Способ выплавки стали

 

Изобретение относится к черной металлургии. Предложен способ выплавки стали в кислородном конвертере из чугуна с содержанием марганца 0,1-0,3%. С целью увеличения выхода годного за счет снижения количества выбросов и выносов, а также предотвращения заметалливания фурмы предложено в ходе продувки вводить в конвертер флюоритовый известняк. Ввод известняка проводится в два этапа. На первом этапе флюоритовый известняк вводят по истечении 4-10% времени продувки, причем при этом снижают высоту фурмы над уровнем ванны на 10-30%. Вторую порцию флюоритового известняка вводят при угрозе сворачивания шлака. Соотношение расходов известняка в первой и второй порциях составляет 0,1-0,5 при общем расходе 6-14 кг/т стали. Указанные приемы позволяют снизить вязкость шлака (при его сворачивании) и тем самым избежать потерь металла с выносами. В начальный период ввод флюоритового известняка способствует раннему образованию шлака, что предотвращает угар железа. 1 табл. С/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 С 21 С 5/28, 5/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3938933/22-02 (22) 09.08.85 (46) 23.09.87. Бюл. 9 35 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) 10.Â. Липухин, Ю.И. Жаворонков, Л.П. Климов, О.E. Молчанов, С.Д. Зинченко, В.II. Кириленко и С.В. Юзов (53) 669.184.142(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

985055, кл. С 21 С 5/28, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1097683, кл. С 21 С 5/52, 1984.

Металлург. 1980, М 11, с. 24-26. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии. Предложен способ выплавки стали в кислородном конвертере из чугуна с содержанием марганца

О, 1-0,3Х. С целью увеличения выхода годного за счет снижения количества

„„SU„„1339133 А1 выбросов и выносов, а также предотвращения заметалливания фурмы предложено в ходе продувки вводить в конвертер флюоритовый известняк. Ввод известняка проводится в два этапа.

На первом этапе флюоритовый известняк вводят по истечении 4-107. времени продувки, причем при этом снижают высоту фурмы над уровнем ванны на

10-30Х. Вторую порцию флюоритового известняка вводят при угрозе сворачивания шлака. Соотношение расходов известняка в первой и второй порциях составляет О, 1-0,5 при общем расходе

6-14 кг/т стали. Указанные приемы позволяют снизить вязкость шлака (при ф его сворачивании) и тем самым избежать потерь металла с выносами. В начальный период ввод флюоритового известняка способствует раннему образованию шлака, что предотвращает угар железа. 1 табл.

1339133

Изобретение относится к черной метаплургии, а именно к переделу низкомарганцонистого чугуна н кислородчпе н флюоритоном известняке окислов магния способствует замедлению растворения ИдО из футеровки конвертера ных конвертерах.

Цель изобретения — предотвращение заметалливания фурмы, увеличение выхода годного за счет сокращения количества выносов и выбросов металла и снижение себестоимости стали.

Сущность предлагаемого способа заключается н улучшении процесса шлакообразования конвертерной плавки при переделе низкомарганцовистого чугуна. Известно, что основная трудность передела чугуна с содержанием марганца 0,1-0,37. заключается н затягивании процесса растворения извести в первый период шлакообраэования.

Растворение извести в этот период возможно лишь при наличии закиси железа в шлаке, т.е. при высоком положении фурмы. Отсутствие жидкоподвижного шлака в достаточном количестве приводит к тому, что при продувке ванны незаглубленной струей в полости конвертера интенсивно дожигается окись углерода, а это увеличивает выносы металла и износ футеронки в результате воздействия на нее высоких температур. Одним из путей решения этой задачи является использование в конвертерном процессе шлакообразующих материалов, содержащих готовые компоненты первичной фазы шлакового расплава (FeO, CaO, MnO и т.д.) или флюсов, понижающих температуру плавления первичной эвтектики, отработка режимов присадки шлакообразующих материалов с учетом характера окисления элементов низкомарганцовистого чугуна. Е самым распространенным материалам, применяемым для улучшения шлакообразования, относятся плавиковый шпат, бокситы, доломитизированная известь и др. Наиболее эффективным является присадка плавикового шпата, однако следует отметить, что более целесообразно использование флюоритоного известняка нзамен плавикового шпата. Это связано прежде всего с существенной разницей в стоимости флюоритового известняка и плавикового шпата, наличием н его составе СаСО, которьш, разлагаясь, способствует более равномерному ходу обеэуглерожинания, дополнительному растворению извести н объеме вспененного шлака. Кроме того, нали—

55 и, следовательно, повышению ее стойкости. Благоприятное воздействие на ход процесса оказывает также наличие н флюоритоном известняке глинозема.

Таким образом, флюоритовый известняк, являясь комплексным окислосодержащим материалом, наиболее эффективен и легкодоступен. Присадка его в конвертер по наиболее рациональному режиму в сочетании с динамическим режимом продувки кислородом позволяет обеспечить требуемый ход процесса шлакообразования при переделе чугуна с содержанием марганца 0,1-0,37 и предотвратить как заметаллинание фурмы, так и выносы с выбросами.

