SU1375656A1

SU1375656A1 - Method of smelting steel in oxygen steel-making converter

Info

Publication number: SU1375656A1
Application number: SU843691752A
Authority: SU
Inventors: Вадим Ипполитович Баптизманский; Вячеслав Алексеевич Синельников; Владимир Григорьевич Мизин; Петр Иванович Югов; Серафим Захарович Афонин; Алексей Григорьевич Зубарев; Борис Михайлович Бойченко; Владимир Иванович Трубавин; Геннадий Сергеевич Колганов
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева; Научно-производственное объединение "Тулачермет"
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1984-02-02
Publication date: 1988-02-23

Description

соwith

sjsj

СПSP

оэ сдoe sd

ODOd

Изобретение относитс к черной металлургии, а именно к кислородно- конвертерному способу выплавки стали.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to an oxygen-converter method for smelting steel.

Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере из 100%-ного металлического лома с вдуванием порошкообразного угл по ходу продувки и использованием газообразного и жидкого топлива l.There is a method of smelting steel in an oxygen converter from 100% scrap metal with injection of powdered coal along the course of blowing and using gaseous and liquid fuels l.

Недостатком этого способа вл етс сложна технологи выплавки в св зи с подготовкой порошка угл и его использованием.The disadvantage of this method is the complex smelting technology in connection with the preparation of the coal powder and its use.

Наиболее близким к изобретениюClosest to the invention

по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ выплав- 1Ш стали в кислородном конвертере, включающий завалку металлолома, углерод содержаще го энергоносител и наг- рев шихты продувкой кислородом в две стадии 2.The technical essence and the achieved result is the method of smelting steel in an oxygen converter, including the filling of scrap metal, carbon containing energy carriers and heating the charge by oxygen blowing in two stages 2.

Недостатком известного способа вл етс то, что снижение расхода топлива при посто нном расходе кислорода во врем нагрева и плавлени металлолома характеризуетс ,наличием периодов, когда расход кислорода превышает потребление его на окисление топлива, и избыточньй кислород окис- л ет горючие составл ющие в огнеупор ной футеровке и металлический лом, что приводит к повышенному износу футеровки (на 30-Ш0%) и увеличению окисленности лома.The disadvantage of this method is that the reduction in fuel consumption at a constant oxygen consumption during heating and melting of scrap metal is characterized by the presence of periods when oxygen consumption exceeds its consumption for fuel oxidation, and excess oxygen oxidizes combustible components in the refractory material. lining and scrap metal, which leads to increased wear of the lining (by 30% -0%) and an increase in the oxidation of scrap.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности процесса за счет снижени расхода кислорода, увеличени выхода годного и уменьшени износа футеровки.The aim of the invention is to increase the efficiency of the process by reducing oxygen consumption, increasing the yield of yield and reducing wear of the lining.

Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу выплавки стали в кислородном конвертере, включающему завалку металлолома, углеродсодержащего энергоносител и нагрев шихты продувкой кислородом в две стадии, завалку металлолома производ т совместно с газовым углем, составл ющим 20-30% от всего количества энергоносител , з.атем дают кислород на сжига- ние- газового угл , увеличива его расход до 0,08- 0,26 на 1 кг газового угл в течение 10-20% времени начального периода первой стадии, при этом суммарный расход кислорода на первую стадию составл ет 20-30% от общего на плавку, после чего присаживают остальной энергоноситель и продувку продолжают с тем же рас ходом кислорода, а в последние 18 - 22% времени второй стадии расход кислорода снижают до 0,02-0,04 на 1 кг угл .This goal is achieved by the fact that according to the method of steel smelting in an oxygen converter, including the filling of scrap metal, carbon-containing energy carrier and heating of the charge by oxygen blowing in two stages, the charging of scrap metal is performed together with gas coal, which constitutes 20-30% of the total energy carrier, C. At that, oxygen is given for combustion — gas coal, increasing its consumption to 0.08– 0.26 per 1 kg of gas coal for 10–20% of the initial period of the first stage, while the total oxygen consumption for the first stage is It charges 20-30% of the total melting, after which the rest of the energy carrier is set and the blowing is continued with the same oxygen consumption, and in the last 18-22% of the second stage, the oxygen consumption is reduced to 0.02-0.04 per 1 kg coal

