Способ осаждения вспененного шлака в кислородном конвертере

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства стали в кислородных конвертерах. Цель изобретения - повыпение выхода годного и производительности печи за счет снижения выбросов . Это достигается тем, что в качестве осаждающего газа используют природный.газ, который подают с интенсивностью 1,0-1,5 , при этом соотношение природного газа и кислорода составляет 1:(0,3-0,6), Изобретение позволяет повысить производительность конвертера на 3-6% и выход жидкой стали на 0,5-1,5%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COQ4AЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 21 С 5 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4218152/31-02 (22) 26.12.86 (46) 30.12.88. Бюл. В 48 (71) Днепропетровский метаплургический институт им. Л.И.Брежнева (72) В.И.Баптиэманский, В.Г.Горобец, А.Г.Величко, Г.Л.Шаповал и В.Г.Порхун (53) 669. 184. 244. 66 (088. 8) (56) Явойский В.И. и др. Метаплургия стапи. M. ..Ìåòàëëóðãèÿ, 1973, с. 170-173.

Патент США 11 4210442, кп, С 21 С 5/32, опублик. 1980. (54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО

ШЛАКА В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ

„„Я0„„144?868 А1 (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства стали в кислородных конвертерах. Цель изобретенияповьшение выхода годного и производительности печи за счет снижения выб росов. Это достигается тем, что в качестве осаждающего газа используют природный.газ, который подают с интенсивностью 1,0-1,5 м /т.мин, при зтом соотношение природного газа и кислорода составляет 1:(0,3-0,6}, Изобретение позволяет повысить праизводнтельность конвертера на 3-6Х и выход жидкой стали на 0,5-1,5Х.

1 табл.

1447868

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства стали в кислородном конвертере.

Целью изобретения является повыше-„ ние выхода годного и производитель" ности печи за счет снижения выбросов.

Принципиальное отличие предлагаемого способа осаждения вспененного шлака заключается в том, что применение осаждающего гаэ а направлено на снижение склонности шпака к аспениванию при уменьшении содержания окислов железа в шлаке за счет их восстановления в газ окислородном потоке с восстановительной атмосферой. Применение н качестве осаждающего дутья природного газа наиболее целесообразно. При определенном соотношении природного газа и кислорода сжигание газа идет с недожегом по следующей реакции:

+ {1-с )СО + 2pHz + 2(l-P)HzO (1) где и — степень химического недожега углерода и водорода.

Создается восстановительная атмосфера в газокислородном потоке.

Сюда при продувке подсасываются и вовлекаются капли шлака, на поверхности которых благодаря высокой удельной поверхности раздела и восстановительной атмосфере идет восстановление окислов железа шлака по реакциям:

% CO) + (Гео) (Fe) + (COz 3; (2)

40 Н + (Fe0) (Ге) + (Hz03 {3) " Кроме того, образуется сажистый углерод и он участвует в восстановительных процессах по реакции

С + (FeO) — (СО ) + Ее).(4) 50

Наряду с этим в результате снижение расхода кислорода на окисление углерода на короткий промежуток времени уменьшается выделение газов из ванны и происходит перераспределе" ние кислорода между металлом и шлаком н сторону снижения концентрации окислов железа в шлаке. Все это дополнительно способствует осаждению вспененного шлака. Кроме того, осаждение вспененного шлака будет происходить в результате механического воздействия газокислородного потока на шлакометаллическую эмульсию. Наиболее целесообразным в период осаждения шлака является положение фурмы над ванной 60-90 калибров, В этом случае создаются оптимальные условия для подсоса шлака в струю, перемешивания шлакометаплической эмульсии и механического воздействия на пену.

В целом комплексный характер осаждающего воздействия предложенного способа обеспечивает высокую эффективность и быстродействие осаждения вспененного шлака.

