Способ производства стали в подовом сталеплавильном агрегате
Изобретение относится к черной металлургии , в частности к способам производства стали в мартеновских и двухванных сталеплавильных агрегатах. Целью изобретения является повышение производительности сталеплавильного агрегата за счет увеличения степени усвоения ванной тепла окисления. Перед вводом шлакообразующих материалов вне печи производят послойную укладку в мульды извести и шлака производства вторичного алюминия (ПВА), причем отношение высоты слоя извести к высоте слоя шлака производства вторичного алюминия устанавливают равным 1:(0,6- 1,0), материалы вводят в печь в один прием, а за 10-20 мин до ввода материалов в печь продувку ванны кислородом осуществляют при положении среза фурм на 5-10 приведенных калибров сопла выше границы шлак-металл, возвращая фурмы на границу раздела непосредственно после присадки материалов. Принудительное погружение шлака ПВА в печной шлак под действием слоя извести в сочетании с повышенной окисленностью печного шлака обеспечивает повышение степени полезного тепла окисления алюминия, ускоряет нагрев металла и приводит к повышению производительности печи. 1 табл. Ј
СО1О3 СО i ICFI Х
Социлп. T,I-IL= ñ i X
РРСПУГ -,, Isi)s С 21 С 5/04
ГОСУДЛРСТВГН ЫЙ КС, .1,1ТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ»1 И ОТК» ТИЯУ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745165/02 (22) 03.10.89 (46) 15.01.92. Бюл. № 2 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Л.В.Белуничев, А,Л.Мясников. В.Б.Жиленко, Ю.Н. Крылов, С.3. Ракевич, Н,В.Солодовников, Н.Н. Крапивин, С.П. Терзиян и
Л,А. Арыкова (53) 669.183.28.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1439128, кл. С 21 С 5/04, 1987, Авторское свидетельство СССР
¹1370148, кл. С 21 С 5/04, 1987. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В
ПОДОВОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии. в частности к способам производства стали в мартеновских и двухванных сталеплавильных агрегатах. Целью изобретения является повышение производительности сталеплавильного агрегата эа счет
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в мартеновских и дв/хванных сталеплавильных агрегатах, Цегь изобретения — повышение проиэводитсльности сталеплавильного агрегата за счет увеличения степени усвоения ванной тепла окисления металлической составляющей, Сущность предлагаемого способа заключается в принудительном погружении шлака ПВА в печной шлак под воздействием веса извести, После того, как мульда сканто, „50 „„1705355,1 увеличения степени усвоения ванной тепла окисления. Перед вводом шлакообраэующих материалов вне печи производят послойную укладку в мульды извести и шлака производства вторичного алюминия (ПВА), причем о-,ношение высоты слоя извести к высоте слоя шлака производства вторичного алюминия устанавливают равным 1:(0,61,0), материалы вводят в печь в один прием, а за 10-20 мин до ввода материалов в печь продувку ванны кислородом осуществляют при положении среза фурм на 5-10 гриведенных калибров сопла выше границы шлак-металл, возвращая фурмы на границу раздела непосредственно после присадки материалов, Принудительное погружение шлака ПВА в печной шлак под действием слоя извести в сочетании с повышенной окисленностью печного шлака обеспечивает повышение степени полезного тепла окисления алюминия, ускоряет нагрев металла и приводит к повышению производительности печи. 1 табл. вана, шлак ПВА, вне печи уложенный сверху извести. первым попадает на печной шлак и прикрывается слоем извести, заставляющей его погрузиться в жидкую ванну и изолирующей его от воздействия атмосферы печи. При этом окисление металлического алюминия происходит непосредственно в слое шлака беэ излучения тепла в атмосферу печи, что приводит к ускорению нагрева металла и повышению производительности печи.