Проведенными исследованиями установлен наиболее рациональный режим присадки флюоритового известняка, предусматривающий его рассредоточенный, порционный ввод, причем первую порцию флюоритового известняка необходимо присажинать н первые 4-107 времени продувки с одновременным снижением фурмы на 10-307 от исходного. Присадка флюоритового известняка не ранее первых 47 времени продувки обусловлена необходимостью устойчивого зажигания плавки. Присадка его позже 107 времени продувки приводит к замедлению растворения извести в первичном шлаке и, как следствие, увеличение выносов в этот период.

Снижение фурмы н этот период менее чем на 107 от исходного приводит к практически полному дожиганию окиси углерода и образованию выше требуемого количества закиси железа в шлаке.

Снижение положения фурмы более чем 307. от исходного может привести к прогару фурмы и не сможет обеспечить раннего шлакообразонания даже в случае присадки флюоритового известняка.

Необходимо отметить требование целесообразности ограничения количества первой порции флюоритового известняка. Присадка его в первой порции при соотношении к остальному количеству более чем 0,57 приводит к сильному эахолаживанию плавки, а наличие в флюоритовом известняке кремнезема приводит к образованию

1339133 на поверхности куска извести тугоплавкой оболочки двухкальциевого силиката.

При соотношении расходов первой порции к остальному количеству флюоритового известняка менее 0,1 не происходит наведения первичного шлака требуемой жидкоподвижности.

Следует подчеркнуть, что присадка остального количества флюоритового известняка при угрозе вспенивания шлака, регулируя скорость обезугле— роживания металла и изменяя физикохимические свойства шлака, позволяет поддерживать шлак во вспененном состоянии, не затрудняя через него отходящих газов.

При общем расходе флюоритового известняка 6-14 кг/т стали на протяжении всей плавки поддерживается конвертерный шлак с требуемыми физико-химическими свойствами.

Расход менее 6 кг/т стали не обеспечивает эффективного влияния на 25 растворение извести, а расход более

14 кг/т стали приводит к заметному влиянию на температурный режим ведения плавки. Кроме того, наличие кремнезема в флюоритовом известняке тре- Зр бует значительного увеличения расхода извести для поддержания заданной основности шлака.

Момент сворачивания шлака определяют по показаниям шумомера, который непрерывно в процессе продувки регистрирует уровень шума в полости конвертера. В промышленных условиях на 350-тонных конвертерах установлено, что оптимальный уровень шума в 4р полости конвертера составляет 15-307. от 1007 шкалы шумомера, т.е. для конкретных условий конвертерного цеха (при используемых шихтовых материалах, конструкции фурмы, режима про- 45 дувки и присадок шлакообразующих материалов) при уровне шума в полости конвертера 15-307 обеспечивается оптимальный уровень шлака, т.е. шлак находится в активном жидкоподвижном вспененном состоянии, но не приводящим к переливу его через горловину конвертера. При этом обеспечиваются минимальное количество выносов меПример. Плавку проводят в

350-тонном конвертере. В конвертер загружают 100 т лома металлолома с насыпным весом 1,0 т/м . На лом присаживают 10 т извести. Затем заливао ют 300 т чугуна с температурой 1400 С следующего химического состава, 7:

Углерод 4,8

Кремний 0,60

Марганец 0,18 талла через шлак, а также высокая 55 степень рафинирования металла по сере и фосфору. При уровне шума менее

157 шлак начинает переливаться через горловину, что приводи зачастую к необходимости его скачивания, что снижает выход металла и удлиняет цикл плавки. Уровень шума более 307. свидетельствует о "сворачивании" шлака, при этом увеличиваются выносы металла, заметалливается фурма, снижается выход металла, повышается расход раэжижающих добавок, увеличивается себестоимость стали.

При опробовании предлагаемого способа в 350-тонных конвертерах угрозу сворачивания шлака определяют по превышению уровня шума в полости конвертера более 307. В этот момент производят согласно предлагаемому способу вторую присадку флюоритового известняка в конвертер.

Следует отметить, что оптимальный уровень шума зависит от геометрии конвертера, качества и типа применяемых шихтовых и шлакообраэующих материалов конструкции сопловой головки, принятого дутьевого и шлакового режимов.

Для определения настылеобразования конвертера оборудованы системой, позволяющей определять вес фурмы и настыля. Под площадкой блока приводного троса, закрепленной шарнирно, установлено два тензодатчика, обеспечивающих взвешивание фурмы. Вес фурмы регистрируется на самописцах.

Взвешивая фурму, например, в начале и конце продувки определяют изменение (или появление) веса настыля, что прямым образом характеризует заметалливание фурмы при продувке, а также характеризует ход процесса, в частности выносы.

Для оценки существенности предлагаемых параметров проводят опытные плавки с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничные значения. Кроме того проводят плавки при нижнем, верхнем и среднем значениях предлагаемых параметров и в соответствии с известными.

