Способ выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере

 

1. СПОСОБ ВЬТОЛАВКИ СТАЛИ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАГРЕВОМ ЛОМА В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку металлического лома, ввод углеродсоДержащего теплоносителя, продувку гасообразным окислителем, заливку чугуна и дальнейшую продувку расплава газообразным окислителем до зТщайного содержания углерода, отличаюци йс я тем, что, с целью увеличения степени использования теплоносителя, перед началом продувки в конвертер вводят . шлак в виде расплава в количестве 25-100% от веса лома. 2.Способ по п. 1, отличаюци и с я тем, что в качестве шлакового расплава вводят шлак сталеплавильного производства, например конвертерный. 3.Способ по п. 1, отличаюц и и с я тем, что в качестве шлакового расплава в конвертер вводят шлак доменного производства. 4.Способ по п. 1, о т л и ч а , ю ц и и с я тем, что в качестве шлакового расплава в конвертер вводят шлак ферросплавного производства.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

OtlW

РЕСПУБЛИК ()9) (И) 1() С 21 С 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВ.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3432002/22-02 (22) 05.05.82 (46) 07.12.83. Бюл. )) 45 (72) Ю.А. Пак, П. И.Югов, M.Ì.Шумов, С.Д.Зинченко, Ю.В.Липухин, В.A.Махницкий и Ю.И.)((аворонков (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П.Вардина (53) 669.184.2(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 2729983, кл. С 21 С 5/28, опублик. 1981.

2. (антант Японии В 49-1687, кл. С 21 С 5/28, опублик. 1977. (54 ) (57 ) 1. С ПЗСОБ BbHlJJABKH СТАЛИ

С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЬМ НЖ РЕВОМ ЛОМА В

КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку металлического лома, ввод углеродсодержащего теплоносителя, продувку га зообразиым окислителем, заливку чугуна и дальнейшую продувку расплава газообразным окислителем до з)дайного содержания углерода, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени использования теплоносителя, перед началом продувки в конвертер вводят шлак в виде расплава в количестве

25-100% от веса .лома.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве шлакового расплава вводят шлак . сталеплавильного производства, на- . пример конвертерный.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве шлакового расплава в конвертер вводят а шлак доменного производства.

4. Способ по п. 1 о т л и ч а,ю шийся тем, что в качестве шлакового расплава в конвертер вводят шлак ферросплавного производства.

° с °

Ф

1059005

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в конвертере с увеличенным расходом лома.

Известен способ производства стали из скрапа илн подобных ему материалов, например металлизованной губки и твердого чугуна, включающий эавалку скрапа и углеродосодержащего теплоносителя, например кокса или угля, в конвертер, в котором ниже зеркала жидкого металла имеются кислородные сопла с защитой углеводородами, причем процесс расплавления лома разделен на два периода. И первом периоде углеводороды и кислород подают через сопла в стехиометрическом соотношении, необходимом для горения до СО и Н О, а во втором периоде отношение расхода кислорода к расходу топлива постепенно изменяется в сторону избытка кислорода Pl) .

Недостатком этого способа явля ется низкая степень использования .тепла теплоносителя, что связано с повышенным выносом теплоносителя из конвертера. Кроме того, по окончании плавки получают высокое содержание серы в металле, равное

0,4% и выше, что требует дополнительной обработки металла с целью десульфурации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере, включающий завалку металлического лома, ввод углеродосодержащего теплоносителя, продувку газообразным окислителем, заливку чугуна и дальнейшую продувку расплава газообразным окислителем до заданного содержания углерода j2) .

Недостатком указанного способа является низкая степень использования теплоносителя. Это связано с повышенным выносом теплоносителя (угля кокса) иэ конвертера в процессе продувки в период нагрева и расплавления, а также низким тепловосприятием заваленного в конвертер лома. Высокое содержание серы в теплоносителе повышает содержанке серы и обуславливает необходимость дополнительной обработки металла с целью десульфурации.

Целью изобретения является увеличение степени использования теплоносителя.

Поставленная цель достигается ,тем, что согласно способу выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере, включающему завалку металлического лома, ввод углеродосодержащего теплоносителя

Эти недостатки отсутствуют при использовании конвертерного шлака, поскольку шлак иэ конвертера выпускают в расплавленном состоянии при

600»1700оС

В качестве шлакового расплава можно вводить шлак доменного производства чугуна илч Ферромарганца.

Щ еимуществом использования шлаков ферросплавнаго производства является возможность восстановления легирующих элементов из окислов в процессе продувки и зкономии ферросппродувку газообразным окислителем, заливку чугуна и дальнейшую продувку расплава газообразным окислителем до заданного содержания углерода, перед началом продувки в конвертер

5 вводят шлак в виде расплава в количестве 25-100 Ъ от веса заваленного лома.

