Способ производства стали в конвертере

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий :проаувку рашпава струямв квспорооа в оболочке эашвтвого газа, подаваемымв сввзу со взавмвым переоечевве в щ депах высоты метаппвяесхой ванны, о тп в ч а ю ш в и с а тем, что, с пепью ввтенсв икапвв процесса в повышеввя выхооа жвокой сталв. пересечение струй квспорооа осуществляют 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 бремя продувку ведут прв номинальном расходе-кислорооа. СЭд СО ф si Щ г f

ыя) С 21 С 5/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР и и и й"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 1д. н asòàåñíîìó свиайтвъйтвйй

j (54) (57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА

СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включаюяий

: продувку pacnniaa струими кислорода в оболочке защитного газа, подаваемыми снизу со взаимным пересечением.. в пределах высоты металлической ванны, о тл и ч а ю щ и и с и тем, что, с пенью интенсифжапии процесса и повышении выхода жидкой стали, пересечение струй . кислорода осуществляют в: интервалах до

30% и при 70-80% времени от начала продувки при расходе кислорода, в 1,21,4 раза превышаюаем номинальный, а остальное время продувку ведут при номинальном расходе -кислорода.

j(21 )- 3387504/2202

;(22) 29,01.82 (46) 07.05.83. Бюл. М 17

:(72) А.Г.Чернитевич, Ю.И.Ш иц, . "

Ю..А. Коржавин, С. Н. Петров, А;С. Тартаковский, А. П. Наливайко и А. И. Спильчак-. (71) .Днепродзержинсжий ордена Трудовоpro. Красного Знамен» индустриальный йю . ститут им. Арсеничева (53) 669.184.132 (088.8) (58).1. Патент СССР М 592366, lan. С 21 С =/28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР Ж 844634, an. С 21 С 5/28, 1979;

SU.„: 1016367 А

1016367. Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в конвертерах с донным дутьем..

Известен способ производства стали в конвертере с донным дутьем, по кото рому продувку. расплава ведут кислородными струями в оболочке эашитной среды, например, газообразного. топпииа в инде природного газа. Топливно-кислородные струи вдувают в металл через сопла тица "труба в трубе, оси которых распопоже!ы параллельно илн под различными углами наклона относительно продольной оси конвертера (1). !

Указанный способ обладает существен ным недостатком по сравнению с кислородно-конвертерным процессом с верхней продувкой, заключающимся в иввоэмсакности регулирования оккспенностк шпака 20 (содержания в нем окислов железа} по ходу операции.

Рассредоточенный ввод дутья по плошади дниша конвертера через сопла типа

"труба в трубе, исключавший возможность спиянкя отдельных топливно-кислородных струй в объеме мнж прк кспопы уемых на практике давлениях кислорода (8 - 12 атм) и эашктной среды (6 - 12 атм), увеличение пути реагкроsaws кислородных струй с металлом эа счет наклона сопел относительно продольной оси конвертера, ведет к тому, что обраэуюшиеся в месте непосредственного контакта кислородных струй с металлом окислы железа в осйовном успевают раоходоваться в пределах высоты мвтаппической ванны на окисление примесей. Поэтому на протяжении большей части времени от начала продувки содержание закиси железа в шлаке, явпяюшейся основным растворителем присаживаемой в конвертер извести, обычно ниже 5%, в то время как дпя быстрого растворения извести необходимо иметь 15 - 25% FeO.

Это не способствует формированию жидкоподвижного высокоосновного шпака с самого начала операции и тем самым замедляет протекание процессов дефосфорации и десупьфурации цо сравнению с обезугпероживанием ванны, вспеаствие чего приходится вести плавку с передувкой. Указанные обстоятепьстиа вынуждают вместо присадок кусковой извести .вводить в ванну в потоке кислорода порошкообраэную известь, применяя дпя этих целей сложное н дорогостоящее обо рудоиание, что сказывается на. технико- . экономических показателях:процесса вы

55 плавки стали в конвертерах с донным кислородным дутьем.

Отмеченные недостатки в эначитепь ной мерв устраняются при донной продуикв расплаиа кислородом в оболочке эашитного газа, подаваемым струями, пе-, ресвкаюшимися s пределах иысоты металлической ванны.

Наибопев близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ производства стали в конвертере, включаюший продувку расплава струями кислорода в оболочке защитного газа, подаваемыми снизу со взаимным пересечением в пределах высоты металлической ванны.

Кислород согласно этому способу подают с постоянным расходом при равно» мерном распределении его по струям.