1339133

Сера 0,017

Фосфор 0,050

Расход кислорода на плавку

20 тыс.нм . При среднем удельном расходе кислорода на плавку

1250 м /мин продолжительность плавки составляет 16 мин. Продувку начинают при высоте фурмы над уровнем ванны

4,5 м с постепенным ее снижением в процессе продувки. После 1, 1 мин продувки (77. от общего времени продувки) присаживают первую порцию флюоритового известняка весом 0,81 т.

После 1,1 мин продувки высота фурмы

4,0 м. Одновременно с присадкой первой порции флюорита снижают фурму на

0,8 м (т.е. до 3,2 и), что составляет 207. от исходного положения фурмы

4,0 м. В течение первых 6 мин продувки в конвертер присаживают 8 т извести (рассредоточена порциями по

2 т). Наводку шлака заканчивают через 4 мин от начала продувки. При этом фурму выводят на рабочее положение 2,5 м. С шестой по десятую минуты продувки уровень шума в полости конвертера колеблется от 16 до 257,.

На 10-й мин продувки урочепь шума превышает 307. В этот момент í KoH— вертер присаживают вторую порцию флюорита весом 2,69 т. Соотношение первой и второй порции флюорита

0,81:2,69=0,3. Общий нес флюорита

3 5 т (10 кг/т). После присадки втоЭ

35 рой порции уровень шума снижается до

287 и до конца продувки колеблется в пределах 17-297.

Продувка протекает нормально, без выбросов и существенных выносов.

Шлак находится в активном жидкоподвижном вспененном состоянии. Присадок плавикового шпата не требуется, по окончании продувки получают металл с содержанием углерода 0,087, маргап. г ца 0,127., серы 0,0147., фосфора 0,0067. о и температурой 1620 С.

Вес фурмы перед плавкой 17,0 т, после плавки 17,4 т, т.е. вес настыля на фурме 0,4 т.

Г1еталл выпускают из конвертера, по действующей технологии производят раскисление, легирование, обработку аргоном и разлили на УНРС.

Результаты опытных плавок приведены в таблице.

Данные опытных плавок показывают, что использование предлагаемого способа при соблюдении предлагаемых параметров позволяет предотвратить заметалливание фурмы, снизить выносы и выбросы и снизить себестоимость стали при переделе чугуна с содержанием марганца 0,1-0,37..

Формула и з о б р е т е н и я

Способ выплавки стали, включающий продувку чугуна кислородом с переменным положением фурмы и рассредоточенную присадку шлакообразующих материалов, извести и флюоритового известняка, отличающийся тем, что, с целью предотвращения заметалливания фурмы, увеличения выхода годного за счет сокращения количества выбросов и выносов, а также снижения себестоимости стали при переделе чугунов с содержанием марганца 0,1-0,37., флюоритовый известняк присаживают в две порции — первую по истечении 4-107 времени продувки с одновременным снижением высоты фурмы на 10-307. от исходного положения, а вторую — по ходу продувки при угрозе сворачивания шлака при соотношении расходов в первой и второй порциях 0,1-0,5 при общем расходе

6-14 кг/т стали.

1339133

Л 1 .11 — 1((I (T(I .— I!Гll!ИР ()ЛГ К(1

) С ((и (((в — !I(I I 1(11 ((пригапла иеря (и пор-! ции ф(кх(ри(1но(((и.(в вестняла

Опыт

F(lI р!!ии, т ь Hl((I(л(— .!Ill(нl l (11 1 ХОЛ((П х(1 ((1 I (1 — (I,(и (, T

1 л

: ф 1»(PI(T(I- пеРн(11

В(ll О Il 1—

1 не(тннил, ° I (ть! (тп(и

II ((, т втор (!

I !

l1(РНОИ, ll(1 °, порции к огтально-I

1 !

Время присадки, (!

Снижение (à, т

1 пол(кения фурчы от му количеству исхолного, 2,69

0,81

3,50

80,00

1!ормальнля

0,4

0,3

Э, 7

1,63

4,90

80, 16

80, 24

О,Ь

0,8

0,5!

2 4

1,90

0,20

2,10

0,7

0,7

0,1

10

2,00

0,10

2, 10

80,50

Выносы, иебольаие

0,4

1,2

0,05 выбросы

2,68

1,87

4,55

1,4

0,3

0,7

2,92

0,58

3 ° 50

0,3

0,2

2,75

1, IO

3 ° 85

0,2

1,3

0,4

2,15

0,65

2,80

1,0

0,25

0,3

2,33

0,82

3,1S

0,4

1,5

0,35

1,25

0,50

1,75

0,4

l,3

0,3

5 ° 38

1,62

7,00

0,4

О,3

1,2

Известны!! 20

0,525

80,95.2,1

Сильные выносы, выбросы, на некоторых плавках сильные выбросы

Составитель М. Прибавкин

Редактор H. Гунько Техред M.Õîäàíè÷ Корректор И. Эрдейи

Заказ 4185/18 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оТкрытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 10

6 2

7 15

8 8

9 6

10 9

11 7

80, 59

80,59

80,68

80,64

80,50

80,59

ВО,SO