Способ производства стали в конвертере

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку лома, заливку чугуна, присадку пшакообразующих материалов, продувку расплава в два периода с промежуточным смачиванием шлака, вьшуск металла с оставлением конечного шлака в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем присадки добавочных материалов, о тличающийся тем, что, с целью более полного использования рафинирующей способности конечного шлака гфедадущей плавки,, увеличения выхода годного и сокращения длительности плавки, -В качестве добавочных материалов используют совместно кальЦ1ГЛ и/или/ маг НИИ содержащие материалы совместно с углеродсодержащим материалом при их расходе кг/т (/ и кг/т стали соответственно, причем присадку материалов осуществляют после прекращения продувки при температуре металла 1610-1630 С, а выпуск металла начинают спустя 4-5 ь«нн после окончания присадки указанных материалов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. (39) (1!j ай С 21 С 5 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ilO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3709684/22-02 (22) 27.12.83 (46) 15.07,85. Бюл. № 26 (72) А.А. Бабенко, Н.Н. Енин, А.И. Багрий, Б.А. Темирбулатов, А.С. Костин и В.И. Романов (71) Карагандинский металлургический комбинат н Уральский научноисследовательский институт черных металлов (53) 669.184.132(088.8) (56) 1. Лапицкий В.И., Левин С.Л., Легкоступ О.Ч. и др. Конвертерные процессы производства стали. М., "Металлургия", 1970, с. 171-172.

2. Патент Франции № 1336627, кл. С 21 С 5/32, опублик. 1963.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 520403, кл. С 21 С 5/28, 1974. (54)(57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку лома, заливку чугуна, присадку шлакообразующих материапов, продувку расплава в два периода с промежуточным смачиванием шлака, выпуск металла с оставлением конечного шлака в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем присадки добавочных материалов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью более полного использования раФинирующей способности конечного шлака предыдущей плавки, увеличения выхода годного и сокращения длительности плавки, .в качестве добавочных материалов используют совместно кальц>гй и/или/ магнийсодержащие материалы совместно с углеродсодержащим материалом при их расходе 6-16 кг/т и 3-5 кг/т стали соответственно, причем присадку материалов осуществляют после прекращения продувки при температуре металла 1610-1630 С, а выпуск металла начинают спустя

4-5 мин после окончания присадки указанных материалов.

1167205

Изобретение относится к черной металлургии и может найти применение при переделе фосфористых чугунов в конвертерах.

Известен способ производства стали из фосфористых чугунов с применением кусковой извести (1) .

Недостатком данного способа является значительное увеличение длительности операции по заливанию чугуна 10 в конвертер, связанное с опасностью возникновения выбросов, поскольку конечный шлак с высоким содержанием закиси железа (25-303) практически не подвергается нейтрализации. 15

Известен также способ рафиниро)вания фосфористых чугунов с оставлением конечного шлака, который после выпуска металла переводят в инертное состояние путем присадок флюсов, представляющих собой продукты восстановления железных руд — губчатое железо и железные крицы. После нейтрализации на шлак заливают чугун f2) .

Недостатком этогоспособа является д удорожание производства, обусловленное тем, что для перевода шлака в неактивное состояние приходится использовать новые материалы, получение которых, транспортировка и ввод в конвертер на шлак связаны с дополнительными капитальными затратами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ произ35 водства стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, присадку шлакообразующих материалов, продувку расплава в два периода с про межуточным смачиванием шлака, выпуск металла с оставлением конечного шлака в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем присадки добавочных материалов (3) .

Согласно известному способу ос- 45 тавшийся от предыдущей плавки шлак присаживают 20-25Х извести от суммарного ее расхода на плавку, что составляет 18-23 кг/т стали при переделе обычного чугуна и 28-35 кг/тЮ стали при переделе фосфористого чугуна. После этого проводят завалку лома,, заливку чугуна и ведут продувку ванны кислородом в течение 1525Х времени всего периода продувки ss плавки. В момент начала интенсивного окисления углерода продувку прекращают и сливают 70-SOX шлака.

После слива шлака продувку продолжают, причем в начале второго периода присаживают 50-60Х количества извести, необходимой на плавку.