Пересечение кислородных струй в пределах метапцкческой ванны конвертера ведет к сокрашению пути взаимодействия вдуваемого кислорода с металлом, и тем самым неиспользуемые в пределах металлической ванны на окислечие примесей окислы железа в повышенном количестве все время поступают в шпак, увеличивая его оккспвнность, к ведут к ускоренному растворению прксажкваемой в конвертер извести !, 2).

Однако непрерывное накопление окис лов железа в шлаке прк донной продувке снижает выход жидкой степи эа счет повышенного угара железа по сравнению с обычным вариантом донного поаьода дутья беэ пересечения струй. Кроме того, при черезмерном повышении окксленностн шлака продувка сопровождается образованием выбросов, что дополнительно ведет к сне жению выхода жидкой стали.

При данном пспособе нв обеспечивается также гибкое ведение плавки, поскольку не реализуется управляемое повышение ипи понижение концентрации окислов. железа в шлаке в нужные периоды продувки, например повышение окисленности шлака в начале операции, когда необхоаимо ускорить растворение извести и быстро навести иысокоосновной жидкоподвижный шлак для успешного протекания процессов дефосфорации и десульфурации, а также цониженне окиспвнности шлака в конце продувки до минимальных значений, когда необходимо поиысить выход жидкой стали. . Данный способ иэ-эа неизменного расхода кислорода в ходе продувки нв по.зволяет полностью использовать пропускную способность газоотводящего тракта конвертера в начальный и конечный пе1,4 раза в интервапе 0-30% времени от начапа операции одновременно реализуется продувха с пересечением струй в пределах высоты метапаичесжой ванны. взаимодействия вдуваемого киспорода с

1ф метаппом, и тем самым неиспользуемые, в прецецах метаппическей ванны на окно пение примесей окислы жепеэа поступают в шпак и способствуют уокоренному рас-. творению присаженной в конвертер иэд вести.

Еспи нкжнйй предеп совпадает с началом продувки, то окончание цродувки в начапьный период операции с пересечением струй ниже цоверхностк метап-. пкческой вахша по. истечении 30% времени явпяется верхним прецепом дня етого периода цпавки вспедствие того, что к этому моменту завершается окиоaewe «ремнкя, большей части марганца уу к фосфора (шпакообразухппх цримесей), а затем настуцает период интенсивного окиспения угперода, продувка в котором (свьппе 30% времени от начапа операцик) с условием пересечения струй выЗ© зывает черезмерное всцениванце шпака из-за повышенной его окиспенности, об- разование интенсивных выбросов метап- по - шлаковой эмульсии иэ агрегата, что умекыцает выход жидкой стали.

Продувка с пересечением топпивокио,породиых струй в интервапе времени 70 80% or начала операции (период интенсивного спада скорости обезугпероживания) при расходе киспороца, в 1,2 — 1,4 раза превышающем номинальный, пресле« дует своей цепью предотвращение сворачивания шлака, набпюдающегося в завершение nepsona интенсивного обезугпероживания ванны вследствие снижения ,концентрации окислов железа s шпаковой фазе в отсутствие пересечения струй ниже поверхности метаппичесхой ванны при номииапьном расходе кислорода. В данном случае предпагаемая реализация продувки

50 . с пересечением струй обеспечивает повышение окиспов жепеза в шлаке, разжижение поспепнего и тем самым существенно ускоряет процесс дефосфорации, поку-, чающий вновь развитие с начапом ослабпения сисорости обезугпероживания в yaa-. занный период операции.

Начало продувки в период интенсивного сжиспения углерода с пересечением струй s предепах высоты метаппической

3 ЗЛИ 6567 . 4 риоды операции, когда количество поки ; При этом- особенно следует отметить, дающих конвертер газов значительно — что за счет повышения расхода киспоро-. меньше, чем в период иитенсивнрго обеэ- да сверх номинапьного значения в 1,2 « « угпероживания ванны в середине опера-: ции, и тем самым интенсифипировать ..3 плавку и йовысить выход стапи; Целью изобретения явпяется интенсификация процесса и повышение выхода Такая продувка ведет к сокращению пути жидкой стали.

Поставпенная цепь достигается тем, что согласно способу производства стащи в конвертере, включающему продувку рас

wasa струями кислорода в обопочхе защитного газа, подаваемыми снизу со взаимным пересечением в предецах высоты металлической ванны, пересечение струй кислорода осуществпяют в иитервапах до 30% и при 70-80% времеик от начапа продувки при расходе киспорода, в 1,2 - 1,4 раза превышающем номинапьний, а остапьное время продувку ведут при номинапьном расходе ккспорода.

Сущность изобретения захнючается в .следующем.

