Способ непрерывного производства стали

 

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий загрузку железорудного сырья в шахтную печь, подачу восстановительного газа, затем загрузку частично восстановленного сырья в восстановительный конвертор , вдувание углеродсодержащих материалов и окислительного газа, окончательное рафинирование полупродукта в агрегате непрерывного действия , отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла , повышения выхода годного и сокращения энергетических затрат, восстановительный газ вводят в количестве 0,7-0,9 от необходимого для восстановления сырья на 90-95%, а одновременно с вдуванием углеродсодержащих материалов и окислительного газа вдувают порошкообразную известь (Л в количестве, в 1,5-3,0 раза превышающем суммарное содержание в шлаке с: :окислов кремния и фосфора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

M5D С 21 С 5 56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3462084/22-02 (22) 05.07.82 (46) 23.10.83. Бюл. 9 39 (72) А.И.Майоров, B.Т.Тимофеев, A.В.Василивицкий, Э.С.Франтова, И.Е.Зегер, П.Н,Крейндлин, Г.К.Андреев, В.И.Смирнов A.È.Ãèììåëüôàðá, А.N.Håìåíoâ, П.Я.Толчинская и A.Ä.Êëþ÷íèêoâ (71) Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 669.184.244.86(088.8) (56) 1. Патент США 9.4270740, кл. 266/157,опублик.1981.

2. Способ непрерывного производства стали. — Черные металлы™, 1980, У 10, с. 25-34 (54)(57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий загрузку

„„su„„1049552 железорудного сырья в шахтную печь, подачу восстановительного газа, затем загрузку частично восстановленного сырья в восстановительный конвертор, вдувание углеродсодержащих материалов и окислительного газа, окончательное рафинирование полупродукта в агрегате непрерывного действия, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла, повышения выхода годного и сокращения энергетических затрат, восстановительный газ вводят в количестве 0,7-0,9 от необходимого для восстановления сырья на 90-953, а одновременно с вдуванием углеродсодержащих материалов и окислительного @

Я газа вдувают порошкообразную известь в количестве, в 1,5-3,0 раза превышающем суммарное содержание в шлаке окислов кремния "и фосфора.

1049552

Изобретение .относится к металлургии и наиболее эффективно может быть использовано при непрерывном получе— нии стали.

Известен способ получения жидкого чугуна, включающий загрузку железорудного сырья в шахтную печь, частичную металлиэацию сырья, передачу его в реактор, вдувание кислорода и порошкообраэного угля (1 1.

Недостатком этого способ" являет- tO ся то, что конечным продуктом является чугун со всеми содержащимися в нем примесями, а также отсутствием взаимосвязи между соотношением восстановления железа в шахтной печи и реакторе. Последнее приводит к повышенному расходу углеродсодержащих материалов на производство металла, дополнительному загрязнению металла золой углеродсодержащих материалов, а также к необходимости утилизации

20 низкокалорийных газов, отходящих из шахтной печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ непрерывного производства стали, включающий загрузку железорудного сырья в шахтную печь, подачу восстановительного газа, загрузку частично вос становленного сырья в восстановитель.. Зо ный конвертор, вдувание угеродсодер-. жащих материалов и окислиУельного газа и окончательное рафинирование в агрегате непрерывного действия (2 j.

Недостатками известного способа 35 являются низкое качество получаемого металла, обусловленное наличием в восстановительном конверторе кислого шлака, низкий выход годного металла из-эа повышенного его..испарения в gg зоне вдувания угольной пыли и кис лорода, высокие энергетические затраты, как следствие отсутствия строгого соотношения предварительного и окончательнога восстановлений железо-45 рудного сырья.

Цель изобретения — улучшение качества металла, повышение выхода год-. ного и сокращение энергетических затрат. п

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного производства стали, включающему загрузку железорудного сырья в шахт-: ную печь, подачу восстановительного газа, загрузку частично восстановлен-55 ного сырья в восстановительный конвертор; вдувание углеродсодержащих материалов и окислительного газа, окончательное рафинирование полупродукта в агрегате непрерывного дейст- Я) вия, восстановительный газ вводят в количестве 0,7-0,9 от необходимого для восстановления сырья на 90-95%, а одновременно с вдуванием углеродсодержащих материалов и окислительного газа вдувают порошкообра.зную . известь в количестве, в 1,5-3,0 раза превышающем суммарное содержание в шлаке окислов кремния и фосфора, Сущность изобретения заключается в следующем.