В качестве шлакового расплава в конвертер можно вводить шлак стале10 плавильного производства, например конвертерный.

В качестве шлакового расплава в конвертер можно вводить шлак доменного производства.

В качестве шлакового расплава в конвертер можно вводить шлак ферросплавного производства.

В качестве твердого углеродосодержащего теплоносителя можно испольэовать кокс, полукокс, древесные и каменные угли, термоантрацит, электродный бой и другие по- добные материалы.

Способ осуществляют следующим образом.

При нагреве лома в конвертере за счет гаэокислородного или кислородно-топливного Файела, а также за счет сгорания твердого или жидкого топлива непосредственно в конвертере, значительная часть выделяющегося тепла уносится с выходящими конвертерными газами, вследствие низкого тепловосприятия лома.

Одним из возможных путей увели35 чения степени использования тепла от сгорания топлива является ввод шлака в виде расплава, который совместно с теплоносителем и ломом продувают кислородно-топливной

40 смесью.

В качестве шлакового .расплава можно вводить шлаки сталеплавильного производства, например мартеновский, электросталеплавильный, шла45 ки внепечной обработки стали в ковше или специально подготовленные шлаковые расплавы. Однако подготовка таких шлаковых расплавов требует специальногс агрегата для их расплавления и нагрева, что усложняет технологичность и экономичность процесса.

1059005 лавов на раскисление и легирование стали .

Шлаковый расплав следует вводить в конвертер в количестве 25-100% от веса заваленного лома.

При вводе шлакового расплава с расходом менее 25% от веса заваленного лома не достигается достаточный контакт лома со шлаком из-за малого количества шлакового расплава, что сдерживает прогрев лома и снижает усвоение тепла те плоносителя.

При вводе шлакового расплава с расходом более 100% от веса заваленного лома в ходе продувки ванны в период прогрева возникают выбросы, что резко ухудшает технологичность процесса и опасность травмирования обслуживающего персонала. Выбросы появляются вследствие повыаения склонности шлакового расплава, вспениванию при продувке его совместно с твердым углеродосодержащим топливом..

Важной особенностью выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере является то, что нагрев и расплавление лома происходит от шлакового расплава, который нагревается при продувке эа счет тепла окисления углерода теплоносителя ° В связи с тем, что окисление углерода теплоносителя протекает в объеме шлакового расплава, практически все тепло усваивается ванной, а степень его использования достигает 90-97%. В известных способах при предварительном нагреве лома степень использования топлива не превыаает 30-50%.

Предлагаемый способ обеспечивает также возможность расплавления лома до заливки чугуна, так как отсутствует опасность увеличения содержания серы в металле при увеличенном расходе углеродосодеркащего топлива, например антрацита.Это объясняется тем, что в-ходе продувки ванны в процессе предварительного нагрева, происходит удаление серы в газовую фазу.

Способность серы в процессе продувки удаляться в газовую фазу обеспечивает вазможность использования углеродосодеркащего теплоносителя с повышенным содерканием серы.

Способ осуществляют следующим обраМом.

В конвертер заваливают лои, присаживают твердое углеродосодеркащее топливо, например антрацит, заливают шлаковый расплав в количестве 25-100% от веса заваленного лома и продувают кислородом или топливно-кислородной смесью до заданной температуры ванны.

Расход твердого углеродосодеркащего теплоносителя расчитывают исхо-. дя иэ заданной температуры ванны после предварительного нагрева.

Do окончании нагрева лома шлаковый расплав скачивается иэ конвертера, а в конвертер заливают чугун, присаживают шлакообраэующие материалы и продувают ванну до заданного содеркания углерода. В хо10 де продувки присажнвают необходимое количество шлакообразующих материалов, для обеспечения иеоб .одимой основности шлака.

Ио окончании продувки металл сливается в сталераэливочный ковш, а шлак - в шлаковый ковш, из которого он вновь сливается в icoH вертер для предварительного нагре= ва ° щ: Опробование способа проводят в 350-тонных конвертерах. Продувку ведут 4-х сопловой фурмой с рас« ходой кислорода 700 м5/мин. В качестве углеродсодеркащего теплоносителя используют антрацит с содержанием углерода 76%, влаги 5%, золы 13%, серы 2%, водорода 1,5%, кислорода 1,5% и азота 1%.

Пример 1. В 350-тонный

ЗО конвертер присаждают 2,0 т извести, :заваливают 87 т лома и 12 т антрацита. Затем сливают 50 т (57 5% от веса заваленного лома) конечного шлака предыдущей плавки при 1600еС, 35 опускают ФЛж продувают в течение 15 -wH с расходом кислорода

700 м /веи. Температура ванны составляет 1485 .С.

После скачявания шлакового распдава на нагретый лом заваливают еще

63 т лома и IO т извести, сливают

240 т чугуна с содержанием 0,25% марганца, 0,50% кремния, 0,070% фосфора, 0,020 % серы при 1430 С. Продувку проводят до содержания угле45 .рода 0,10% и температуры 1650 С.

