Способ передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере

 

СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОМАРiГАНЦОВИСТОГО ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку металлического лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов, продувку газоiобразным окислителем - кислородом и подЕчу до начала продувки твердого углеродсодержащего топлива, о тлйчающийся тем, что, с целью предотвращения заметалливанйя фурмы, газоотводящего тракта и повьааения стойкости футеровки, углеродсодержащее топливо подают после ввода на дно конвертера шлакообразующих материалов в количестве 50200 кг/м поверхности ванны, а продувку проводят с интенсивностью расхода кислорода 15-30 на 1 м поверхности ванны.,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЯИН (amC 21С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) е а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕ -П-"НИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3339047/22-02 (22) 24.08.81 . (46) 23.03.83. Бюл. 911, (72) Ю.A.Пак, IO.В.Липухин, К.Д.Мои-, рушин, П.И.Югов, Ю.И.Жаворонков, Р.M.Ìûëüíèêîâ, С.Д.Зинченко и

В.A.ÌàõíèöêHé (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (53) 669.184(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

:9 440413, кл. С 21 С 5/28, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

::9 594179, кл. С 21 С 5/28, 1976.

I(54)(57) СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОМАР- ГАНЦОВИСТОГО ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ, „.З0„, 9 А включающий завалку металлического лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов, продувку газо1образным окислителем - кислородом и подачу до начала продувки твердого углеродсодержацего топлива, о тл и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью предотвращения заметалливаиия

Фурми, газоотводяцего тракта и повыаения стойкости футеровкн, углеродсодержацее топливо подают после ввода на дно конвертера шлакообразующих материалов в количестве 50200 кг/м поверхности ванны, а продувку проводят с интенсивностью рас- хода кислорода 15-30 м /мии.на 1 м поверхности ванны.

1006496

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела ниэкомарганцовистого чугуна в конвертере, включающему эавалку металлического лома, заливку чугуна, ввод шлакообраэующих материалов, продувку газообразным окислителем — кислородом.и подачу до начала продувки твердого углеродсодержащего топлива, углеродсодержащее топливо подают после ввода на дно конвертера шлакообраэующих материалов в количестве 50-200 кг/м поверхности ванны, а продувку проводят с интенсивностью расхода кислорода 15-30 м /мин на 1 м поверхности ванны.

Подача всего количества углеродсодержащего топлива после ввода на днище конвертера шлакообраэующих материалов предотвращает непосредственный контакт углерода топлива с материалом футеровки.

Подача углеродсодержащего топлива на шлакообраэующий материал исключает взаимодействие углерода с поверхностным слоем футеровки. Механизм этого взаимодействия можно объяснить следующим образом. Поверхность футеровки конвертера ошлакована окислами железа, марганца и других металлов. При вводе углеродсодержащего топлива согласно известному способу на днище конвертера происходит реакция восстановления окислов в поверхностном слое футеровки с образованием пор. При последую щем попадании в поры огнеупорной футеровки окислительного шлака создаются условия для ускоренного износа фу-. теровки. При этом в поверхностном слое создается более высокая концент- рация окислов железа и марганца, что приводит к ускорению их химического взаимодействия с материалом футеровки и образованию легкоплавких химических соединений, легко вымываемых в процессе продувки в шлак. Таким образом, происходит чередование восстановительных и окислительных условий на границе футеровки — металл, шлак газ, Именно для предотвращения тадно конвертера перед вводом углеродсодержащего топлива вводить шлакообразующие материал, например, известь, известняк, доломит и др. в количестве 50-200 Mr/M поверхности ван2 ны

При вводе на дно конвертера шлакообраэующих материалов менее

50 кг/м поверхности ванны не"достигается наведение защитного слоя, исключающего попадание твердого углеродсодержащего топлива на днище футеровки конвертера.

При вводе в конвертер шлакообразующих материалов более 200 кг/м поверхности ванны затрудняется его

Цель изобретения — предотвращение эаметалливания фурмы,газоотводящего тракта и повышение стойкости футеровк и..

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам передела низкомарганцовистых чугунов, Известен способ выплавки стали, согласно которому в конвертер заливают чугун в количестве 10-30% от 5 необходимого веса после эавалки всего металлического лома. Непосред, ственно после заливки чугуна в конвертер вводят топливо (коксик, каменноугольный.пек, мазут). Расход топлива 5-15 кг/т стали (11 .

