Способ выплавки стали в конвертере

 

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий оставление конечного ишака предыдущей плавки, присадку твердых шггакообразующих материалов, завалку лома, заливку чугуна, ввод извести, продувку кислородом с переменным положением фурмы по высоте, отличающийс я тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей процесса и повьппения степени десульфурации и дефосфорации металла, в качестве твердых шлакообраэующих материалов используют отработанные шлаки непрерывной разливки в количестве 1,5-15 кг/т стали. 2. Способ по п.1, отличаю (О щийся тем, 4to после присадки твердых пшакообразующих материалов шлак продувают кислородом или кислородно-топливной смесью.

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„114887

4(5)) С 21 С 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3592806/22-02 (22) 19. 05. 83 (46) 07.04.85. Бюл. В 13 (72) П.И. Югов, Л.П. Климов, Ю.А.Пак, С.Д. Зинченко, О.Е. Молчанов, Ю.И. Жаворонков, P.М. Мыльников и В.Н. Михайловский (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова- . тельский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (53) 669.184.132(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 292499, кл. С 21 С 5/28, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 297441, кл. С 21 С 5/28, 1969.

3. Выплавка стали при переделе чугуна с содержанием фосфора до

1,2Х в 250-тонных конвертерах. Технологическая инструкция ТИ-309-СК-01-81. Темиртау, 1981. (54) (57) 1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В

КОНВЕРТЕРЕ, включающий оставление конечного. шлака предыдущей плавки, присадку твердых:шпакообразующих материалов, завалку лома, заливку чугуна, ввод извести, продувку кислородом с переменным положением фурмы по высоте, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения технико-экономических показателей процесса и повышения степени десульфурации и дефосфорации металла, в качестве твердых шлакообразующих материалов используют отработанные шлаки непрерывной разливки в колйчестве 1,5-15 кг/т стали.

2. Способ по п.1, о т л и ч -а юшийся тем, что после присадки твердых шлакообразующих материалов шлак продувают кислородом или кислородно-топливной смесью.

1148875 2

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали н конвертерах.

Известен способ передела чугуна в кислородном конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку кислородом при .переменном положении фурмы над. ванной, рассредоточенную присадку извести по ходу продувки с получением основности 10 конечного шлака 5,0-6,0. Режим присадки рудных добавок: 0,4-2,0% в начале продувки и равномерно по О, 150,40% от веса металлошихты во второй половине продувки. Плавиковый 15 шпат присаживают в начале плавки в количестве О, 15-0,257 и по истечении 50-70% времени продувки в количестве 0,07-0,207 от веса металлошихты 1 ). 20

Недостатком данного способа является высокая себестоимость стали изэа повышенного расхода плавикового шпата, а также низкая степень десульфурации и дефосфорации металла вслед-25 ствие низкой степени усвоения извести и повышенного расхода рудных добавок с высоким содержанием кремнезема.

Известен также способ выплавки стали в конвертере, согласно кото-,30 рому продувку чугуна проводят при основности шлака 3,5-4,5, известь и плавиковый шлат вводят последовательно порциями по ходу продувки:

507 от общего количества — в начале продувки, 30% — по истечении 1/3 длительности продувки, 20% — по истечении 2/3 длительности продувки, а марганцевую руду вводят по истечении 2/3 длчтельности продувки и 40 не позже, чем эа 4 мин до окончании продувки, в количестве, определяемом заданным содержанием марганца в конечном металле f2).

Недостатком данного способа явля- 4 ется низкая степень десульфурации и дефосфорации металла, обусловленная недостаточной скоростью шлакообразования и растворения извести. Это связано с тем, что шлакообразование лимитируется скоростью растворения извести. Известь, присаживаемая в конвертер, не усваивается и повьппает вязкость и гетерогенность шлака.

Отсутствие жидкоподвижного шлака в конвертере приводит к повьппенному выносу металла, эаметалливанию фурмы, горловины конвертера и другим негативным явлениям. Присадка марганцевой ° уды цо истечении 2/3 длительЙости продувки, хотя и способствует ускорения усвоения извести, сопровождается большими потерями марганца с конечным шлаком. Высокий расход марганцевой руды увеличивает количество шлака и снижает выход стали.

Наиболее близким по технической сущнбсти и достигаемому зффекту к предлагаемому является способ выплавки стали в конвертере,. включающий оставление конечного шлака предыдущей плавки, присадку твердых шлакообразующих материалов, завалку лома, заливку чугуна, ввод извести, продувку кислородом с переменным положением фурмы по высоте.

В качестве твердых щлакообразующих материалов используют известь или доломит (3 ).

Недостатком известного способа является низкая степень усвоения извести, что приводит к повьппенному содержанию серы и фосфора в стали. Хотя использование конечного шлака несколько улучшает процесс шлакообразования, отсутствия или малое количество в шлаковом расплаве окислов, способствующих процессу растворения извести, ухудшает наведение основного шлака и снижает степень десульфурации и дефосфорации металла.