Вдувание пылевидной извести одновременно с углеродсодержащими материалами и окислительным газом позволяет при неизменном количестве вносимого тепла понизить температуру в зоне углеродокислородного факеле. и, таким образом, предотвратить ист.арение железа в этой зоне и потери в виде бурого дыма. Наличие извести, переходящей в шлак, повышает его основность и способствует удержанию в шлаке окислов кремния и Фосфора, а также способствует переходу большого количества серы из металла-полупродукта в шлак. Уменьшение энеретических затрат, т.е. количества необходимого углеродосодержащего материала, достигается оптимальным соотношением степени предварите>,:ьного восстановления железорудного сырья в шахтной печи и давосстановления его в восстановительном конвертсре.

Это соотношение соответствует получению в восстановительном конверторе и использованию в шахтной печи восстановительного газа в количестве

0,7-0,9 от необходимого для восста",, новления железа в сырье на 9БВ.

Способ осуществляют следующим образом, 8 шахтной печи производят нагрев железорудного сырья и частичное его восстановление путем подачи восстановительного газа в количестве, равном 0,7-0,9 его расхода, необходимого для восстановления шихты на 95%.

Нагретую и частично восстановленную шихту непрерывно подают в прсточный плавильно-восстановительный конвертор, где производят плавление, окончательное восстановление и науглероживание железа с получением металла-полупродукта и шлака, содержащего окислы кремния и фосфсра. С этой целью в ванну конвертора непрерьвно и одновременно вдувают угольную мелочь или порошок полукокса, кислород и.порошкообразную известь в количестве, в 1,5-3,0 раза превышающем количество окислов кремния и фосфора, содержащихся в шлаке для поддержания шлакового режима, препятствующего переходу в металл-полупродукт серы, Фосфора иэ шихты и золы угля.

Расход вдуваемого в ванну кислорода назначают с учетом кислорода окислов железа, освобождаемого при довосстановлении последнегс. Этот расход обеспечивает выделение из ванны тех-. нологических газов, содержащих не менее 95 Ъ окиси углерода и водорода.

Указанные газы направляют в шахтную

104"552 Таблица 1

Состав, Ъ

2,0

О, 007

Следы

0,13

0,065

0 4

Известный

Предлагаемый

Следы

2,0 печь, используя их для нагрева и частичного восстановления железа и противотоке с твердой шихтой. Колошниконый газ шахтной печи подвергают отмынке от углекислого газа и затем в качестве рециркулята смешивают с технологическими газами от конвертора для повторного использования.

Расходы угля (полукокса) и кислорода и их соотношение н пределах упомянутого ограничения обеспечивают оптимальную окисленность конечного шлака (4-12Ъ окислов железа) с целью предотвращения перехода в металл помимо фосфора также кремния и мар» ганца и получить полупродукт с минимальным содержанием примесей ; Дополнительное рафинирование полупродукта и получение стали в проточном аппарате осуществляют известными способами, применяемыми в коннерторных

САНД.

Пример. В шахтной печи производят загрузку и нагрев до 700-800 С обожженных и окисленных окатышей следующего состава, . Ъ

Fe < .68; FeO 3,0; Fe>O> 93,83;

SiO2 2,51; АР>О3 0,177; СаО 0,09;

М<уО 0,182; МпО 0,039; Р О 0,019;

Иа20+К20 0,147; SO 0,001 и Т10>0,00

В шахтной печи для частичного восстановления окатышей используют газы восстановительного конвертора с отмывкой и рециркуляцией колошникового газа и использованием части его на подогрев смешанных восстано-. вительных газов. Из условия полного использования восстановительных конверторных газон в шахтной печи их расход при принятой газовой схеме определяется соотношением

6 „ =914q где q — степень восстановления железа в шахтной печи.

Это количество восстановительных газов определяют из материального и теплового баланса процессов в ванне восстановительного кйнвертора, причем расчет ведется исходя из. неопределенной степени предварительного восстановления и получается в виде соотношения G = с +Ь 1.