Однако в связи с малым удельным весом топлива по отношению к расплавленному металлу оно всплывает на поверхность ванны При использовании низкомарганцовистых чугунов(содержат марганца менее 0,3% ), это приводит к резкому увеличению выносов металла из конвертера в процессе продувки, заметалливанию фурмы и гаэоотводящего тракта иэ-за отсутствия жидкой фазы шлака в связи с раскисляющим действием на шлак углерода топлива. -Кроме того, ввод топлива непосредственно после сплава чугуна приводит к увеличенному его выносу иэ конвертера, повышенному нагреву футеровки конвертера иэ-эа горения топлива в объеме конвертера, что снижает ее стой- кость

Наиболее близким к изобретению ЗО по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в кислородном конверте-. ре, включающий завалку металлического лома, заливку чугуна, ввода шла- 35 кообраэующих материалов, продувку гаэообразньм окислителем — кислородом и подачу до начала продувки твердого углеродсодержащего топлива.

При этом продувку проводят с раз- 40 личной интенсивностью подачи кисло рода в ванну f2) .

Недостатком известного способа является то, что в условиях низких концентраций марганца в чугуне, (марганца менее 0,3%) наблюдаются повышенные выносы металла иэ конвертера вследствие отсутствия жидкой фазы шлака иэ-за раскисляющего действия углерода твердого топлива, кого воздействия .предлагается на введенного в конвертер в процессе 5О продувки, что ухудшает растворение извести. В связи с этим происходит заметалливание фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта.

Кроме того, это приводит к ускоре- 55 нию разрушения футеровки конвертера из-за взаимодействия углерода топлива с огнеупором футеровки, так как происходит чередование восстановительных и окислительных сред на щ границе футеровка -металл, шлак, гаэ.

1006496 усвоение, что приводит к эаметалливанию фурмы и гаэоотводящего тракта.

В качестве углеродсодержащих материалов можно вводить кокс, антрацит, электродный бой, каменноугольный пек и др. Зола этих материалов содержит готовые компоненты шлака (окислы кремния, алюминия и железа), комплексное взаимодействие которых с известью приводит к ускорению ее растворения за счет образования 30 более легкоплавких, чем СаО химических соединений. В связи с этим ввод углеродсодержащего топлива на шлакообразующий материал приводит к улучшению шлакообразования, образованию жидкоподвижного шлака на поверхности металла, ассимилирующего частицы железа, предотвращающее эаметалливание фурмы и горловины конвертера за счет резкого снижения выносов металла.

При переделе ниэкомарганцевого чугуна в кислородном конвертере резко возрастает роль интенсивности расхода кислорода на единицу поверхности ванны на предотвращение заметалливания фурмы и газоотводящего тракта. Растворение извести и получение жидкого шлака, ассимилирующего частицы выносимого металла, зависят от интенсивности расхода кислорода на 1 м поверхности ванны. . Продувка с интенсивностью расхода кислорода 15-30 м9/мин на 1 м поверхности ванны обеспечивает 35 возможность предотвращения заметалливания фурмы и гаэоотводящего тракта при использовании чугуна с содержанием марганца менее 0,3%. Это можно объяснить тем, что при интен- 40 сивности расхода кислорода более

30 м7мин на 1 м поверхности ванны усиливается барботаж ванны за счет большей кинетической энергии струи, и главным образом,.от .более интенсивной скорости обезуглероживания снижается скорость накопления окислов железа в шлаке и сдерживается растворение извести. Отсутствие жидкоподвижного шлака и интенсивное газовыделение приводит к

50 .резкому увеличению выносов металла и заметалливанию. фурмы и гаэоотводящего тракта.

I.

Снижение интенсивности расхода кислорода менее 15 м /мин на 1 м поверхности ванны приводит к черезмерному накоплению окислов железа в шлаке и выбросам из конвертера в период интенсивного обезуглероживания вследствие повышения темпе- 60 ратуры металла выше критической .(1480 С ) и взрывообразного характера процесса обезуглероживания.

