Способ выплавки стали в конвертере

 

Изобретение относится к метал лургии, в частности к шслородно-конвертерному производству, и позволяет ократить процслжигеаыюсть нагрева, лзеличнть коэффициент использования топлива и низить содержание серы в i мли. Для этого предварительный нагрев шихты до заливки чугуна проводят в два лапт; сначала топливокислородныи смесью, а затем кислородом дучья, сжигач углг родсоцержаци.1 материал в объеме мет шло пихты при с отношении ТРИ ЮРЫХ -энергии, пноснгых г кинвертер при ожшаьии жидкого (газообразного ) топлива и твердо о углеродсодержаще1О ,х,периала, 1: (0,3-0,8), lipH iCM рассредоточенной факел направляют чд ших iio окружности диаметром 0,3 - 0,7 диаметра ванны конвертера при расстоянии меаду осями отдельных факелов 0,01 - 0,4 диаметра ванны конвертера. 1 табл. € (Л

СОН:)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (gg)g С 21 С 5/28

Г

1ЙИ 1 i!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4659776/02 (22) 09. 03.89 (46) 15.02.91. Бюп.. 6 (71) Научно-иссле",оватепьский институт металлургии и Челябинский металлургический комбинат (72) Е.К.Слободкин, Л.В.Сатин„

А.В.Мокринский, В.И..Чубенгц„Л.Г.Лукович, М.Ю.Тюрин, Г.A.Ефимов и 1 1,В. безгауэ (53) 669,244 (08Ь.В) (56) Авторское свидетельств< CUC1

Ф 968075, кл. С 21 С 5/28, 1981.

Авторское свидетельcrao ССХБ

У 1036763, кл. С 21 С 5/28, 1".84.

Авторское свидетельство СССР

Ф 901284, кл. С 21 С 5/2б, 1980. (54) СПОСОБ ВЬ!ПЛАВКИ СТАЛИ В ЮНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к метал-Изобретение относится к черной металлургии, а именно к киспородноконвертерному производству стали.

Ьелью изобретения является сокращение продолжительности нагрева, увеличение коэффициента использования топлива и снижение содержания серы в стали.

По описываемому способу заваливают в конвертер металлошихту и твердьй углеродсодержащий материал, затем предварительно нагревают металлошихту сверху посредством горелки в два этапа. На первом этапе нагрев проиэлургин, в частности к кислородно-конвертерному производству,.и позволяет ократить прсдопжитепьность нагрева, увеличить коэффициент использования топлива и снизить содержание серы в с гали. Для этого предварительный нагрев шихты до заливки чугуна проводят в два отaj : «начала топливокислородный смесью, а затем кислородом дутья, сжигая угпг р«дсодержащий материал в объеме металлошихты при с«отношении тепловых энергий, вносимых г к«нвертер при сжигании жидкого (газообразпогс ) тсппива и твердого угперодсодержаще(о материала, 1:(0,3-0,8), ири гем рассредоточенной факел направляют га шихту (Io окружности диаметром 0,3 — 0,7 диаметра ванны конвертера при расстоянии между осями отде. ьных факелов 0,01 — 0,4 диаметра ванны конвертера. 1 табл. водят топливокислородной смесью, на втором этапе — кислородом, сжигая углеродсодеражащий материал в объеме мгталошихты при соотношении тепловых энергий, вносимых. в конвертер при сжигании хсидкого и/или газообразного топлива и углеродсодержащего материала, равном 1: (0,3 — 0,8), Топливокислородную смесь и кислород рассредоточивают на поверхности металлошихты по окружности диаметром (Э >)

0,3 — 0,7 диаметра ванны конвертера (1)к) при расстоянии между осями от162 7563

15

20 дельных факелов 0,01 - 0,4 диаметра ванны конвертера.

При нагреве рассредоточенным гаэоили мазутокислородным факелом значительно увеличиваются площадь и объем твердой шихты, подвергающейся прямому воздействию вь;сокотемпературных продуктов горения.

Неравномерность нагрева металлошихты уменьшается, поверхностные участки окисляются и оплавляются меньше.

