Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке стали в мартеновских печах на кислом поду. Целью изобретения является снижение удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличение выхода жидкой стали.После за:грузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и из вестью в соотношении (2-3):(5-10);1 соответственно. За счет использования коксошлаковой смеси достигается ускорение наведения первичного шлака и снижение потерь металла из-за окисления как шлаком, так и воздухом. В результате выход жидкой стали повышается до 95,5-95,7% по сравнению с 93,3/J в известном способе. 2 табл. /) ОЭ « сд о ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4

1д

Ыя...1Г"!;:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 4124736/23-02 (22) 25.09.86 (46) 23.02.88,Бюл. М - 7 (71) Металлургический комбинат им. А.К.Серова (72) В.M.Левин, В,В.Подковыркин, В.И. Гудов, В.А.Носов, В.M.Áðåóñ, В.Ф.Молчанов, В.M.Людковский, В.К.Мягких и В.А.Ченцов (53) 669.187 (088.8) (56) Выплавка стали в кислых мартеновских печах. Технологическая инструкция металлургического завода им. А.К.Серова (ТИ-68М-79) п.п.2-3.

laneske В. 1ron J. Steel 1nsti

tute, 1947, ч, 155, part 1, Б 1, р. 24-26.

Выплавка стали в кислых мартеновских печах. Технологическая инструкция металлургического завода им. А.К.Серова (ТИ-71-M-83). (54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ШИХТОВЫХ MATEPHAJI0B В КИСЛУЮ МАРТЕНОВСКУЮ ПЕЧЬ

„„SU„„1 375655 A 1 (S7) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке стали в мартеновских печах на кислом поду. Целью изобретения является снижение удельных расходов чу;уна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличение выхода жидкой стали. После загрузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3 0 5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и из» вестью в соотношении (2-3):(5-!0):I соответственно. За счет-использования коксошлаковой смеси достигается ускорение наведения первичного шлака и снижение потерь металла из-эа окисления как шлаком, так и воздухом.

В результате выход жидкой стали повышается до 95,5-95,7% по сравнению с 93,3% в известном способе. 2 табл.

1375655

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в мартеновских печах на кислом поду.

Целью изобретения является снижение удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитковд увеличение выхода жидкой стали.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что после загрузки 35-60/ чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2Х от массы металлических материалов, а на него прока 15 ленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5Х от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3): 20

:(5-10):1 соответственно.

11редлагаемый способ позволяет эффективно использовать коксик (весьма агрессивный по отношению к кислой футеровке материал) без ухудшения 25 стойкости кислых подины и откосов печи. 11ри этом часть чугуна может быть заменена менее дефицитными металличес- кими материалами, в частности стальными отходами, Для предохранения по- 30 дины от непосредственного контакта с коксиком на нее загружают слой чугуна - от 35 до 60/ общего его количества. При шихтовке по углероду на

0,4-0, 7Х выше среднезаданного его содержания в стали это количество чугуна достаточно для создания слоя, изолирующего кислый под печи от непосредственного контакта с загруженным коксиком. Количество чугуна в первом слое менее 35/ недостаточно для обеспечения гарантированной изоляции коксика от подины. Увеличение количества чугуна в первом загружаемом на подину слое, более 60/ приво- 45 дит к уменьшению количества чугуна в покровном слое,,увеличивают доступ окислительных газов в коксику и увеличивает его потери на бесполезное сгорание.

Оптимальное количество коксика, загружаемого в печь, составляет

0,7-1,2/ от массы металлической шихты. Количество коксика менее 0,7/ не приводит к заметному науглероживанию и снижению расхода чугуна, увеличение количества коксика более

1,2Х. вызывает замедление усвоения коксика. Часть его не успевает раствориться в металле, всплывает в шлак и снижает окислительный потенциал шлака в период окисления углерода, а при контакте всплывшего в шлак коксика с откосами и стенами печи происходит их повышенный износ.

На коксик в печь загружают смесь, состоящую иэ прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести в соотношении (2-3):(5-10):1 соответственно. Количество смеси задают по прокаленному и затем ошлакованному кислым мартеновским шлаком кварцевому песку,расход которого принимают 0,3-0,5 от массы коксика. Смесь выполняет несколько функций. Она накрывает коксик и дополнительно изолирует его от печных окислительных газов, Смесь уско- . ря ет о бр аз ов ание перви чно го шлака периода плавления. 11ри взаимодействии с первичным; шлаком коксик регулирует окисленность этого первичного шлака в оптимальных пределах, обеспечивающих уменьшение угара железа и углерода металлошихты. Смесь также способствует более полному усвоению коксика расплавляющимся металлом.

Сухой кварцевый песок в смеси является шлакообразующим материалом, поставщиком кремнезема, необходимого для формирования кислого шлака.

Использование взамен кварцевого других сортов песка приводит к попаданию в ванну нежелательных примесей, ухудшающих рафинирующие свойства кислого шлака. Применение недостаточно просушенного кварцевого песка приводит к замедлению процесса формирования шлака и повышенному износу подины и откосов печи.

