure sufficient heating of the scrap and its shrinkage, which during the loading of the next batch of scrap leads to a significant deterioration of the conditions for heating the charge with the upper tuyere burner, which reduces converter performance.

Повышение этого расхода более 25% св зано со значительным перегревом лома и опусканием его. Это снижает КИТ топлива, т.к. уменьшаетс высота фильтрующего сло лома, повышаетс его температура и теплосодержание отход щих газов и, следовательно , снижаетс производительность конвертера.Increasing this consumption by more than 25% is associated with significant overheating of scrap and lowering it. This reduces KIT fuel, because the height of the filter layer is reduced, its temperature and the heat content of the exhaust gases increase and, consequently, the converter capacity decreases.

Проведен р д испытаний по предлагаемой технологии. Результаты проведенных испытаний приведены в таблице .Conducted a series of tests on the proposed technology. The results of the tests are shown in the table.

Пример. В конвертер с рабозу и сверху. Расход кислорода снизу 1 , сверху - 1,75 м /мин (отношение расходов составило 1:2), расход природного газа снизуExample. In the converter with rabose and top. Oxygen consumption from below 1, from above - 1.75 m / min (cost ratio was 1: 2), natural gas consumption from below

0,345 , сверху - 0,69 , что составило расход кислорода на 45% больше стехиометрического.0.345, above - 0.69, which is the oxygen consumption by 45% more than stoichiometric.

Затем завалили 240 кг металлолома с насьшным весом 1,1 т/м и в течение 8 мин производили нагрев шихты подачей кислорода и природного газа снизу и сверху с одинаковыми расходами . Расход кислорода 1,5 м /мин, расход природного газа - 0,52 .Then, 240 kg of scrap metal with a total weight of 1.1 t / m was piled up and the mixture was heated for 8 minutes by supplying oxygen and natural gas from the bottom and top with equal costs. The consumption of oxygen is 1.5 m / min, the consumption of natural gas is 0.52.

513412513412

Соотношение расходов снизу и сверху 1:1. Затем загрузили еще 240 кг металлического лома и 40,5 кг угл АС (67,5%) и в течение 24-мин продували ванну кислородом снизу с расходом 1,0 , сверху - 2,0 . Расход природного газа постепенно снижали, и через 14 мин и до конца продувки расход природного газа на ю донные фурмы был 0,1 , а последние 6 мин сверху подавали только кислород. Длительность Плавки 40 мин.The cost ratio below and above 1: 1. Then another 240 kg of scrap metal and 40.5 kg of coal AC (67.5%) were loaded and for 24 minutes a oxygen bath was blown from the bottom with a flow rate of 1.0, from the top - 2.0. The consumption of natural gas was gradually reduced, and after 14 minutes and until the end of the purge, the consumption of natural gas to the bottom tuyeres was 0.1, and the last 6 minutes from above was supplied only with oxygen. Duration Melting 40 min.

66

Суммарный расход кислорода составил 120 м. Выход стали 848 кг. Производительность конвертера 1272 кг/ч.The total oxygen consumption was 120 m. Steel yield 848 kg. Converter capacity 1272 kg / h.

Показатели плавок при граничных значени х параметров, выше и ниже их, а также по прототипу представлены в таблице.Indicators of heats with the boundary values of the parameters, above and below them, as well as the prototype are presented in the table.

Использование предлагаемой технологии по сравнению с базовой позвол ет повысить производительность конвертера на 20% и снизить расход огнеупоров на 1,8 кг на 1 т стали.The use of the proposed technology as compared to the base technology allows the converter to increase productivity by 20% and reduce the consumption of refractories by 1.8 kg per ton of steel.

Редактор М.ЦиткинаEditor M. Tsitkina

Составитель М.Прибавкин Техред М.ХоданичCompiled by M.Pribavkin Tehred M.Hodanich

Заказ 4402/31Order 4402/31

Тираж 549ПодписноеCirculation 549Subscribe

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по де,лам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д.4/5on de lamas of inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производстпенно-полиграфич ское предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing enterprise, Uzhgorod, Projecto st., 4

Корректор Л.ПилипенкоProofreader L. Pilipenko

Claims

METHOD OF MELTING STEEL FROM A SOLID CHARGE IN THE CONVERTER, including layer-by-layer loading of scrap metal and solid energy carrier, multi-stage heating, melting of the charge by supplying oxygen-containing gas and fuel from above and below to produce finished steel, characterized in that, in order to increase the productivity of the converter and lining resistance, 30-35% of solid energy carrier and 50-60% of the total scrap metal consumption are loaded onto the bottom of the converter and heating is performed at a ratio of oxygen consumption from bottom to top of 1: (1.5-2.0), then 48-52% o scrap metal and reheat at a ratio of oxygen consumption of 1: (0.9-1.0), and the total oxygen consumption per g heating of each portion of the charge is 15-25% of the total consumption for melting, and then load the remaining scrap metal, energy carrier and purge the bath to obtain finished steel.

Utztwt'ts