Вплоть до среднемассовых температур 600-700ОС коэффициент использования топлива достаточно высок, величина его составляет 0,5 — 0,7. При более высоких значениях среднемассовых температур коэффициент использования жидкого (газообразного) топлива резко снижается, поэтому дальнейший нагрев металлошихты осуществляется продувкой ее рассредоточенным кислородом дутья за счет сжигания заваленного в объеме металлошихты твердого углеродсодержащего материала. В качестве последнего используются рядовые марки углей фракциейдо 150 мм.

При сжигании углей, предварительно ьагретых в объеме металлошихты, воз жно эффективное использованпе низкокачественных углей с высоким содержанием эолы и серы.

Зажигание углей на раскаленном ломе происходит уже при нагреве газоили мазутокислородном факелом и в дальнейшем при подаче кислорода протекает интенсивно даже при низ- ком.содержании летучих. При этом большая часть серы окисляется и удаляется с дымовыми газами.

При нагреве метгллошихты до среднемассовых теиператур выше 700 С наиболее высокий коэффициент использования топлива и минимальная продолжительность нагрева достигаются при вводе тепловой энергии с жидким (газообразным) топливом и твердым углеродсодержащим материалом в соотношении 1:(0,3 — 0,8) ° При величине соотношения более 1:0,3 резко снижается коэффициент использования газообразного или жидкого топлива, возможны местные перегревы, оплав ления иеталлошихты и выбросы при сливе чугуна на нагретый лом. При величине соотношения менее 1;0,8 возникают трудности с зажиганием и полным дожиганием твердого топлива, 25

55 удлиняется продолж < -льность нагрева, ухудшается шлаковый режим, увеличивается содержание серы в металле.

При подаче рассредоточенного факела на шихту по окружности диаметром менее 0,3 диаметра ванны ухудшается нагрев периферийной части металлошихты, возможно проплавление колод- " цев по центру конвертера, переокисление и оплавление центральной части металлозавалки: твердые углероцсодержащие материалы на периферии конвертера сгорают медленней и попадают в жидкую ванну. При увеличении диаметра окружности воздействия рассредоточенного факела на шихту более 0,7 диаметра ванны, как и при увеличении расстояния между отдельными факелами более 0,4 диаметра ванны, возрастает неравномерность нагрева металлошихты, распол<:женной в центре и на периферии конвертера или по его окружности, ухудшается использование твердых углеродсодержащих материалов, увеличивается износ футеровки под воздействием отраженных от металлошихты лродуктов горения.

П р и и е р . Б промышленном 160 т конвертере с верхней продувкой ки .лсродом провели сер щ плавок по нескольким технологическим няппантаи.

Завалку лома, мессу которого увеличили на 16 — 24 т, производилп 1-3; орциями при различном соотношении пакетов, обрези и легковесного лома.

Эффективность нагрева возрастает при увеличении доли легкоаеса. ОчнаКо с целью сокращения нремени завалки предпочтительней проводить завалку двумя совками, используя до 70Õ пакетов в шихте. Б качестве углеродсодержащего материала испольэовали рядовые угли фракцией 1-150 им, что опреде, «ется главным образом пропускной способностью .тракта сыпучих.

Уголь подается в конвертер либо н составе первой порции металлошихты, либо непосредственно по тракту подачи сыпучих. Расход угля на плавку 0,4

1,5 т (2,5 — 9,0 гкал).

Предварительный нагрев метачлошихты проводят газокислородной горелкой с рассредоточенным факелом, образованным 3-5 отдельными факелами. Интенсивность отопления 15-30 Икал/мин х х т лома (2,0 — 4,0 и природного га.9 за/мин т лома). Газокислородную э горелку устанавливают на высоте 1,55 162

2,0 м от повeрхност» лома и по ходу нагрева опускают на 0,5 — 1,0 и.

Продолжительность нагрева определяется величиной тепловой энергии, которую необходимо ввести в конвертер с природным газом, и инте нсивностьк ее подачи с учетом коэффициента полезна— га использования топлива (экспериментально установлено, что для горелок с рассредоточенным факелом п следний равняется 60-70%). Расход кислорода устанавливается равным 1,05 от стехиометрического (2,1 — 4,2 м >/

/мин т).