Наиболее оптимальная интенсивность подачи природного газа в качестве осаждающего реагента составляет 1,0-1,5 м /т ° мин. При продувке с интенсивностью менее 1,0 м /т мин процесс осаждения шлака длителен и за этот период при интенсивном вспенивании шлака могут произойти выбросы металла и шлака из конвертера. Верхний предел указанного диапа" зона обусловлен количеством образующихся при газокислородной продувке, При продувке с интенсивностью подачи природного газа более 1,5 и"/т мин образуется относительно большое количество продуктов сжигания газа, что приводит к выбросам шлакометаплической эмульсии.

Соотношение подаваемых на продувку природного газа и кислорода

1:(0,3-0,6) наиболее целесообразно, так как именно при таком соотношении достигаются наилучшие результаты по осаждению шлаковой пены. Сохраняется некоторый экзотермический эффект реакции сжигания природного газа с недожегом и обеспечивается восстановительная атмосфера газокислородного потока. Подача меньшего количества кислорода приводит к охлаждению шла.ка, что повышает склонность шлака к вспениванию. Газокислородный факел не получает своего развития и снижается осаждающее действие способа за счет уменьшения эффективности механического разрушения пены и ухудшения перемешивания шлакометаплической эмульсии. Кроме того, тормозятся процессы окисления углерода в ванне, что отрицательно сказывается на дальнейшем ходе кислородно-конвер1447868 торной плавки. Подача кислорода с большим 1:0,6 соотношением не обеспечивает необходимый восстановительный потенциал газокислородного потока, и образукщееся количество газов приводит к выбросам шлака.

Осаждение вспененного шлака необходимо осуществлять в периоды максимапьного вспенивания шлакометаллической эмульсии в преддверии или с началом выбросов шлака. Моменты интенсивного вспенивания шлака

45 можно определять используя акустический метод контроля уровня шлака в конвертере. Минимальный уровень звукового сигнала определенной частоты свидетельствует о максимальном вспенивании шлака в конвертере и возможном наступлении выбросов. Подачу природного газа и кислорода с укаэанными интенсивностями и соотношением ведут до осаждения шлаковой пены (обычно 1-1,5 мин). 0 снижении уровня шлака может свидетель- 25 ствовать повышение уровня звукового сигнала в системе акустического контроля уровня шлакометаллической эмульсии. После осаждения шлака продувку ведут только кислородом по 30 обычной технологии.

Опробование способа осаждения вспененного шлака проводят на конвертере (1 т), Проведены плавки по проверке эффективности предлагаемого способа (плавки Ф 4-20 в таблице) в сравне35 нии с прототипом (плавки У 1-3).

При всех вариантах технологии выплавляют сталь марки Ст. 3. Расход шихтовых материалов На плавку следую= 40 щий: жидкого чугуна 850 900 кг, металлического лома 100-150 кг, извести 60 кг. Применяют чугун состава, 7.:

С 4,4; Si 0,8; Мп 0,4; S 0,04;

P 0,10 с температурой 1330 С, Металлический лом, как правило, легковесный. Продувку проводят через кислородно-конвертерную фурму с центральным трактом для подачи природного. газа. Подачу природного газа осуществляют при прогреве металлолома в конвертере и во время продувки только в моменты вспенивания щлакометаллической эмульсии. Поло55 ка 60-90 капибров.

На плавках II 1-3 в моменты интенсивного вспенивания шлака часть кис" лорода на продувку замещается. аргоном с расходом 5-307 от расхода кислорода.

На опытных плавках с использованием предлагаемого способа осаждения вспененного шлака осуществляют подачу природного газа с интенсивностью

0,9-1,6 м /т-мин.при соотношении природного газа и кислорода 1: (0,20,7).

На всех плавках контролируют ход кислородно-конвертерной плавки, уровень шлака в конвертере (с использованием акустического метода), интенсивность выбросов и переливов шлакометаллической эмульсии.

Замена части кислорода при интенсивном вспенивании шлака аргоном с расходом 5-30Х от расхода кислорода не приводит к эффективному осая1дению вспененного шлака. Плавки Р 2-3 сопровождаются слабыми выбросами, а на ппавке Р 1 выбросы шпакометаллической эмульсии привели к необходимости скачивания шлака (плавки У 13).