Пределы соотношения кварцевого песка в смеси выбраны иэ условий достижения на промышленных плавках существенного положительного эффекта за счет ускоренного наведения первичного шлака кислой плавки, замедления окислительных реакций, снижения угара и удельного расхода металлических материалов на 1т стали. 11ри отношении прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка к извести (2-3):1 уменьшение соотношения сухого кварцевого песка и извести менее 5:1 приводит к получению черезмерно жидкого и агре ссивного по отношению к футе1375655 ровке печи первичнога шлака с повышенными окислительными свойствами

s а увеличение этого соотношения более 10:1 приводит к замедлению реак5 ций шлакообразования и увеличению потерь железа эа счет более продолжительного непосредственного контакта металлошихты с окислительной печной атмосферой. 10

Известь ускоряет плавление смеси за счет образования легкоплавких соединений силикатов кальция ° Уменьшение количества извести в смеси не обеспечивает ускорения процессов шла-15 кообразования, увеличение количества извести приводит к получению более жидкоподвижнаго и более агрессивного по отношению к кислой футеровке первичного шлака. Известь использу- g0 ют свежеобожженную с содержанием оксида кальция не менее 93% кусками размером 10-40 мм.

Прокаленный и затем ошлакаванный кислым мартеновским шлаком кварцевый 25 песок (OUI) ускоряет формирование пер вичного шлака, а также ускоряет нейтрализацию наиболее агрессивнага по отношению к кислой футеровке компо-. нента смеси — извести. Б составе ШП содержится 70-80/ диоксида кремния, 5-!5Х оксида железа, 1-10/ полуторного оксида железа, 3-6% оксида алюминия. 0н имеет рыхлую неоднородную структуру, низкую прочность и легко

35 измельчается при загрузке на него кусков металлической шихты. При нагревании этот материал образует жидкую шлаковую фазу, ускоряет расплавление всех компонентов смеси и формирование шлака. Этот материал активнее, чем сухой кварцевый песок, взаимодействуетт с углеродом коксика с образованием газообразного оксида углерода, Разрыхляющега и перемешивающего 45 смесь и образующуюся шлаковую фазу, ускоряя дальнейшее формирование первичнага шлака. Продуктами реакции углерода и ШП являются кремний и железо, а также низшие оксиды кремния, 50 часть из которых выделяется в виде газообразной фазы и участвует в пра;ессе перемешивания смеси, а другая часть выделяется в виде жестких оксидов кремния и ускоряет формирование первичного шлака. Б результате формирование первичного шлака ускоряется, продолжительность непосредственного контакта металлошихты с окислительными печными газами сокращается, угар металла уменьшается. Формирующийся первичный шлак имеет меньший окислительный потенциал и также способствует снижению угара металлошихты и такого технологического элемента, как углерод, избыток которого чеобходим для нормального проведения периода кипения мартеновской плавки. H получения высококачественной стали. При соотношении сухого кварцевого песка и извести (5-10):1, уменьшение отношения ШП к извести менее 2;1 не приводит к ускорению шлакоабразования, увеличение этого соотношения более 3:! не замедляет окислительные реакции в период плавления и не способствует снижению расхода металлических высокауглеродистых материаловчугуна и шихтовых слитков.

Количество ШП не меньше 0,3 от массы коксика недостаточна для полного растворения коксика за период плавления. Часть кусков каксика всплывает в шлак, снижает стойкость футеровки кислой печи и задерживает формирование к концу плавления шлака с окислительным потенциалом, достаточным для активного проведения периода кипения плавки. Увеличение количества ШП более 0,5 ат массы каксика приводит к повышению окислительнаго потенциала первичного шлака и увеличивает расход металлических высакауглеродистых шихтовых материалов— чугуна и шихтовых слитков.

Б предлагаемом способе применяют металлургический коксик с преобладающими размерами кусков менее 10 мм.

Прокаленный и затем ашлакаванный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок получают следующим образом. После загрузки в кислую мартеновскую печь, меTàënè÷åской шихты на пороги подсыпают слой сухого или влажного кварцевого песка. Б период прогрева шихты песок постепенно прагревается да высоких температур, высушивается и прокаливается, а в период интенсивнага окисления углерода и кипения ванны кислыи мартеновский шлак заплескивается на прокаленный несак и ошлакавывает ега, В конце плавки ашлакованный кварцевый песок удаляют с порогов и используют для приготовления шлакаабразующей смеси на следующую плавку. Смесь рекомендуется готовить

5 137565 перед использованием. Готовую смесь засыпают в мульду и с помощью завалочной машины загружают на коксик, предварительно загруженный в печь на слой чугуна. Затем сверху загружают оставшийся чугун (40-65%), стапьные прокатные отходы и передельные высокоуглеродистые шихтовые слитки.

Пример ы 1-3. При выплавке в 90-тонных кислых мартеновских печах подшипниковой стали ШХ15 используют предлагаемый способ загрузкии шихтовых материалов. На плавках

1-3 на под печи загружают 35-60% чуш15 ковогo передельного чугуна с низким содержанием примесей серы и фосфора.