В конце 1-га этапа нагрева подачу топлива прекращают и продолжают прадува ь шихту с тем we расходам кислорода в течение 1,5 — 4,0 мин. При этом в шихту Ilo;Tptttò кислород в количестве, равном стехиометрически необходимому для сжиган ия угля, загруженного в объеме металлолома. Затеи горелку поднимают, заливают чугун и продувают ванну ки<:породам через фурму с основными (через которые проходит 85% кислорода) и дополнительными дожигательными соплами.

В таблице приведены результаты

10 плавок: планка 1 соответствует известному способу выплавки, ныбранкому в качестве прототипа, плавки

2-4 приведены по описываемому способу при оптимальных и граничных значениях заявляемых параметров, а плавки 5-10 — за пределами этих значений.

Предлагаемый способ обеспечивает переработку повьппенного расхода лома при меньшей длительности нагрева (на 3-4 мин), более высоком коэффициенте использования топлива (расход топлива сокращается в 1,5 — 2,0 раза) 7563

10

40 и меньшем содержании серы в стали (на 0,004 — 0,0077.).

Экономический эффект от использования предлагаемого способа складывается из снижения расходов по переделу при увеличении производительности конвертера на 6-8% (0,24

0,30 руб/т стали) и снижения расходов топлива и кислорода для подогрева шихты (0,12 — 0,15 руб/т).

Ф о р м у л а и з o C р е т е н и я

Способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку металлошихты и твердого углеродсодержащего материал» в копвегтер, ее предварительный нагрев подачей жидкого и/или газообразного топлива, заливку чугуна и последующую продувку кислородом с дожиганием окиси углерода в полости конвертера, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения продолжительности нагрева, увеличения коэффициента использ< ганич топлива и ríèæåíèÿ содержания серы, предварительный нагрев производят сверху в дв» этапа рассредоточен thlMH по поверхности металлошихты потоками кислорода и тапливокислорадкой смеси, на первом этапе падают топливокислораднул смесь, а на втором этапе кислород,при этом соотношение тепловых энергий от жидкого и/или газообразного топлива и твердого углеродсодержащего материала равно 1:(0,3 - 0,8), тапливокислорадпую смесь и кислород рассредаточивают IIo поверхности металлошихты по окружнос-,и диаметром

0,3 — 0,7 диаметра ванны конвертера, а расстояние между осями отдельных потоков равно- 0,01 — 0,4 диаметра ванны.

1627563 ф

Н ФФ и

0I Ю

СО сЧ о

В о йй

I ф ф

Ф

Ц

0 ,и и

0 ф с»

g ф

1» о ф 1 "ФФ сч сФ 3

Л о х, о щ C=

М ф 6

Ь С5

1

U и ф

+ л

+ +++++O

С1 0 O R С 5 С.5 СЧ O И

Л В Л Л В Л Л ° В

1 1 OOOOOOOOO

g (=

Й

И 0 о

0

I

I в 0

0 Н

Ill

5 с

0 сФФ:5 ф 34

<3а

+ + + + + I 1 + +

Л M с !с5 Л сЧ ф сс5 У

Л Л Л В В Л Л Л °

1 OOOOOOOVO

Э ай 0 эI+

Н 0 О

0 q 1 „.

Ф 5 В

4 5 ссФ а аф

Э 0 с»

Ж ф

1 ф 6

О»

I = л

Л л

I 1 о !

»

1»

1 ф

5 хg

1 О 0

0И0

И о

0 о с. ф

С Ю 4 0 О

000Ы

М ф

g Х !>в

0 4 Ы

И Р М Pl

И Е 1 ф а Я 1;1 сЧ с! М сс5 Е - сч сч сч сч cv сч сч сч сч ооооооооо

Л ° Л Л Л Л В В ° ооооооооо л ее лч1

Л В ° а л фChО Л- ОФ-С) фл Офna ЛсЧф

Л сЪ с1 - с5 -- л л а а л л л л л ооооооооо

+ + + 1 + + + +

le сФъ сО cv О с ъ л л а л л л a a л

OOOO -ОООО 1

Оа с5ф-Ел с5О

Л Л Л Л ° В Л ° Л сЧ Ф 0 сФ1 Ф- сФФ ф ссФ . с1 О -- л Л 15 - Ch О С-- Ф .4. с/\ а a a л а а а а л

О ЛфсЧОВ О

СЧ Ф вЂ” C4 Ф- O СЧ СЧ л СФ3

ВФсчм и с5 лфО О

М

Ф

1 1