Физико-химическая схема взаимодействия
1705355
15
25
40
50
3I е0- 2Al -ЗГе+ Alz0g, (I)
Б результате реакции (!) выделяется около 50;ь тепла по сравнению с реакцией прямо О Окисления «люминия атмосферным K 1c oðîäîì. однако с учетом т го, что содержание FeO в шлаке определяется только температурой, содержанием углерода в металле и особенностями продувки, часть железа ванны окисляется, доводя до исходного уровня содержание FeO в шлаке, с выделением дополнительного тепла, т.е, в соответствии с законом Гесса общее количество тепла, внесенного в рабочее пространство печи, не изменяется, но существенно изменяется степень его усвоения за счет исключения потерь тепла излучением с поверхности шлака.
По мере окисления металлического алюминия возрастает температура шлака, способствуя интенсивному растворению извести и повышению теплопроводности шлака, Повышение скорости нагрева металла ведет к повышению скорости окисления углерода и десульфурации, что приводит к повышению производительности сталеплавильного агрегата, Послойная укладка в мульды извести и шлака производства вторичного алюминия обеспечивает принудительное погружение шлака ПВА в печной шлак под действием веса извести, Такая укладка должна быть проведена вне печи перед вводом шлакообразующих материалов в печь, поскольку во всех друпих вариантах происходит рассредоточение шпака ПВА по поверхности ванны и исключается возможность его принудительного погружения.
При величине отношения высоты слоя извести к высоте слоя шлака ПВА более
1,667 снижается скорость нагрева металла из-за необходимости расходования тепла ма прогрев большой массы извести, избыток которой не способствует увеличению коэффициента усвоения тепла, поскольку он приближается к 100 уже при соотношении высот 1:1.
При величине соотношения высоты слоя извести к высоте слоя шлака ПВА менее 1:1 вес извести и площадь ее распространения по поверхности ванны не обеспечивают принудительного погружения шлака ПВА в печной шлак, при этом введенный алюминий частично окисляется на поверхности печного шлака, что снижает скорость нагрева ванны и, следовательно, производительность сталеплавильного агрегата.
Повышение окисленности печного шлака способствует быстрому растворению окисной пленки вокруг частиц алюминия и завершению процесса окисления последнего до л омента растворения в шлаке извести, что обеспечивает повышение степени усвоения тепла, увеличению скорости нагрева и повышению производительности стапеппавильного агрегата. Повышение окисленности печного шлака достигается подъемом кислородных фурм выше границы раздела шлак — металл, так как эта операция не требует затрат времени на ее реализацию. При продолжительности продувки с повышенным положением фурм менее 10 мин не достигается существенно о повышения окисленности шлака, т.е, снижается скорость усвоения шлака ПВА, что может привести к растворению основной массы извести в печном шлаке до момента полного окисления алюминия при соответствующем снижении скорости нагрева и потере производительности печи, При продолжительности продувки с повышенным положением фурм более 20 мин происходит снижение скорости окисления углерода, шлак вспенивается, снижается его теплопроводность и скорость передачи тепла от факела к металлу. Кроме того. повышается вероятность бурных реакций в ванне, ведущих к выбросам шлака и металла иэ печи. Все эти факторы ведут к снижению производительности агрегата.