Постоянные коэффициенты o,è о зависят от состава углеродсодержащих и флюсующих материалов и заданного технологического режима (содержа-"è::ÿ углерода в металле-полупродукте, температуры, состава и acHDBHGcти шлака и т.д.). B нашем случае конкретные значения коэффициентов

5 и и 6 составляют соответственно

+ 2582 и Ь = 2204r9 °

Оптимальную степень преднарительногс восстанонлекия в шахтной печи определяют равенством 914 (= 2582

3204,.9 (, откуда

О

=0,83.

При выходе из 1 кг полукокса

1,-68 нм восстановительных газов (СО + Н2) получаем расход полукокса

15 на 1 т стали согласно известному способу (y = 0,95) в количестве около 515 кг, а по предлагаемому способу (y = 0,83) — около 450 кг.

Нагретые до 700-800 С и носста 0 новленкые ка 83Ъ окатыши состава, Ъ:

Ге„ 89,4; Feo 28,97; Si02 3,3;

АЯ20- 0,33; СаО 0,08; MgO 0,24;

МпО 0,05; Р205 0,025; Na20+KzO 0„19

- SO 0,013 и TiO2 0,0065, подают в восстановительный конвертор, ванна которого постоянно заполнена метал( лом-полупродуктом и где поддерживает< ся температура 1450-1500 С. Металлполупрдукт одновременно продувают кислородом (95Ъ О.), полукокосом углей Ирша-Бородинского месторождения соста.на, Ъ

$ 0,3 и Ао 9 5 с составом эолы Ъ:

СаО 31; Si02 41; А Оз 6, 5; MgO 4,7 и Fe 8,9, и порошкообразной известью (СаО 86Ъ) н количестве 82 кг/т стали

В,с. униях работы без добавления извести н ванну восстановительного

40 конвертора по известному способу распределение серы между металлом, шлаком, пылью и газами составляет

88,-5,. 7;; 4,5 и 0,5 Ъ. Кроме того, в мет-..: †.ë из шлака переходит часть кремни-- =и =Фосфора. При вдувании пыленидной извести по предлагаемому способу распределение серы составит соответственно 49,5; 45,5; 4,2 и и 0-.8 =., Кроме того, практически исключается переход из шлака в металл кремния и фосфора. Для выбранного сырья и восстановителя состав металла-полупродукта приведен н T=-бл,, а состав шлака — в табл.2.

1049552

Табли ца 2

Состав Ъ

re 0 Ca0

Способ

Известный

20,5 13,2 " 40,.7 2,25 0,5 4,15 Следы 0,08

Предлагаемый

28,9. 1,4 0,3 2,42 0,15 0,3

ll 5 43,4

Составитель N.Åëþåâ

Редактор Г.Безвершенко Техред О.Неце КОРРектоР В,Бутяга

Заказ 8362/28 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ™Патент, г.ужгород„ ул.Проектная, 4

Полученный металл-полупродукт подают в рафинировочный аппарат, где проводят окончательную десульфура.цию и обезуглероживание смесью С&0 и СаС> в струе кислорода.

Изобретение позволяет увеличить выход годного за счет уменьшения угара железа примерно на 2-2,5Ъ (зкономия железорудного сырья 29 кг/т стали). Расход полукокоса за счет снижения степени. предварительного восстановления с 95 до 83% снижается до 65 кг/т стали и получаемый металл-полупродукт чище по вредным примесям, что делает более экономичным его дальнейшее рафинирование.

Расход вдуваемого в ванну конвертора кислорода назначают с учетом кислорода окислов железа, освобождаемого при довосстановлении последнего.30

Этот расход обеспечивает выделение из ванны технологических газов, содержащих не менее 95 Ъ водорода и окиси углерода. По предлагаемому способу этот расход составляет 320 нм3/т стали по сравнению с 370 нм 3/т стали по известному способу. Расходом полукокса, кислорода и извести

/ обеспечивают оптимальную окисленность конечного шпака (4-12% окислов железа), предотвращают переход в металл помимо Фосфора также кремния и мар ганца и получают полупродукт с минимальным содержанием примесей.,Цополнительное рафинирование полупродук.та и получение стали в проточном аппарате осуществляют известными способами, применяемыми в конвзрторных САНД.

Экономический эффект от использования изобретения составляет около

22,7 млн. руб, в год,