Цель изобретения — улучшение технико-экономических показателей процесса и повышение степени десульфурации и дефосфорации металла.

Указанная цель достигается тем, что согласко способу выплавки стали в конвертере, включающему оставление конечного шлака прдыдущей плавки, присадку твердых плакообразующих материалов, завалку лома, заливку чугуна, ввод извести, продувку кислородом с переменным положением фурмы по высоте, в качестве твердых шлакообразующих материалов используют отработанные шлаки непрерывной разливки в количестве 1,5-15 кг/т стали..

Кроме того, после присадки твердых шлакообразующих материалов шлак продувают кислородом или кислороднотопливной смесью.

Сущность способа заключается в том, что ввод отработанных шлаков непрерывной разливки приводит к об11488

Отработанные шлаки непрерывной разливки необходимо вводить в количестве 1,,5-15,0 кг/т, так как при вводе менее 1,5 кг/т количество фпюсующих добавок в шлаке недостаточно для ускорения шлакообразования и увеличения основности шлака. Увеличение расхода отработанных шлаков непрерывной разливки более 15 кг/т не рекомендуется, так как это практи- 50 чески не приводит к повышению, основности, десульфурирующей и дефосфорирующей способности шлака. Более того, большой их расход приводит к увеличению количества шлака и сн»»же- gg нию выхода стали.

Продувка кислородом или кислородно-топливным факелом конечного шлалегчен»»ю растворения извести и образованию жидкоподвижного шлака с низкой температурой плавления. Эти шлаки имеют следующих химический состав, Х: SiO, 29,0-31,0; Al О, 15,02Ü,0; FeO 0,9-1,6; СаО 34,0-38,0;

Иа,О +.K,O 5,7-6,7; СаР 9,1-11,0.

Наличие в отработанных шлаках непрерывной разливки большого количества разж»ыающих добавок, таких как А1 Оз, Na О, К, О и CaF,, pe3Ko снижает кннематическую вязкость шлака и уменьшает температуру его плавления за счет образования легкоплавких эвтектик с СаО. В связи с этим ввод данного материала, являющегося отходами сталеплавильного производсгва, на конечный шлак предыдущей плавки способствует повышению усвоения извести, десульфурирую- 20 щей и дефосфорирующей способности шлакового расплава в конвертере.

Таким образом, в отличие от известного способа, присадка отработан. ных шлаков непрерывной разливки на конечный шлак предыдущей плавки приводит к образованию высокоосновного шлака с первых минут продувки и за счет этого к увеличению степени дефосфорацни и десульфурации металла.

Кроме того, продувка кислородом или кислородно-топливной смесью шлака с шлаковыми отходами непрерывной разливки приводит к удалению серы из шлака в газовую фазу за счет ее прямого окисления и дополнительной

35 десульфурации металла в ходе кислородной продувки в результате сниже. ния коэффициента распределения серы между металлом и шлаком.

75 4 ка в конвертере с отработанными шлаками непрерывной разливки приводит к обессериванию шлака sa счет удаления серы в газовую фазу и образованию жидкоподвижного шлакового -расплава, что обеспечивает ускорение растворения извести в процессе кислородной продувки, повышает степень ее усвоения и степень десульфурации и дефосфорации металла.

Пример 1. В 350-тонный конвертер на оставленный шлак предыдущей плавки присаживают 1,75 т (5 кг/т) отработанных шлаков непрерывной разливки (в дальнейшем флюса) следующего состава, мас.Х: SiO 29,0>

Al,О, 19,0; FeO 1,1; СаО 35,0;

Na,0+К, О 5,9; СаР 10,0. Затем присаживают 7 т извести, заваливают

100 т лома, присаживают на лом еще

5 т извести и сливают 300 т чугуна с содержа1»ием 0,25Х марганца, 0,016Х серы 0,060Х фосфора температурой

1 400 С. Продувку начинают при положении фурмы 5 м с последующим снижением на 5 мин доя 1,2 м с расходом

22 нм /мин на 1м2 поверхности ванны (700 нмз /мин). В процессе продувки порциями по 2-4 т присаживают зще

16 т извести. Продувку заканчивают при содержании 0,07Х углерода, 0,15Х марганца, 0,010Х серы, 0,007Х фосфора при температуре металла

1650 С и основности 3,6. Общий расход кислорода 19200 нм .

Степень десульфурации и дефосфорации металла в конвертере 38,0 и

88,2Х соответственно.

Для раскисления присаживают в ковш 0,25 т коксинга, 0,5 т алюминия, О, 17 т азотированного марганца, 8 т силикомарганца, 1,7 т ферросилиция, 0,35 т »рерротитана и 0,5 т феррованадия. Все ферросплавы прокалены. После раскисления и легирования металл продувают в ковше аргоном в течение 10 мин. Получают сталь марки 09Г2СФ следующего состава, Х:

С 0,12; Мп 1,60; Si 0,59; Ч 0,07;

Al 0,029; И 0,011; S 0,010; P 0,010.

