Способ ведения конвертерной плавки

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии выплавки стали в кислородном конвертере с продувкой металла сверху. Цель изобретения - повышение выхода годного металла и снижение износа футеровки. В способе ведения конвертерной плавки путем продувки ванны кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму продувку кислородом прекращают при рабочем положении фурмы, соответствующем 0,15-0,30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, замещают кислород нейтральным газом (аргоном или азотом) с расходом, равным 0,4-0,8 расхода кислорода перед прекращением подачи последнего, затем поднимают фурму, поддерживая указанный расход газа, а после прохождения головкой фурмы отметки на уровне 0,6-1,0 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера подачу нейтрального газа прекращают. Замещение кислорода нейтральным газом производят также в любой момент плавки при невозможности вывоза фурмы из конвертера, причем подачу нейтрального газа осуществляют в течение времени, необходимого на осаживание шлака. Предлагаемый способ позволяет эффективно проводить осаживание шлака, повысить выход годного металла на 0,5% и снизить износ футеровки на 0,4 мм на плавку. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (5д 4 С 21 С 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ Н0МНТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4352758/23-02 (22) 29.12.87 (46) 15.09.89 ° Бюл. № 34 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) A.Ï. Щеголев, С.Д. Зинченко, В.И. Баулин, Л.Н. Канаплин, Б.Н. Николаев и В.С. Колпаков (53) 669.184.142(088.8) (56) Баптизманский В.И. Теория кислородно-конвертерного процесса. M.: Металлургия, 1975, с. 138.

Патент США ¹ 4210442, кл. С 21 С 5/32, опублик. 1980,,(54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ

ПЛЛВКИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии выплавки стали в кислородном конвертере с продувкой металла сверху. Цель изобретения — повышение выхода годно.го металла и снижение износа футеровки. В способе ведения конвертерной плавки путем продувки ванны кислородом сверху через водоохлаждаемую фурИзобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии выплавки стали в кислородном конвертере с продувкой металла сверху.

Цель изобретения — повышение выхода годного металла и снижение износа футеровки.

Особенностью конвертерного процесса производства стали является образование шлакометаллической эмульсии, которая вспенивается в результате протекания в ней реакции обезугле2 му продувку кислородом прекращают при рабочем положении фурмы, соответствующем 0,15-0, 30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, замещают кислород нейтральным газом (аргоном или азотом) с расходом, равным 0,4-0,8 расхода кислорода перед прекращением подачи последнего, затем поднимают фурму, поддерживая указанный расход газа, а после прохождения головкой фурмы отметки на уровне 0,6-1,0 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера подачу нейтрального газа прекращают. Замещение кислорода нейтральным газом производят также в любой момент плавки при невозможности вывоза фурмы из конвертера, причем подачу нейтраль-. ного газа осуществляют в течение времени, необходимого на осаживание шла- С„ ка. Предлагаемый способ позволяет эффективно проводить осаживание шлака, повысить выход годного металла на

0,57. и снизить износ футеровки на

0,4 мм на плавку. 1 табл. роживания металлических капель, попадающих в шлак из зоны взаимодействия кислородной струи с металлом. Высокий уровень вспененной шлакометаллической эмульсии в процессе продувки может быть причиной выбросов и переливов, а по окончании продувки является препятствием для наклона конвертера, отбора пробы металла и измерения его температуры. Кроме того, при попадании кислорода в газоотводяшш1 тракт возможно образование взрывоопасной сме3 150780 си, что приводит к разрушению тракта.

Поэтому осаживание шлака является важной задачей, которую целесообразно осуществлять методами, не ухудшающими технико-экономические показатели,.

5 в частности — выход металла, износ футеровки.

Проведенными экспериментами установлено оптимальное сочетание техноло-10 гических параметров, позволяющее успешно решить поставленную задачу.

Прекращение кислородной прддувки при положении фурмы менее 0,15 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера приводит к вспениванию шлака пузырями, окиси углерода, усилению взаимодействия кислорода с железом, переходу его в шлак, снижению выхода металла и повьппению износа .,.:утеровки. Прекращение продувки кислородом при положении фурмы более 0,30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвентера приводит к переокислению шлака, умень-)5 шению выхода металла, возрастанию износа футеровки, перерасходу кислорода.

Замещение кислорода нейтральным газом с расходом менее 0,4 расхода кислорода перед прекращением подачи последнего не позволяет длительное время осадить конечный переокисленный шлак, который контактирует с футеровкой, повышает ее износ, не обеспечивает хорошего перемешивания металла со шлаком, что сохраняет повышенную окисленность шлака и уменьшает выход металла. Замещение кислорода нейтральь1ым газом с расходом более 0,8 расхо- 40 да кислорода приводит к перерасходу нейтрального газа, обмыванию переокисленным шлаком футеровки, что увеличи.— вает ее износ. Кроме того, при этом шлак осаживается в основном эа счет нейтрального газа, реакция раскисления шлака углеродом металла не получает развития, что не позволяет существенно снизить окисленность шлака и снижает выход металла.

Если прекращать подачу нейтрального газа до прохождения головкой фурмы отметки на уровне 0,6 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, то шлак не осаживается, дольше контактирует с футеровкой, повьш ая ее износ, снижается выход металла, затрудняется повалка конвертера. При прекращении подачи

7 4 нейтрального газа после прохождения головкой фурмы отметки на уровне 1,0 расстояния от уровня спокойной ванны до гopJIoBHHbl конвертера перерасходуется нейтральный газ, который дольше воздействует на шлак, перемещая его футеровке, что повьппает ее износ.