Продувха с пересечением roanmsao-хислородных струй в предепах высоты метаппичесхой ванны в интервале времени 0-30% от начала операции при расходе кислорода, в 1,2 - 1;4 раза превышающем номинальный дпя периода интен- сивного обезугпероживания ванны, преследует своей цепью создание с самого начала операцик высокоосновного жкдко-. подвижного окиспитепьиого шпака, способ ствующего опережающему развитию про-, цессов дефосфорации и десупьфурацки.по сравнению с окислением угперода, а так- . же интенсификацию павки в -начацьный период. Последнее связано с тем, что при продувхе с постоянным номккацьиым расходом кислорода, соответствукхцим максимапьной пропускной способности га зоотводящего тракта конвертера в период интенсивно о обезугцерожииания ванны (наибопыпего гаэовыдепения иэ конверт ра), пропусхная способность тракта капопьэуется не попностыо в иачапьной к конечной стадиях операции, когда значительная часть вдуваемого ккспорода рао- ходуется на окиспение кремния, марганца, фосфора и железа без выделения газа. Поэтому. можно увепичить расход,киопорода на продувку сверх номкнапьного в начапьной и конечной стадиях операпии и тем самым добитьоя более равномерного газовыделения из конвертера в ходе продувки,более полного использования пропускной способности газоотводящего тракта и в конечном итоге интенсифихацкк плавки.

5 1016367 б ванны до 70% времени операции (нижний При этом расстояние между накпоненныпредеп) сопровождается образованием .ин-. ми друг к кругу фурмамн и угол накпотенсивных выбросов по укаэанным при- на оси каждой фурмы к горизонтапьной чинам, а окончание такой продувки после ппоскости днища. конвертера подбираются

80% времени операции (верхний предел) g таким образом, чтобы в период продувки ведет к черезмерному увеличению окно- (интервалы 0-30 и 70-80% времени от пов железа в шлаке, следовательно к начала операции) с расходом кислорода, повышенным потерям железа в шпак, и превышающим в 1,2 - 1,4 раза номименьшему выходу жидкой стали по срав- нацьный, происходипо пересечение струй нению с обычным процессом донной про- 10 4 (фйг. 1) в пределах высоты метаппидувки беэ пересечения струй; ческой ванны 5, а при.продувке в останьВерхний предел превышения (в 1,4 pa- . ное время с номинальным расходом киоза) расхода кислорода над номинальным порода струи не пересекались (фиг. 2) в в интервалах 0-30 и 70-80% времени от пределах высоты металлической ванны.

Начала операции обусповпен максимапь М Пример. Реапизацию способа осуно возможным гаэовыдепением из кон- ществпяют в 130 кг лабораторном конвертера в это время при усповии обес вертере донного дутья, оборудованном печения пересечения струй ниже поверх- .: четырьмя фурмами типа труба в трубе, ности .металлической ванны и переделе l наклоненными попарно друг к другу под чугунов обычного состава (. 51 0,7. - р0, углом ЗО к горизонтальной плоскости

0,9%, М» 0,6 - 0,8%, С 3,8 - 4,2%, дпища. Расстояние между торцами фурм

Р> 0,30%), соответствующего требовани- . на поверхности днища составляет 0,1 м. ям типовой технологической инструкции, Диаметр ципиндрического сопла дпя поапо выплавке стали в конвертерах, вода кислорода 1,7 мм. Ширина копьце.В случае превышения значения верх- 2у вой щели дпя подачи природного газа, вы», него предела количество отходящих ra- попняющего роль защитной cpew, равна зов иэ конвертера превышает, как уста- . 0,1 мм. Расход защитной среды 5% от, новпено на .опытных плавках, пропускную массы подаваемого кислорода. Газоотвэ- способность газоотвоаящего тракта, что дящий тракт конвертера рассчитан на нс . впечет за собой выбивание пламени и aai- зр; минапьный расход кислорода 0,676 H/мин ма из-цод зонта, накрывающего горпови- - при пиковом (максимальном) обезугперо- ., ну конвертера, и загрязнение окружаю-, живании ванны. щей среды на рабочей площадке цеха. B. условиях номинального расхода кис

З

Нижний предел превышения (в 1,2. рз» порода через фурмы 0,676 м -/мин и за) расхода киспорода наа номинальным указанного расположения фурм в днище в интервалах О-ЗО и 70-80% времени конвертера продувка протекает без переот начала операции обусповпен макси-, сечения струй в предепах высоты метап4 мапьНо возможным газовыдепением иэ пической ванны. конвертера в это время при условии обео- При расходе .кислорода, в 1,2 - 1,4 печения пересечения струй ниже поверх-, реза превышающем номинальный, происности металлической ванны и переделе ходит пересечение струй ниже поверхнос используемых на практике чугунов с низ-. ти метаппической ванны. Глубина метал+ ким содержанием шпакообраэующих при- пической ванны в спокойном состоянии месей (51 0,2 - 0,3%, Мп 0,1 - 0,3%, 0,2 м.