Однако известный способ характеризуется недостаточно полным использованием рифинирующей способности конечных шлаков предыдущей плавки, потерями металла со шлаком и увеличением длительности плавки, Указанные недостатки связаны с тем, что предложенная технология позволяет полностью использовать рафинирующую способность оставляемых конечных шлаков только при выплавке стали из обычных предельных чугунов. Практика показала, что при переделе фосфористых чугунов в большегрузных конвертерах "загущение конечных шлаков присадками извести в количестве 20-25Х от суммарного расхода шлакообраэующих материалов не позволяет полностью нейтрализовать этот шлак. Часть конечного шлака с содержанием оксида кальция до 557. находится в жидком состоянии. Поэтому для предотвращения опасности возникновения выбросов при эавалке лома и заливке чугуна в конвертер жидкую составляющую шлака с высоким содержанием оксида кальция сливают в шлаковую чашу.

Кроме того, присадка извести на шлак после выпуска металла из конвертера сопровождается протеканием бурной реакции. При этом возникают трудности смачивания большого количества пенистого шлака. Процесс этот длительный и от присадки в конвертер флюса до окончания слива жидкого шлака проходит в среднем 6 мин.

Увеличение длительности плавки сопровождается потерями производства.

Кроме того, вместе со сливаемым шлаком теряется часть металла, что приводит к уменьшению выхода годного.

Перечисленные недостатки обусловлены тем, что передел фосфористых чугунов протекает, как правило, с образованием большого количества шлака {более 250 кг/т стали) с высоким содержанием закиси железа (до 25X). Поэтому присадки извести на переокисленный шлак s количествах 20-257 от суммарного ее расхода на плавку сопровождаются интенсивным кипением конвертерной ванны и

1167205 не позволяют полностью эагустить конечный шлак.

Целью изобретения является более полное использование рафинирующей способности конечного шлака предыдущей плавки, увеличение выхода годного и сокращение длительности плавки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу проиэвод- 10 ства стали в конвертере, включающему завалку лома, заливку чугуна, присадку шлакообразующих материалов, продувку расплава в два периода с промежуточным смачиванием шлака, !5 выпуск металла с оставлением конечного шлака в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем присадки добавочных материалов, в качестве добавочных материалов исполь- 20 зуют совместно кальций и (или) магнийсодержащие материалы совместно с углеродсодержащим материалом при их.расходе 6-16 кг/т и 3-5 кг/т стали соответственно, причем присадку ма- 25 териалов осуществляют после прекращения продувки при температуре металла 1610-1630 С, а выпуск металла начинают спустя 4-5 мин после оконча- . ния.присадки указанных материалов.

Присадка в конвертере 3-5 кг/т стали углеподсодержащих -и 6-16 кг/т ! стали кальций- и (или) магнийсодержащих материалов при температуре металла после окончания продувки 16tO- 3s

1630 С позволяет полностью эагустить конечный переокисленный шлак в конвертере к моменту окончания выпуска и операции по завалке лома и заливке . чугуна на следующую плавку проводить 40 без дополнительных мер по нейтрализации оставляемого в конвертере шлака.

Исключение мероприятий по эагущению оставляемого шлака перед началом следующей плавки приводит к сокраще- 45 нию ее длительности. Взаимодействие переокисленного шлака с углеродсодержащими материалами (коксом, антрацитом, чугунной стружкой и др.),приводит к восстановлению железа иэ оксидов и увеличению выхода годного металла. Уменьшение концентрации оксидов железа в шлаке, е-о охлаждение и увеличение основности сопровождал. ются изменением физических свойств нейтрализованных шлаков. Увеличение вязкости и снижение жидкотекучести шлака позволяют уменьшить попадание егo в с-.алеразлнвочный к:;вш в процессе выпуск металла, Использование углеродсодержащих материалов для раскисления конечного шлака в количестве менее 3 кг/т стали не позволяет при указанных в предлагаемом способе расходах кальций(или) магнийсодержащих материалов полностью загустить конечный переокисленный шлак к окончанию выпуска.

В этом случае возникает необходимость частичного смачивания жидкой состав» ляющей конечного шлака, что сопровождается увеличением длительности плавки и иcêëþ÷àåò воэможность в полном объеме испольэовать рафинирующие свсиства конечного шлака, либо с целью повышения вязкости и снижения жилкогекучести шлакового расплава увеличи.".ь расход кальций- и (или) магнийсодержащих материалов. Однако

;oñëeäíåe сопоовождается значительным переохлаждением расплава, затрудняет получение необходимой для нормальной разливки металла температуры и увеличивает себестоимость стали.

Присадка в конвертер на шлак углеродсодержащих материалов в коли" еств "оле:.= 5 кг/т сталя приводит

:и-=;:ерасхсду дефицитного углеродсодержан1его материала (например, кок-. ),, переохлаждек11ю расплава при ук::ванных в предложенном способе ра рак и расходах кальцийи (или) магнийсодержащих материалов и также будет сопровождаться значи-:ельным увеличением себестоимости стали.