Как показывают полупромьщленные испытани , наиболее эффективной вл етс замена в первой стадии 20-30% углеродсодержащего энергоносител , например кокса или антрацита, газовым углем, т.е. углем с большим содержанием летучих составл ющих (25 - 45%). Применение углей класса антрацит или кокс, т.е. с небольшим содержанием летучих (до У%),, в св зи с трудностью их зажигани и значительными потер ми времени на эту операцию приводит к удлинению длительнсЛ:- ти нагрева лома и большому износу футеровки из-за окислени углеродсодер жащих составл ющих в огнеупорной кладке.As shown by semi-lumped tests, the most effective is the replacement in the first stage of 20-30% carbon-containing energy carriers, for example coke or anthracite, with gas coal, i.e. coal with a high content of volatile components (25–45%). The use of anthracite or coke class coal, i.e. with a low content of volatile (up to%), due to the difficulty of their ignition and a significant loss of time for this operation leads to a lengthening of the duration of: - heating of scrap and great wear of the lining due to oxidation of the carbon-containing components in the refractory masonry .

Исследованием на полупро1 ышлен- ном конвертере установлено, что степень усвоени кислорода в течение нагрева и плавлени различна. В начальной стадии, когда уголь и лом холодные , потребление кислорода на сжигание угл низкое. Расход кислорода в этот период нагрева лома зависит от количества выделившейс из угл горючей газовой фазы, которое определ етс содержанием летучих в угле и его массой. Поэтому на этой стадии нагрева лома расхода кислорода следует поддерживать на уровне, обес печив ающем .сжигание выделившейс из угл горючей газовой фазы.A study on a semi-industrial converter has established that the degree of oxygen absorption during heating and melting is different. In the initial stage, when coal and scrap are cold, oxygen consumption for burning coal is low. The oxygen consumption during this period of heating of the scrap depends on the amount of the combustible gas phase released from the coal, which is determined by the volatile content of the coal and its mass. Therefore, at this stage of heating the scrap, the oxygen consumption must be maintained at a level that ensures the burning of the combustible gas phase released from the coal.

Использовать газовые угли во второй стадии нецелесообразно, так как в услови х высоких температур, характерных дл второй стадии плавки, происходит бурное выделение летучих, которые не успевают сгорать и вынос тс с дымом. Поэтому целесообразно на этой стадии плавки в конвертер вводить угли с небольшим содержанием летучих, например антрацит, кокс. Экспериментально установлено, что в зависимости от содержани летучих в угле длительность начального периода первой стадии составл ет 10-20%. При использовании углей с содержанием летучих 40% длительность начального периода составл ет 10% времени первой стадии нагрева лома, с уменьшением содержани летучих в угле до 25% длительность начального периода возрастает до 20%. Уменьшение времени подъема расхода кислорода до заданного значени 0,08 - 0,26 м /мин на 1 кг угл менее 10% длительности первого периода приводит к низкому усвоению кислорода, что увеличивает его расход. При увеличении длитель ности подъема расхода кислорода более 20% возрастают потери топлива в виде несгоревших летучих. Расход кислорода в начальный период необходимо поднимать пр мо пропорционально времени до 0,08 - 0,26 на 1 кг газового угл . Повышение расхода кислорода больше 0,26 на 1 кг газового угл не приводит к интенсификации процесса сгорани угл , так как в зтом случае скорость сжигани угл лимитируетс подводом углерода к месту реакции и избыточный кислород окисл ет лом и выжигает уг- леродсрдержашке составл ющие футеровки . Нижний предел расхода кислорода (о,08 на 1 кг газового угл ) определ етс условием начала выделени летучих из углей и их количеством и должен обеспечивать полное их сжигание.The use of gaseous coals in the second stage is impractical, since under the high temperatures characteristic of the second stage of smelting, volatile emissions of volatiles occur, which do not have time to burn and are carried away with smoke. Therefore, it is advisable at this stage of smelting to introduce coals with a low content of volatile into the converter, for example, anthracite, coke. It was established experimentally that, depending on the content of volatiles in the coal, the duration of the initial period of the first stage is 10–20%. When using coals with a volatile content of 40%, the duration of the initial period is 10% of the time of the first scrap heating stage, with a decrease in the volatile content of coal to 25%, the duration of the initial period increases to 20%. A decrease in the rise time of oxygen consumption to a predetermined value of 0.08–0.26 m / min per 1 kg of coal less than 10% of the duration of the first period results in low oxygen absorption, which increases its consumption. With an increase in the duration of the rise in oxygen consumption by more than 20%, the loss of fuel in the form of unburned volatiles increases. The oxygen consumption in the initial period must be raised directly in proportion to the time to 0.08 - 0.26 per 1 kg of coal gas. An increase in the oxygen consumption of more than 0.26 per 1 kg of coal gas does not intensify the process of coal combustion, since in this case the rate of coal combustion is limited by the supply of carbon to the reaction site and the excess oxygen oxidizes the scrap and burns out the lining components. The lower limit of the oxygen consumption (o, 08 per 1 kg of coal gas) is determined by the condition for the onset of the release of volatile coal and its quantity and must ensure their complete combustion.