При высоте среза сопл фурм менее 5 приведенных калибров над границей раздела шлак — металл не обеспечивается ощутимого повышения окисленности шлака. а при высоте более 10 приведенных калибров скорость нарастания окисленности теряет стабильность, что может привести к переокислению шлака даже при минимальном времени продувки с повышенным положением фурмы. В обоих случаях производительность сталеплавильного агрегата снижается. Непосредственно после присадки материалов фурмы должны быть возвращены на границу раздела шлак — металл, так как при этом снижается интенсивность перемешивания шлака, что способствует сохранению двуслойного расположения материалов на поверхности ванны до момента окончания процесса окисления металлического алюминия, вводимого со шлаком ПВА, Пример. Сталь марки 17Г1СУ выплавляли в 600 т мартеновской печи, работающей скрап-рудным процессом с расходом жидкого чугуна 590 кг/т стали. Продувку металла кислородом осуществляли через три шестисопловые фурмы с диаметром сопла
16 t4l4 (0ppgg. = 40 мм). Расход кислорода на продувку составлял 4000 м /ч. Тепловой режим печи при проведении опытных плавок устанавливали в соответствии с действующей TQllëîaîl, 11нс1ГуKö«al1. Ряс.с1д ус лов ного топлива составлял 101,8 . 1,2 vr/т
Расход шлака ПВА во всех случаях со ставлял 10 кг/т стали. Химический состав использованного при проведен««зксrlr риментов шлака П ВА, ; А1зОз 50,5, А1 т 22 5;
3102 6,5: СаО 9,5; К20 - Na;O 8 примес 1 (Fez0a, МпО, Сг20з. 290) 3 . Пр«садку шлака ПВА осуществляли после полного расплавления ванны при содержании углерода
0,8 и температуре металла 1550": 10 С, Перед присадкой в печь матер«алов с помощью завалочной машины загружал«пустую мульду известью на определенную высоту, а затем окончательно заполнял« ее шлаком производства вторичного алюминия. Подготовленные таким образом материалы ввод« l«в печь в од11н пр«ем энергичным вращением хобота завалочной машины на 160О, Перед присадкой 1 aware p«алов фурмы поднял«на определенную высоту и на определенное время опускали их в нормальное положение до мо.1ента ввода непосредственно после ввода материалов и через 10 мин после ввода.
Анализ полученных данных показывает, что использование предлагаемого способа при заданных значениях режимных параметров обеспечивает повышение производительности сталеплавильного агрегата, При этом достижение положительного эффекта обеспечивается только при одновре> . н!(м r- 1г1хll r.r ««1< е . 110«:: 1 .к. .: сн 1.оба. и тлю 1е 1 е од Eo(0 «3 1, ° зн";. с1! l ., выход 3а г ределы опт1 к1а;r.÷r rõ rrapа,1е рог1
r1(эиВод«т K снижсн«lo пргl1 1!Гд!1те rr нn;.т11
5 печи.
Формула изобретен 1я
Способ производства стали в подовом
10 сталеплавильном агрегате, включающ««укладку в мульды шлака производства втор«чного алюмин«я и извести, ввод их в ванну по ходу продувки кислородом через фурму в период доводки, отличающийся тем.
15 что. с целью повышения про«звод«гельности с алеплавильного агрегата за счет увел«чения степени усвоения ванной тепла окисления, известь и шлак производства вторичного алюминия присаживают в ванну
20 совместно в один прием, пр««е;.1 укладь1вают их в мульду двумя слоями с соотношен«ем высоты нижнего слоя извести к верхнему слою шлака производства втор«чного алюмин11я. равном 1:(0,6-1,0), а за 10-20 мин до
25 ввода в ванну извести и шлака производства вторичного алюминия кислородную фурму устанавливают на высоту 5-10 приведенных калибров сопла выше уровня границы раздела шлак-металл, перемещая фурму
30 на уровень границы раздела шлак-металл непосредственно после присадки извести и шлака производства вторичного алюминия, 1705355 тек»олог»час«»с параметры н результаты опыт»и« плавок
Время продуаки С высоким па ГО к е н ив н
Фуры до ввода натер апв, мн
Средняя ва доеодку скорость нагрева, С/ч
Скорость нагрева после присадки, С/.
Высота фуртат над гра»» цед раздела ела«-нетапл
Стноае»не
° ысоты слоя изeeet» K вмсоте слоя
° пака !т04
Высота с гО« алака
Il64 °
»у льде, Производительность пе»N ° тl мин
llpottottкительдродолкительность доводки, мин
Оо о«о»чаня проСкорость нагрева до присадки, С/ч
Высот ° слоя
»заест» в мупьде, ° еэ нос т ь плавки, нмм
Лувкн с еысоьъьт ммкечиен фур. ны приведенные квлмбоы (2
66 ° 5
"9
51
51
Не по с реп. ственно после заверземия ввода нате алов
То ке триSl
S!
II н н о
I
\
» н
I
II
» н н
II
»
II
II
»
I!
»
51
49
5l
51
5 1
5!
5!
49
5!