Подача природного газа для осаждения вспененного шлака с интенсивностью 0,9 м /т мин не приводит к снижению уровня шлака независимо от количества подаваемого при этом кислорода(0,3 и 0,6 от расхода газа) и времени продувки (ппавки Р 4-5).

При интенсивности подачи природного газа 1,0 м /т ° мин и соотношении с з вдуваемым кислородом 1:0,2, 0,7 наблюдают слабые выбросы (плавки М 6-7) .

На плавках Р 8-16 подача природного газа с интенсивностью I 0

1,5 м з/т мин при соотношении природного газа и кислорода 1: (0,3-0,6), как правило, в течение 1-1,5 мин осаждала вспененный шлак, Выбросы шлакометаллической эмульсии не наблюдают и в скачивании шлака не было необходимости, При соотношении вдуваемых природного газа и кислорода l:0,2;

0,7 и интенсивности продувки природным газом 1,5 мз/т ° мин -осаждение вспененного шлака недостаточно эффективно (плавки Р 17-18).

Подача природного rasa с интенсивностью 1,6 м /т-мин приводит к усилению выбросов шлака, что вызывает необходимость скачивания шлака (плавки Ф 19-20).

Анализ таблицы показывает, что . способ осаждения вспененного шлака

)447868

1О

Ре зуль" таты внзуапьных наблв" дений (выброс) Интенсивность по" дачи кислорода, м1/т мнн

Интен.сивИнтенсивСодержаниее (FeO) в моменты

Скачиввние шлака

Способ плавки ность подачи природного гвзв, и /т-мин ность подачи аргона, м /т мин интенсивного вспенив ения илн скв чнвания шлака Л

Плавки с в вмешением части кислорода ар гоном

Выбросы Провод.

0,15/5

2,85

19,8

2,4

2 ° 1

Слабые Не проводъ выброса -"0,6/20

0,9/30

lá,8

17,3

19,6

Проводи лось

Выбросы

0,54/0,6 — - 0,9

18.6

17,0

0,2/0,2

1,0

Не провод .

«h»

Выбросы

О ° 7/О ° 9

0,30/0,3

1,0

16,9

l 0

«н»

l4 6

Нет

1,0

0,45/0,45

1393

0,6/0,610

1,0

12,!

Нет

Не проводилось

0 375/0 3

Ъ

0,5625/0,45

1,25

«h»

13,1

1,25

«h

12,6

«h!

3,0

0,75/0,6

1,25

14.

0,45/0,3

1,5

12 ° 6

«h»

5 позволяет более эффективно вести осаждение шлаковой пены, уменьшить выбросы шлакометаллической эмульсии иэ конвертера и исключить промежуточное скачивание шпака. Изобретение позволит увеличить производительность конвертера на .3-6% и повысить выход жидкой стали на 0,51,5%.

Формула изобретения

Способ осаждения вспененного щпа" ка в кислородном конвертере, включаю- 15

4 Плавки c аодачей природного гаВа Оэ27/Ов3 " Ов9 щий снижение уровня шлаковой пены путем подачи через верхнюю фурму в моменты интенсивного вспенивания шлака или при появлении выбросов кислорода совместно с осаждающим газом, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного и производительности печи, за счет снижения выбросов, в качестве осаждающего газа используют природный гаэ, который подают с интенсивностью 1,0-! 5 м /т мин, при этом

Э соотношение природного газа и кислорода составляет 1:(0,3-0,6).

Содервв" ние (FeO) в течение первой после минуты осввдения шлака по данному способу,X

144У868

Продолжение. таблицы

3 4 . 5 6 7 8 9

0675/045 5

13,2

16

0,9/0,6 - 1 5

0,3/0,2 - 1,5

1 Ф05/0,7 - l IS!

2,8 н»

1417

Слабые выбросы!

7,7

0,48/0,3 . - 1 6!

8,9

Проводялось

Выбросы

Сильные выбросы

0,96/0,6 l,á

ЬФ

В знаменателе в процентах от расхода кислорода

В знаиенателе в долях от расхода природного rasa, Составитель С.!"1иронов

Техред И.Верес

Корректор В.Романенко

Редактор О.Спесивых

Заказ 6810/29 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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