Экспериментально установлено,что наиболее эффективным вл етс при- садка газового угл в количестве 20-30% от общего расхода углеродсо- держащей добавки. Указанное количество предопределено содержанием в угле летучих. При содержании летучих 25% необходимо количество угл 30% от общего, а при содержании летучих 40% - необходимо количество присаживаемого угл 20%. Изменение количества присаживаемого угл в ту или иную сторону приводит к перерасходу кислорода или топлива.It was established experimentally that the most effective is the supply of gas coal in the amount of 20-30% of the total consumption of carbon-containing additives. The specified amount is predetermined by the content in the volatile coal. When the content of volatile 25%, the amount of coal is 30% of the total, and when the content of volatile is 40%, the amount of coal is 20%. A change in the amount of carbon in one direction or another leads to excess oxygen or fuel.

Длительность первой стадии определ етс услови ми зажигани угл в шихте и выходом на оптимальный режим плавки. Установлено, что процесс горени угл стабилизируетс при вводе 20-30% от общего расхода кислорода. При расходе кислорода на.- I стадии ниже 20% от общего потери летучихThe duration of the first stage is determined by the ignition conditions of the coal in the charge and the exit to the optimum melting mode. It has been established that the combustion process of coal stabilizes with the introduction of 20-30% of the total oxygen consumption. When oxygen consumption on .- I stage below 20% of the total loss of volatile

составл ющих газового угл увелич - ваютс , а превышение кислорода (больше 30%) в первой стадии удлин ет цикл плавки. Целесообразность присадки углей с небольшим содержанием лету чих (антрацит, кокс) во второй стадии определ етс услови ми горени топлива , В случае применени углей с высоким содержанием летучих (болео. 9%)The components of the gas coal increase, and the excess of oxygen (more than 30%) in the first stage lengthens the melting cycle. The desirability of adding coals with a low content of volatiles (anthracite, coke) in the second stage is determined by the conditions of fuel combustion. In the case of the use of coals with a high content of volatile (more than 9%)

после 30% длительности плавки происходит интенсивное быстротечное выделение летучих и в св зи с невозмо с- ностью их полного сжигани неизбежны потери топлива, что снижает КИТ топлива, позтому необходимо на второй стадии процесса выплавки стали использовать угли с небольшим содержанием летучих (до У%), Iafter 30% of the smelting time, an intensive rapid release of volatiles occurs and, due to the impossibility of their complete burning, fuel losses are inevitable, which reduces the KIT of the fuel, therefore it was necessary to use coals with a small content of volatile (up to%) I

По мере выгорани заданного количества угл избыточна часть кислорода уходит на окисление лома и горюг чей составл ющей футеровки, что приводит к повьш1ению окисленности металла и шлака и к снижению стойкости футеровки. Поэтому необходимо в конце плавки по мере выгорани угл снизить расход кислорода. Экспериментально установлено, что за последние 18-22% второй стадии плавки необходимо снизить расход кислорода до 0,02 0,04 на 1 кг угл , присаженного во второй стадии. Это позвол ет поддерживать на низком уровне окис- ленность металла и увеличить стойкость футеровки,Снижение расхода кислорода ниже 0,02 на 1 кг угл присаженного во .второй стадии, и ранее 18%-ной длительности второй стадии плавки нецелесообразно в св зи с удлинением цикла плавки, а продувка с расходом кислорода более 0,04 MVMHH на 1 кг угл и позднее 22%-ной длительности второй стадии приводит к значительному повьш1ению окисленности шлака и снижению стойкости футеровки.As a given amount of coal burns out, excess oxygen is consumed to oxidize the scrap and burning component of the lining, which leads to an increase in the oxidation of the metal and slag and to a decrease in the durability of the lining. Therefore, it is necessary at the end of the heat, as the coal burns out, to reduce the oxygen consumption. It was established experimentally that in the last 18-22% of the second stage of smelting, it is necessary to reduce the oxygen consumption to 0.02 0.04 per 1 kg of coal implanted in the second stage. This makes it possible to maintain metal oxidation at a low level and to increase the lining durability. Reducing the oxygen consumption below 0.02 per 1 kg of coal implanted in the second stage, and earlier than the 18% duration of the second stage of smelting, is impractical due to the lengthening cycle smelting, and purging with oxygen consumption of more than 0.04 MVMHH per 1 kg of coal and later than 22% of the second stage leads to a significant increase in slag oxidation and reduced lining durability.