5l
SI
49
51
Sl
S1
51
5I
51
SI
49
За 5 мнн до ввода мате
pHe floe
Те ее,51
49
SI
Через О мыть
51
floe fIe е вода ма те он атьзе
То ее». н !
1 н е 68,4
7З,В
68,2
68.,2
73,6
69,5
69,4
7З, В
67,2
73, 8
69,9
51
5!
49 и о н н
w н
51
51
Sl
SO
S1
49
g
»б-ть
Составитель Л.Шарапова
Техред М.Моргентал Корректор МДемчик
Редактор Л.Пчолинская
Заказ 171 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская иабгь 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, улкГагаринэ, 101
44О
44о
44О
44О
Ззо
39Р
390 Ззо
SOO
44О
5оо
44О
3SO
32О
356 °
44о
1!рототыл
tO0
2ОО
2ОО
260 г60
3!О
Э10
380 зво зво зво
20О
200 гбо
38о
Зво
t0O
380 гоо
31Е
2OO
3l0
380
1. 0,4
1:0,4
1:0,4
1з0,4
It0 ° 4
1:0,6
1:0,6
1т0,6
1:0,6
1:O,6
1: 0,6
1:0,8
1. 0,8
1:0,8 :0,8 !
:!
\:1
1;!
1:1
1:1,2
1:1,2
1: l,2
I:1,2
131,2
I:o,4
1:O,4
1:0,6
1t0,6 ! ио,в
Iт 0,8
1:1
1)1
1:1,2
Iт 1 ° 2
i!0,4
1:0,6
1:O,S
111,0
It 1,t
Iте,4
1т т0,6
1:о,В
1:о,в
It I
1т!
lт1
It0,4
1t0,6
1 то,6
1то,в
1т 1,0
Itl,2
l0
t0
5 !
О
lS
15(-5
15(-5
15(-5)
1S (- $
15(-5
IS
2О
6
5
l 00 гво
200 ! го
48о
2ОО го
200 !
12О
4оо
48О
48о
48о
1t0
26Е
260 гво
t8О
4О0
4ВО
1го !
280
12
5
12
5
12
S
12
5
3
12
It
12
l2
l2
7
7
7
7 ! о
1 °
5
3 и
3
7 вз
92
92
82
91
91
122
l 2 1
ВВ
В9
123
124
122
89 вв
124 ! гз
91
84
91
91
87
91
S7 вв
89
91
66
91
83
91
91
8I
66
92
86
92
92
92
66
92
8S
92
87
13,6
73,6
65 ° 6
72,В
72,6
101 2
97,6
96,8
70, 4
71,2
98,4
99,г
97,6
71,2
10,4
99,2
98,4
96,2
72,6
67,2
72,7
72,9
69,6
72,6
69,5
1О,2
71,6
72,7
68,8
72,4
66 ° 5
12.6
68,1
72,8
64,8
68,6
13,6
68т5
73,7
ntS
73,1
13 ° 9
122
124
137
124
126
89
92
93
128
126
92
91
92 !
26
128
91
94
1t4
134
124 ! гз
129
124
129 ! гв
126
124
l 31
124 !
124
132
123
139 !
3I
122 l 3 I !
Ог
«4
122 !
22
132
122
132 !
32
122
129
129
122
134
122
128
513
502
5!5
502
Soli
467
471
506 504
469
504
506
468
469
472
502
512
502
50!
507
502
507
506
504
502
509
502
Sl3
5Ot
501
S»
509
509
S0O
502
SOO
501
507
S1t
506
1,18
l,21
1,21
l,18
1,21
1,20
1,30
1,29
1. 29
1.20
1,20
l ..29
1 29
1,29 !.20
1,20
29
1,29
l,29
l,21
l 18
1 ° 21
1,21
1,20
I 18 з,ão
1,20
1.го
1,21
1,19
1,21
1 ° 18
1,г!
1,19
1,г! ! т 11
119
1,21
1,!9
l,21
1,21
l >tl
1,21
1,19
I 21 т19
1. 19
1,г!
I,tO
1,20
1921
1 ° 19
1,г! (!20
»ае(