Опробование предлагаемого способа проводили в 350-тонном конверте- 65 ре с площадью поверхности ванны

33 м и футерованного смолодоломи2 товым огнеупором.

Стойкость футеровки и расход огнеупоров оценивали но содержанию окислов магния в конвертерном Шлаке. Количество необходимого расхода шлакообразующих материалов, присаживаемого на днище конвертера и обеспечивающего слой материала не менее 100мм;расчитывали; исходя из насыпного веса материала.

Пример 1. На днище конвертера присадили 6,6 т известняка (200 кг/м поверхности ванны), поверх известняка ввели 2,0 т кокса.

Затем завалили 100 т лома, слили

300 т чугуна с содержанием марганца 0,26% при 1400 С. Продувку вели

4-сопловой фурмой с расходом кислорода 500 м /мин (15 м /мин на 1 м поверхности ванны и переменным положением фурмы. В процессе продувки порциями по 3-4 т присадили еще

16,0 т извести. Продувку закончили при содержании в металле Ь,07% углерода, 0,08% марганца, 0,007% фосфора и 0,011% серы и 1640"С.

Общий расход кислорода 19200 м

Металл раскислили в ковше 0,1 т кокса, 0,7 г алюминия, 2,0 т аиликомарганца и 1,2 т ферросилиция. Получили сталь, содержащую,%:. углерода.

0,08, кремния 0,21; марганца 0,43, фосфора 0,008.и серы 0,010. Выход стали составил 92,5%.

По окончании плавки заметалливания фурмы, горловины конвертера и га. зоотводящего тракта не обнаружено.

Содержание MgO в шлаке 1,5%.

Пример 2. В конвертер приса дили 1,65 т извести (50 кг/м поверхности ванны), поверх извести ввели 10 т кокса. Затем завалили 120 т лома и слили 280 т чугуна с содержанием марганца 0,29% при 1420 С. Продувку вели с интенсивйостью расхода кислорода 990 м /мин (30 м /мин на

1 м поверхности. ванны), присадили порциями по 4-2 т еще 20 т извести.

Продувку закончили при содержании

0,08% углерода, 0,08% марганца, 0,009% фосфора; 0,012% серы и 1640 С.

Расход кислорода составил 21200 м

После рэскисления получили сталь, содержащую, %: углерода 0,08; кремния 0,17, марганца 0,63; фосфора

0,010 и серы 0,010.

По окончании плавки заметалливания фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта не обнаружено. Содержание М О в конвертерном шлаке 1,8% выход стали 92,81%.

Пример 3. Технология плавки аналогична примеру 1, однако в завалку на днище конвертера ввели 3,3 т извести (100 кг/м поверхности ванны),.

1006496

Составитель С.Миронов

Редактор Г.Везвершенко ТехредТ.Фанта Корректор О. Билак

Тираж 566 . Подписное

ВНИиПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2054/42

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а поверх извести 6,0 т антрацита.

Завалили 115 т лома и слили 285 т чу- гуна с содержанием марганца 0,25% а продувку вели с интенсивностью

820 м. /мин (25 м/мин на 1 м поверхности ванны). По окончании плавки 5 ,заметалливания фурмы и газоотводящего тракта не обнаружено. Содержа, ние М(0 в конечном шлаке 1,7%, выход стали 92,79%.

П р и и е р 4. В эавалку на днище конвертера ввели 2,0 т кокса, а затем 6,6 т извести с последующей эавалкой 100 т лома и сливом 300 т чугуна с содержанием марганца 0,26%, Продувку ванны, присадку шлакообразующих и раскисление стали провели аналогично примеру 1. Выход стали 90,2%. По окончании плавки отмечено заметалливание фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта. Вес настыля только с фурмы составил

380 кг. Содержание MgO в конвертерном шлаке 7,8%.

Следовательно ввод углеродсодержащего топлива после присадки на дно конвертера шлакообразующих материалов, например извести, известняка, в количестве 50-200 кг/м поверхности ванны позволяет устранить заметалливание фурмы и газоотводящего тракта, повысить стойкость футеровки за счет меньшего износа огнеупорной футеровки, улучшить технологичность процесса, повысить производительность и выход стали.

Суммарный экономический эффект может составить 1,56 млн. руб. в год.