Кроме того, шлак остается переокисленным, что снижает выход металла.

Если по каким-либо причинам механизм перемещения фурмы выходит иэ строя, т.е. невозможно оперативно вывести фурму иэ конвертера, то продолжать продувку кислородом нельзя.

Иначе это приводит к сильному переокислению металла, шлака, выбросам, созданию аварийных ситуаций. При этом снижается выход металла, резко возрастает износ футеровки и перерасход кислорода. Просто отключить кислород в этом случае также нельзя иначе заметаллится фурма, если продувка идет в заглубленном режиме, шлакометаллическая эмульсия попадает внутрь головки, происходит ее прогар, вытекание охлаждающей воды и возможен взрыв, Поэтому согласно предлагаемого способа в таких ситуациях также производят замену кислорода на нейтральный газ, Подавать нейтральный гаэ необходимо в течение времени, требуемого на, осаживание шлака. Если прекратить подачу газа раньше, чем осядет шлак, то шлак может попадать в головку фурмы, при этом происходят прогар фурмы, взрыв, потери металла. Момент ссаживания шлака можно определить, например, по уровню шума в полости конвертера (при резком его усилении) или по вибрации фурмы (при ее прекращении или резком уменьшении). Время, необходимое для осаживания шлака, определяется многими параметрами: высотой шлака, его физико-химическими свойствами, скоростью обезуглероживания в данный мо". мент,и др.

Пример 1, Осуществление способа плавки проводили в 350"тонном конвертере Череповецкого меткомбината. В конвертер загружали 110 т металлолома, 15 т извести, заливали

290 т чугуна. Продувку проводили через водоохлаждаемую шестисопловую фурму с расходом кислорода 1400 нм /мин.

Оставшуюся известь вводили в первые

5 мин продувки. Момент окончания продувки кислородом определяли согласно расчету материального и теплового

15078

Способ

Параметры

Прототип

Предлагаемый по примерам (1 1

1 1

Положение фурмы в момент прекрашения кислородной продувки в расстоянии от уровня ванны до горловины в м..

Расход нейтрального resa от расхода кислорода в мз/мин

Расстояние от головки фурмы до уровня ванны в момент отключения нейтрального газа от расстояния от уровня ванны до горловины в м

Выход металла, Х

Износ футеровки, мм/пл

Примечания по ссаживанию шлака

0,15

I,З

О ° 2 0 ° 15 0>3

1,7 1,3 2,5 о,з

2,5 о,з

2,5

0,2

1,?

0,)2

1,О

0,35 з,о

О,4 0,6 О,8 О,6

560 840 1!20 840 о,г

280

0,6

840

0 8

1!го

1,0 !

400

0,8

1120

o,ç

420

О ° 4

3,4

90,5

1,7

Медлен1,2

1o,ã

90,6

1,7

Медлен0,8

6,8

90,4

1,7

Долго оса0,6

5,1

90,5

1,7

Медлен1,О

8,5

90,5

I 7

Длительная

0,6

5,1

90,3 .I,8

Осадка

1>0 06

8>5

90,9 90,8

1,5 1 4

Норм Норм

О,В

6,8

90,8

I >4

Норм

90 3

I,,9

Длительная осадка шлака, выбросы шлака жива- ная ная ная осадка осадка осадосад- пока- ется чива- шлак ка ка шлака шлака шлака шла" пнем ка, вывы- бросы бросы. баланса. Продувку прекратили при высоте фурмы над уровнем спокойной ванны 1,7 м (0,2 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, которое составляло 8,5 м).

В этот момент одновременно начали замещение азотом кислорода и подъем фурмы со скоростью 0,2 м/с ° Спустя

2 с.„ когда головка фурмы находилась на высоте 2,1 м над уровнем ванны, . кислород был полностью замещен азотом с расходом 560 нм (0,4 от расхода з кислорода 1400 м /мин). Затем в течение 23 с при дальнейшем подъеме фурмы происходило истечение азота из сопла фурмы с указанным расходом, что привело к осаживанию шлака ° В момент достижения головкой фурмы отметки 6,8 м над уровнем ванны (0,8 — 20 расстояние от уровня ванны до горловины) подача азота была прекращена и фурма выведена из конвертера со скоростью 0,7 м/с.

Осаживание шлака прошло нормально, выход металла составил 90,8%, а износ футеровки конвертера 1,4 мм за плавку>

Примеры осуществления по предлагаемому способу и поототипу приведены в таблице.

Анализ ее показывает, что выход предложенных параметров за заявленные пределы (примеры 4- 9) снижает выход

07 6 металла, повышает износ футеровки конвертера, ухудшает осаживание шлака, т.е. ухудшает достижение поставленной цели, что свидетельствует о существенности заявленных пределов.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет более эффективно проводить осаживание шлака, повысить выход металла на 0,5% и снизить износ футеровки на 0,4 мм на плавку.

Формула из о бр е т ения

Способ ведения конвертерной плавки, включающий продувку ванны кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного металла и снижения износа футеровки, продувку кислородом прекращают при рабочем положении фурмы, соответствующем 0,15-0,30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, замещают кислород нейтральным газом с расходом, равным 0,4-0,8 расхода кислорода перед прекращением его подачи, затем поднимают фурму, поддерживая указанный расход газов, а после прохождения головкой фурмы отметки на уровне 0,6-1 0 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера подачу нейтрального газа прекращают,