Присадка в конвертер на шлак после окончания продувки кальций- и (или) магнийсодержащих материалоь в количестве менее 6 кг/т стали при температуре металла 1610- 1630 С не позволяет из-за низкого охлаждающего эффекта используемых в небольшом количестве материалов и недостаточного увеличения основности обработанных шлаков г1олностью его загустить к моменту окончания выпуска.

Расход на загущение шлака кальцийи (или) магнийсодержащих материалов в количестве более 16 кг/т стали при указ.: нсм .-. предлагаемом способе интерв .:. е температур приводит к пере» охла-.-,.дени расплава и увеличению себестоимости стали.

Окончание продувки второго периода плав .;1 при -..емпературе ниже >610 С

1167205 требует снижения. расхода материалов на загущение конечного шлака с целью получения необходимой для нормальной разливки металла температуры, что при массе шлака более 250 кг/т стали 5 не позволяет полностью перевести шлак в неактивное состояние к моменту окончания слива металла иэ конвертера„

Перегрев металла в конце продувки второго периода плавки выше 1630 С сопровождается, как правило, значительным переокислением конечных шлаков и снижением выхода годного. В этом случае для полной нейтрализации шлака потребуется дополнительный расход материалов на раскисление, охлаждение и загущение шлакового расплава, повышенный расход которых и уменьшение выхода годного приведут к увеличению себестоимости выплавляемого ме- 20 талла.

Выпуск металла через 4-5 мин после присадки реагентов в конвертер на шлак позволяет полностью загустить конечный переокисленный шлак к момен- 2 ту окончания выпуска, предотвратить попадание конечного конвертерного шлака в сталераэливочный ковш, снизить угар ферросплавов и уменьшить развитие процесса дефосфорации. 30

Присадка реагентов в конвертер на шлак сопровождается интенсивным перемешиванием шлакометаллической эмульсии. Длительность этой операции (до полного успокоения ванны 2-3 мин) с учетом времени, необходимого для последующей повалки конвертера, не позволяет начать выпуск плавки ранее, чем через 4 мин после присадки материалов в конвертер. К этому времени обслуживающий персонал, как правило, получает информацию о химическом составе металла и начинает выпуск плавки.

Выдержка металла в конвертеРе 4 после ввода реагентов более 5 мин исключает попадание шлака в сталеразливочный ковш, однако при этом увеличивается длительность плавки и снижается производительность сталеплавиль- © ного агрегата.

Пример. В конвертер на шлак после окончания продувки второго периода плавки, отбора проб металла и шлака и замера температуры присади- S> ли 1 т кокса и 3 т извести. Температура металла до и после присадки

1tj20 и 1600 С соответственно. Ванна, успокоилась через 2,2 мин после при. садки материалов, выпуск начали череэ 12 мин после окончания продувки или через 4,5 мин после присадки реагентов. После раскисления получили сталь марки 3 сп, содержащую

0,0227 фосфора при его концентрации в металле на выпуске 0 019Х, Степень рефосфорации составила 13,6Х угар марганца раскислителей 7,2Х, К концу выпуска, длительность которого составила 6 мин, шлак полностью загустился и был оставлен на следующую плавку беэ дополнительной нейтрализации.

Чугун в количестве 270 т, содержащий 0,80Х марганца, 0,737 кремния и 0,9657 фосфора, залили в конвертер после присадки на 100 т лома 4 т извести. Заливка чугуна протекала нормально, без выбросов и значительного выбивания пламени. Длительность залинки 2,6 мин, Продувку первого периода плавки закончили через 16>7 мин, израсходовав 24 т извести и 14230 м кислорода. На промежуточной повалке конвертера при температуре металла

1535 С получили 0,45Х углерода, 0,237 марганца и 0,92Х фосфора, Степень дефосфорации составила 90,5Х.

Для проверки эффективности предложенного способа выплавки стали была проведена серия опытных плавок, результаты которых сравнили с данными валовых плавок, проведенных по принятой в конвертерном цехе Карметкомбината технологии. Полученные результаты приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что использование предлагаемого сп6соба в сравнении с известным позволяет при снижении расхода извести на первый период продувки в среднем на 4,9 т увеличить степень дефосфорации на 4,6Х.