Пример 2. В 35Q-тонный конвертер н остановленныйконечный шлак предыдущей плавки в количестве 15 т присаживают 5,25 т (15,0 кг/т) флюса аналогичного состава и продувают ванну, кислородом в течение З.мин ! расходом 500 нм /мин. По окончании ! продувки содержание серы в шлаке

3 11488 составляет 0,0057. Затем присаживают 6 т извести, заваливают 100 т лома,. присаживают еще 6 т извести и сливают 300 т чугуна с содержанием

0,157 марганца, 0,0177 серы и 5

0,0807 фосфора температурой 1400 С.

Продувку ведут 4 сопловой фурмой с удельным расходом кислорода

22 нм /мин на 1 м поверхности ванны (700 нмз/мин) и переменным поло- 10 жением фурмы. В процессе продувки порциями по 2-4 т присаживают еще

16 т извести. Продувку заканчивают при содержании углерода в металле

0,077, марганца 0,187, серы 0,0097, 15 фосфора 0,0077 и температуре 1650 С, основность шлака 3,8. Общий расход кислорода 19000 нм .

Степень десульфурации и дефосфорации 47,0 и 91,3Х соответственно. 20

Для раскисления присаживают в ковш 0,25 т коксика, 0,5 т алюминия, 0,17 т азотированного марганца, 0,8 т силикомарганца, 1,7 т ферросилиция, 0,5 т феррованадия и 0,35 т 25 ферротитана. Все ферросплавы прокалены. Металл продувают в ковше аргоном в течение 10 мин и разливают на

УНРС. Получают сталь марки 09Г2СФ следующего химического состава, 7: 3д

С 0,12; Мп 1,63; Si 0,60; V 0,08;

Al 0,030; N 0,010; $ 0,009; P 0,009.

Сталь марки 09Г2СФ предназначена для многослойных труб большого диаметра.

Содержание серы в данной стали огра- З ничено (не более 0,015X).

П р и м .е р 3. В 350-тонный кон-. вертер после присадки на оставленнный конечный шлак. предыдущей плавки в количестве 15 т присаживают еще . 4О

0,525 т (1,5 кг/т) флюса и продувают кислородом в течение 3 мин. По окончании продувки в конвертер присаживают 8 т извести, заваливают 100 т лома, присаживают еще 4 т извести 4, и сливают 300 т чугуна с содержанием

0,287 марганца, 0,017% серы, 0,078Х фосфора температурой 1400 С. Продувку ведут 4-сопловой фурмой с переменным положением в ходе продувки над уровнем ванны. В процессе продувки порциями по 2-4 т.присаживают еще

16 т извести. Продувку заканчивают при содержании углерода 0,077, марганца 0,137, серы 0,010Х, фосфора 0,005Х при температуре металла

1650 С и основности 3,5. Степень де75

6 сульфурации и дефосфорации. металла

41,0 и 92,57 соответственно.

Раскисление и легирование, а также обработку металла в ковше прово- " дят аналогично примеру 1. Получают сталь марки 09Г2СФ следующего состава, X С О 12; Мп 1,58; Si О 60;

V 0,08; Al 0,028; S 0,010; N 0,010;

Пример 4. В конвертер йа оставленный от предыдущей плавки конечный шлак в количестве 15 т присаживают 0,35 т (1,0 кг/т) флюса с содержанием 48Х МпО, заваливают

100 т лома, присаживают еще 4 т извести. Затем сливают 300 т чугуна. с содержанием 0,20Х марганца, 0,017% серы, 0,060Х фосфора температурой 1400 0. Продувку проводят с переменным положением фурмы в процессе продувки. Содержание углерода в металле после продувки 0,07% температура 1650 С. В процессе продуво ки порциями по 2-4 т присаживают еще 16 т извести, Содержание марганца, серы и фосфора по окончании продувки 0,08 0,016 и 0,0107 соответственно. Основность шлака 3,0. Степень десульфурации и дефосфорации

11,1 и 83,0 соответственно.

Раскисление, легирование и обработку металла в ковше аргоном проводят аналогично примеру 1. Получают смесь состава,7.: С 0,11; Мп 1,48;

Si 0,58; V 0,06; Al 0,025;

N 0,010; $ 0,016; P 0,014.

Полученная сталь по содержанию серы не отвечает требованиям ТУ для стали марки 09Г2СФ и поэтому переведена на сталь марки 09Г2С.

Таким образом, опробование предлагаемого способа выплавки стали в конвертере с использованием конечного шлака предыдущей плавки показывает, что ввод отработанных шлаков непрерывной разливки на конечный шлак предыдущей плавки в количестве 1,5-15,0 кг/т, а также продувка их кислородом совместно с конечным шлаком предыдущей плавки и использование полученного конечного шлакового расплава на плавку повышают степень десульфурации и дефосфорации металла на 27-36 и 5-9Х соответственно, Внедрение предлагаемого способа обеспечивает получение стали 09Г2СФ по содержанию серы и фосфора в соответствии с требованиями ТУ.