С 3,8 - 4,2%, Р>0,12%). При работе Плавки осуществляют по 4 вариантам конвертера с уменьшением нижнего пре- ведения операции. дела превышения (в 1,2 раза) расхода 1 вариант - известный способ произ- водства стапи в конвертере Ног а донную низкое использование пропускной способ- продувку ведут с постоянным. и ресече . ности газоотводящего тракта, а отсюда

$0 нием струй в пределах высоты метаппи. и все отмеченные ранее недостатки, со- ческой ванны при постоянном номинальответствующие обычным условиям проаув- ном расходе киспорода.(0.,676 м /мин) .Э ки с постоянным номинапьш м расходом на щютяжении всей плавки. . кпспорода. t Перерабатывают чугун, содержащий в

На фиг. 1 и 2 изображены схемы осу- среднем 0,8% &, 0,7 Мв, 4,1% С, О, ществпения.способа. 0,30 Р и 0,045% В и имеющий темпеВ днище 1 конвертера 2 попарно уста- ратуру при заливке в конвертер 137 0 С. новпены топливно-киспородные стационар- После начапа продувки в конвертер ные фурмы 3 с наклоном друг. к другу. присаживают кусковую известь в копи«

7 10? 6367, 8 пагаемый способ честве 7,8 кг (6% от веса садки) двумя, ° ХУ вариант - прщпага мы равными порциями на и мн

1 З-й кутах производства стапи в конвертере, когда .продувки. Ппавиковый шпат.прнсаживают донную процувку с пересечением струй совместно с йзвестью цорциямн по 0,25 кг..ведут р

П, - предлагаемый способ npo- y мени от начапа операции при расходе

aapsaBT, стали в конвертере, когда дон-, кислорода 0,811 м /мнн, т.е. в, ра изводства ста апьное иую продувку с пере сечением струй ведут,йревышающем номинапьный, а в. ост в интервалах 0-30 и 70-80% времени !время беэ пересечения струй с номинапь..от начала операции при ра при расходе киспоро- ным расходом киспорода 0,676 ьР/мин.

-Ф да О,S46 м /мин, т.е. в 1,4 paea npe» 10 Состав чугуна и его температура, ре вышающем номинапьны, апьный а в остальное жим црисадок извести и плавикового шпа-.. время без ш ресечення струй с номи- та соответствуют lJI вар>канту ведения нвпьным расходом кислорода 0,676 армии. операций.

Состав чугуна и его температура, ре- Испопыюванке предлагаемого способа жим присадок извести и ппавш ового 1Ç производства во ства стали в конвертере обеспешпата соответствуют l варианту ведения чива чивает по сравнению . с известным способом . сокращение продопжитепьиости npoosepasss, и п ной способHl ва иант - известный способ произ дувки при неизменно про уск вариант во е т та конвертера водства стап и в конвертере отпичающий- ности гаэоотводящегр трак е и пиченне. выхода

Т нанта составом перерабатыва- 2о иа 1,2 — 1,4 мин и увеп и на 7-18%. Пиитом емого ч уна и копичеством присадок сы- жидкой стали на l„-, р емого чугуна снижается содержание закиси жепеэа в . пучих материацов. Перерабатывают чугун, снижает р содержащий в среднем 0 2% 3t 0,2%,.шлаке на 3,4 - 4,0%, но в то ж" время п,, % С, 0,12% P и 0,042%, 5, с:возрастает основность конечного.шпака е т и aamuae в конвертер, 5 sa 0,2 ец увеличивается степень цесупь137(Ж. В коивартер првзиазают ив- фурвзпп к дефэсфорвивв ю весть в копичестве, кг ест 7 0 кг (5,4% cir s 1,7 - 2,5% соответственно. веса садки) двумя равжми порциями ю Зк номич ий эффек сповиях кон .

Зкономический эффект в усповиях кон .

1 и 3-й минутах продувки. Ппавиковый вертерного цеха с донной продувкой црошпат присцж ивают совместно с «звестью За изводитепьностью 2 мпн. т стапи в год порциям» по 6,25 кг.:.. составит 1 руб.

ВНИИПИ Заказ 3322/27

Тираж 568 Подписное

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4