Операция по загущению.шлака не при водит практически к увеличению длительности периода от окончания продувки до начала выпуска. Цикл плавки сокращается в среднем на 2,9 мин, Выход годной стали увеличивается на 1,47. Кроме того„ обработка данных опытных и валовых плавок показала, что использование предлагаемого способа загущения шлака позволяет при выплавке кипящих марок стали сократить угар марганца в среднем на

6,9Х и снизить рефосфорацию при выпуске и раскислении металла в ковше

7 11 в среднем на 15,6Х. При выплавке спокойных марок стали эти величины составляют в среднем 8,5 и 12,1Х соответственно.

Необходимость дополнительного использования углеродсодеркащего материала для загущения конечного шлака компенсируется снюкением расхода извести на загущение и увеличением

67205 8 производительности действующим конвертеров.

Применение изобретения в условиях

КорМК обеспечит за счет сокращения длительности плавки и увеличения выхода годного прирост производства на 300 тыс.т. в год и снюкение расхода извести на . 7700 т в год эа счет более полного использования рафикиfQ рующих свойств.!

"36720::

О\ 4«ОЧ О О 0 t?3 с«4

A а I 4 A В м

00 00 00 00 00 00 00 00

0а 10 М3 О В04 04

4 Ф Я A в ьаь М М 3Ч СЧ ОЧ

00 00 00 00 С0 О;4

О

4?3 Мь 1О ОЧ 034 3"3 00 Г 3 О

A A а а В В Ф I

О 0 1О л л 00 О

О 10 10 1О 10 «О 10 1О

О О 4Ч О

44 A

Л 00 03 Е 00

1О 40 Ч3 О О

В» в

4?3 00 О в а О C?4

00 00 30 м о е о о о

О 00

?3 00 Л

° 0 м 0 с

В

«в о о о о

A Ф о

3 4 С 4 4 4 а

0 33 30

СО 00 04

4 о о о

443

10 . Елс

04 00 C?4 с с;.3 О О

СЧ IO :/\

3 4

3 rl В, Ь 4"1

3? 4 4.4 ь - -. ь

Ь 4 4 Ь

С«4 4?3 О 04 ОЛ

Л 40 0 4 3 40

П О 3

С4 СВ а а 1

00 00 C

Я, а л

333 CPI

° 1 . ° о о о о о а 4 а о о о

О 00

О М 333 а о о о о

Ф о

«ф

В

Э Ф

Ч о о

4?3 и 1О

10 М\ В 3

В 4

43 4 \

В со м

4 м

00 00

A Ф A

СЧ С 3 4"3. о о о

4О с» о о о

Ф * В

О О О

4 о о о

A а

3.4 М CAI о о в О 4 Ъ о ci

1 ?3 3?3 о с

В

3« о о о в 4 а

М 33 3 о о а A

3Ч

3 . О

4" 3 М о о о

ИЪ 4?3 М о о

4О 00

4 43

О О О Э ЧО О О 4О 1О 0

О 1О а

3 4 44

* 4 а

Ф с . 4 а

Ь 4

О 43 3 О м

4О сИ 40

3?3 4?3 Cl

4- 4- 3Ч

4Л 43 40 е ю о

1О 4О

4 о -э

-0 443

3 4 34 о, о

° * о о л а

00 м с. л

00 33

00 Ci I о о о

?3 0

° О о о с.

40 00 (3 43 о

04

0 О о о «т

10

00 00 о

4Ч

4 \ О

00 3"\

04 О о

444»0

Ф а

43 344

cI o

СЧ 0?

3"3 О

«О 0

4

0 40

4Ч о а I о о о о

C?I Мь

04 в

1О

4С3 о

43 м

4 4 »4

О\ с о ь

003Оао

О 30 4

1167205 о

go

g 5н ф 4 л .Ф к

Я в о, 3 а

* о л

Ю ее3йн и 53 к

Ю

Ф

Ф

ы

11 о а х

О

g" L „а к ах Т

ovv

К v

v l0» а х 6

М

00

1»З Р ос

1

4l ф х ак

Ch

° Ф йф

1 ф 0

O.In

aê ф °

Z.

Й и.

l.

IO ф х ак х

Ю ак ф ° л о о о

-Ф

)е

Ф

4 к

Ю

Ю

О

1»

° » к а

1О

%

Ф

Ф

1 1 V

vх3ай

АХ Р4К и 34 ах

I f3)3, е %Э е f э °

« . 1

)3a) 1

"I l l= l l 1

I Р и v в е

- ° е. ф ф х

31 х х

Р 1 яра и о а окх х о

Яфх .х еа сve .11

1 1 о о

535 ф х

ofa

5""3 и в х о

О1 х« овдбр

1.И Х о х

6 о э

11.jl

» 1

Pl ) 1, 1

Ь1 е е ° е

М