Пример. В 1-й конвертер загружают ,1 т металлолома, 17,5 кг (25% от расхода угл ) газового угл (содержание летучих 32,5%). В течение 1,0 мин расход кислорода пропорционально времени повьш1ают доExample. In the 1st converter load, 1 ton of scrap metal, 17.5 kg (25% of the consumption of coal) gas coal (volatile content of 32.5%). For 1.0 min, the oxygen consumption is proportional to the time

4. (о,13 на 1 кг газового угл ). Кислород ввод т снизу через фурму диаметром 12 мм с расходом 1,9 и через верхнюю фурму диаметром 10 мм и расходом4. (oh, 13 per 1 kg of gas coal). Oxygen is injected from the bottom through a tuyere with a diameter of 12 mm with a flow rate of 1.9 and through the top tuyere with a diameter of 10 mm and flow rate

2.. Расход природного газа . на донные фурмь1 составл ет 0,75 м /мин-. После вдувани 25,75 (25% от общего расхода) присаживают в конвертер 52,5 кг антрацита и продолжают продувку .с рас ходом 4,0 м /мин.2 .. Natural gas consumption. the bottom lances 1 are 0.75 m / min. After blowing in 25.75 (25% of the total consumption), 52.5 kg of anthracite are placed in the converter and continue blowing with a flow rate of 4.0 m / min.

Через 24 мин в течение 6 йин дли51After 24 min for 6 yy dl51

тельности второй стадии производ т снижение расхода кислорода до 1,6 м /мин (0,03 м /мин на 1 кг угл АС). Длительность плавки составл ет 40,1 мин. Выход жидкой стали 1,003 т и имеет следующий состав,%: С 0,05j Si - следы; следы Мп 0, S 0,035i Р 0,012.In the second stage, the oxygen consumption is reduced to 1.6 m / min (0.03 m / min per 1 kg of coal AC). Melting time is 40.1 minutes. The yield of liquid steel is 1.003 tons and has the following composition,%: С 0.05j Si - traces; traces of Mn 0, S 0.035i P 0.012.

Температура стали 1600°С, суммарный расход кислорода на плавку составл ет 103 м .The temperature of the steel is 1600 ° C, the total consumption of oxygen for smelting is 103 m.

Использование предлагаемой технологии по сравнению с из вестным способом позвол ет сниThe use of the proposed technology in comparison with the known method allows to reduce

756566756566

зить расход кислорода на 42 м /т стали и расход огнеупоров на 1 кг/т. Кроме того, технологический процесс г упрощаетс за счет отсутстви выбросов и снижени -окисленности металла, что позвол ет повысить выход жидкой стали на 1%, а также в св зи с посто нным расходом кислорода и природ- 10 ного газа режим работы донных фурм стабилизируетс , что позвол ет повысить стойкость футеровки.Zit consumption of oxygen at 42 m / t of steel and the consumption of refractories per 1 kg / t. In addition, the process r is simplified due to the absence of emissions and reduction of metal oxidation, which allows to increase the yield of liquid steel by 1%, as well as due to the constant consumption of oxygen and natural gas, the mode of operation of the bottom tuyeres is stabilized which improves the lining durability.

Экономический эффект от внедрени предлагаемой технологии по сравнению 15 с известным способом на 1 млн. т стали составл ет 1,80 млн.руб.The economic effect from the introduction of the proposed technology compared to 15 with a known method per million tons of steel is 1.80 million rubles.

Claims

METHOD FOR Smelting Steel

OXYGEN CONVERTER, including the filling of scrap metal, a carbon-containing energy carrier and heating the charge in two stages by blowing with oxygen, characterized in that, in order to increase the efficiency of the process by reducing oxygen consumption, increasing yield and decreasing lining wear, filling, scrap metal together with gas carbon, constituting 20-30% of the total energy carrier, and the oxygen supply to the combustion of coal gas is increased to 0.08 - 0.26 m ³ / min per 1 kg of gas coal during the initial 10-20% of the time period of the first the first stage, and its total consumption is 20-30% of the total for melting, after which the rest of the energy carrier is seated and the purge is continued with the same oxygen consumption, and in the last 18-22% of the second stage time, the oxygen consumption is reduced to 0.02-0 , 04 m ³ / min per 1 kg of coal.

SU „„ 1375656 A1

I