Затем на слой чугуна через среднее завалочное окно в печь загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы 20 металлошихты. Коксик накрывают смесью прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести, взятых в. соотношении (2—

3):5-10): 1 соответственно. Количество смеси рассчитывают таким образом, чтобы ИП составляло 0,3-0,5 от массы коксика, Затем в печь загружают остальной чугун, прокатные стальные отходы и передельные высокоуглеродистые шихтовые слитки. После расплавления шихты плавку ведут по обычной технологии.

На плавке 4 шихтовые материалы в печь загружают по известному спо35 собу: на под печк весь чугун, затем шлакообразующую смесь иэ сухого квар-цевого песка и извести (15 кг смеси на 1 т металлической шихты), прокат- 4 ные стальные отходы и в последнюю

Как видно из приведенных в табл.1 и 2 данных, наилучшие технико-экономические показатели достигнуты на плавках 1-4, на .которых шихтовые материалы в кислую мартеновскую печь загружают в соответствии с предлагаемым способом. На этих плавках первичный шлак формируется быстрее, окислительные реакции в период плавления развиваются в меньшей степени, благодаря чему меньше был угар металла и углерода и выше выход жидкой стали (на 24-26 кг/т).

Предлагаемый способ может быть использован на предприятиях, выплавляющих сталь кислым мартеновским процессом. Реализация способа не требует дополнительных капитальных затрат.

По сравнению с известным способом технический эффект от испольэованич предлагаемого состоит в ускорении наведения первичного шлака, замедлении окислительных реакций в период плавления, снижения расхода чугуна на

12 кг/т и высокоуглеродистых шихтовых слитков на 25 кг/т, увеличении выхода жидкой стали на 24 кг/т.

Формулаизобретения

Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь,включающий последовательную загрузку металлических материалов — чугуна, стальных отходов, высокоуглеродистых шихтовых слитков к загрузку шлакообразующих материалов — сухого кварцевого песка и извести в процессе загрузки металлических материалов, о гл и ч а ю шийся тем, что, с

50 очередь высокоуглеродистые шихтовые слитки, На плавках 5 и 6 реализованы приемы предлагаемого способа, однако параметры их осуществления отклонялись от оптимальных.

Параметры предлагаемого способа (плавки 1-3), известного способа (плавки 4) и способа, отклоняющегося по параметрам от оптимального (плавки 5-6) приведены в табл.1, технико-экономические показатели cIIQ» собов — в табл.2. целью снижения удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличения выхода жидКой стали, после загрузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него — прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3): (S10):1 соответственно.

1375655

Щ °

° е ф о, «е ф

° Э

<Уь

В В

««ВЪ

° е о ф е

° ° ° ào

< Э Ъ М

В

Я е

Q о о

N Ci о о

ЕЧ а М

У и э о

В О а

СР

<Ч РЪ а В

С \

В с Ъ

° °

«Ф

В

N а

М а

В о

0Ъ о о

CCl Ю о о а

М М сО сО

Cl O

N N

М 1О

С Ъ а и

N ВЪ

° а

Ф ° с Ъ

М а

ВЪ

3 и Я о а

00 а

Ol а

Ф

В Ъ

Ф

Ф е

4 Ъ Ф R «

Ф ф

» е а

< Ъ ИЪ бЪ (Ч а В а а о о о о о

И Я Я NЗ 3

1 к

3 g

3 ф Ю

» Ъ. х 5

1 1.у

Зе

» ф асО

Oc»b»

КОЕВЪ весе

QCtXI5

1375655

Таблица 2

Показатели

Плаэка

4 5 6+ (известная ) Расход чугуна на

1 т жидкого, т

0,154 0, 155

О, 152

О, 138 О, 140 О, 140

0,758 0,761

0,750

0,730 0,727 0,720

3,00

3,00

2 92

l,92 l,83 1,92

Содерканне углерода в металлошихте, Х 2, 15 2,08

2,19

2,18

2,18

2,03

1 61

1 ° 57

l 55

1 9b9

l,bj 1,70

0,58

0,61

0,63

0 48 0,38 0,34

Расход металлошихты на 1 т ю(дкой стали,т 1,047 1,045

l,069

1,073

1,071!,046

93,6

Выход жидкой стали,7. 95,5 95,7

93,2

93,3

95,6

Составитель О. Веретенников

1ехред Л.Сердвкова

Редактор 1 . Волкова

КоРректор О. Кравцова

Заказ 745/2Ь

11одписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.llроектная, 4

Расход шихтовых слиткОв н& 1 т зид

КОГО ° Т

Продолзителзность от конца завалки до покрытия шлаком уровня металла, ч

СОдврааине углерода в металле по расплавлежи, Х

Количество Окислившего ся н ь мет эллоши хты углерода, Х

Плавки 5 и 6 по значениям параметров осуществления выходят за предлагаемые пределы.

1ираж 544

ВНИИ11И Государственного комитета (;(;(;P по делам изобретений и открытий

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