В ходе продувки присаждают еще 8 т извести. Содеркаиие марганца в металле после продувки составляет

О, 06%.

5Q После выпуска и раскисления получают сталь с содержанием 0,15% углерода, 0,49% марганца, 0,020% кремния, 0,008% фосфора и 0,012% серы.

Общий расход на плавку составкк ляет 240 т чугуна, 150 т лома, 12 т антрацита, 2400 м кислорода.

Выход стали составляет 92,9%.

Степень использования тепла антрацита составляет 94,6%.

П р-и и е р 2 . В 350-тонный конвертер прясаждают 2,0 т известя, заваливают 100 т лома и 12 т антрацита. Сливают 25 т доменного шлака при 1400 С (температура плавлеа иия доменного шлака 1250ОC) или

65 25% от веса заваленного лома. 3аl

1059005!

Составитель A ..Тимофеев

Редактор H.Pàãóëè÷ Техред М.Костик Корректор M. Шарови

Заказ 9719/25 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 тем продувают в течение 15 мин с расходом кислорода 700 м /мнн, Температура ванны после предварительного нагрева составляет 1320 С.

После скачивания шлака заваливают еще 50 т лома, присаждают 10 т извести, сливают 240 т чугуна с содержанием 0,25% марганца, 0,50% кремния, 0,070% фосфора, 0,020% серы прн 1430 С. Продувку ведут до содержания углерода 0,10% и температуры 1650-:-С. Содержание марганца составляет 0,07%.

В ходе продувки присаждают еще 8 т извести. После выпуска и раскисления получают сталь с содержанием 0,15% углерода, 0,045% марганца, 0,17% кремния, 0,009% фосфора и 0,011% серы.

Общий расход на плавку составляет 240 т.чугуна, 150 т лома, 20 т извести, 12 т.антрацита, 24- 000 м3 кислорода. Выход стали

93,0%.

Степень использования тепла антрацита составляет 97,0%.

Пример 3. В 350-тонный конвертер присаждают 2 т извести, заваливают 50 т лома и 6,25 т антрацита, заливают 50 т (100% от веса заваленного лома) злектропечного шлака при 1600 С и температуры плавления 1400 С производства ферромарганца с содержаниеМ Мп0 28%. Продувки проводят до температуры ванны 1480 С. Госле скачивания шлака заваливают 70 т лома, присаждают 10 т извести и сливают 240 т чугуна с содержаниеМ марганца 0,25%, кремния 0,49%, фосфора 0,068%, серы 0,018% при

1430оС Затем опускают фурму и ведут продувку до содержания углерода 0,10% и темцературы 1650 С. Содержание марганца при этом в металле составляет 0,18%. В ходе продувки присаждают еще 8 т извести .

После раскисления получают сталь с содержанием 0,14% углерода, 0,55% марганца, 0,019% кремния, 0,009% фосфора и 0,011% серы..

Ф

Общий расход на плавку составляет 240 т чугуна, 120 т лома, 20 т извести. Выход стали 92,8%.

Степень использования тепла антрацита составляет 96,0%.

Г р и м е р 4 . В 350-тонный конвертер присаждают 2 т извести, заливают 87 т лома, 12 т антраци" та и начинают продувать кислородом с целью предварительного нагрева

10 лома. В ходе продувки наблюдают большие BhlHocM топлива Из конвертера. Продувку ведут.15 мин. Температура .нагрева лома составляет

520 С. В связи с получением низкой

15 температуры после предварительного нагрева лома заваливают 20 т лома и сливают 240 т чугуна с содержанием марганца 0,25%, кремния 0,50%, фосфора 0,070%, серы 0,020% при

20 1430 С.

После слива чугуна присаждают

10 т извести и начинают основную, продувку. В ходе продувки рксаждают еще 8 т извести. Нродувку заканчивают при содержании углерода

0,10% и температуре 1650 С.

После раскисления получают сталь с содержанием углерода 0,15%, марганца 0,42%, кремния 0,18%, фосфора 0,008% и серы 0,039%.

Общий расход на плавку составляет 240 т чугуна, 120 т лома, 30 т извести, 24000 м кислорода, 12 т антрацита.

Степень использования тепла антрацита составляет 33,0%.

Для лома в металлозавалке составляет 33,3% или повысилась на 5,8%, в то время как на плавках проведенных но предлагаемой технологии

40 доля лома увеличилась на 10%.

Из приведенных примеров опробования предаагаемого способа следует, что продувка шлакового расплава совместно с теплоносителем и ломом

45 кислородом илй кислородно-топливной смесью позволяет, повысить степень использования тепла теплоносителя и за счет этого увеличить долю лома в шахте конвертерной плавки.