Способ выплавки стали в двухвинном сталеплавильном агрегате

 

Использование: в черной металлургии при выплавке стали в двухванных сталеплавильных печах. Сущность изобретения: в двухванных сталепла.вильных агрегатах с продувкой ванны кислородом и одновременным нагревом расплава газокислородным фак-елом, устанавливают расход природного газа в зависимости от разности текущей и требуемой к моменту выпуска Изобретение относится к черной металлургии , в частности, к выплавке стали вдвухванных сталеплавильных агрегатах, в том числе и работающих в прямоточном режиме . Известен способ выплавки стали, по которому производят завалку, прогрев шихты, слив чугуна и нагрев расплава топливнокислородным факелом. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ выплавки низкои среднеуглеродистой стали в двухванном концентраций углерода в металле по соотношению: 0(350...370)+(5...6) ДТ-(900...960) (АС), где Q - расход природного газа, м3/ч: AT - разность между требуемой к моменту выпуска и текущей температурой, °С; Л С - разность текущего и требуемого к моменту выпуска содержания углерода в металле, %:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Ы 1786090 А1 (51)5 С 21 С 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ концентраций углерода в металле no cooTношению; Q=(350...370)+(5...6) ЛТ-(900...960) (A С), где 0 — расход природного газа, м /ч;

AT — разность между требуемой к моменту выпуска и текущей температурой, С; A С— разность текущего и требуемого к моменту выпуска содержания углерода в металле, %: (350...370) — эмпирический коэффициент, м /ч; (5...6) — эмпирический коэффициент, 3 м /ч С: (900„,950) — эмпиричеекии коэффициент, м /ч.%. Расход природного газа изменяютт ступенчато с интервалом 10...20 ми н одновременно с определением текущих значений температуры и содержания углерода. Расход кислорода на продувку ванны также определяют с учетом разности текущего и конечного содержания углерода в металле по соотношению Р=(12...14)

Ммш (ЛС), где ЛС вЂ” разность между текущим и требуемым перед выпуском содержанием углерода в металле, %, Мм(д масса металлошихты, т; (12„.14) — эмпирический коэффициент, м /ч т %; P — расход кислорода на продувку, м /ч. 1 з.п. ф-лы. 1 табл.

4 Q) !

Ic)

» сталеплавильном агрегате, включающий нагрев расплава топливно-кислорОдным факе- лом в период продувки, при этом нагрев начинают по достижении углерода в рэсплаве (1,3...1,5)% с одновременным снижением первоначальной интенсивности продувки кислородом в 1,5-2 раза от исходной.

Недостатком известного способа являются низкая технологическая гибкость процесса, что не позволяет учесть конкретной ситуации каждой плавки. Так, температур; металла по расплавлении ванны может ока заться высокой, э содержание углерода пре

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4899263/02 (22) 03,01,91 (46) 07.01.93. Бюл, ¹ 1 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) В.Е.Купершток, В.Ф,Чирихин, С.Е.Гринберг, Л.М.Васильев, С,П.Терзиян, А.Л.Мясников, А.В,Бельков, В,Б.Жиленко и

Н,Н.Крапивин (56) Миляев А.Ф. и др. Усвоение кислорода по ходу плавки в двухванных печах. — Сталь, 1978, N 10, с.897-899.

Авторское свидетельство СССР

И 1544813, кл. С 21 С 5/04, 1987, (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДВУХВАННОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ (57) Использование: в черной металлургии при выплавке стали в двухванных сталеплавильных печах, Сущность изобретения: в двухванных сталеплавильных агрегатах с продувкой ванны кислородом и одновременным нагревом расплава гэзокислородным факелом, устанавливают расход природного газа в зависимости от разности текущей и требуемой к моменту выпуска

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к выплавке стали вдвухванных сталеплавильных агрегатах, в том числе и работающих в прямоточном режиме.

Известен способ выплавки стали, по которому производят завалку, прогрев шихты, слив чугуна и нагрев расплава топливнокислородным факелом.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ выплавки низко- и среднеуглеродистой стали в двухванном

НИЯ

Исй65.:9Ч.М

F,,HKT14;. i 9I „ Ì.-;"

1786090 вышать расчетное. При этой необходимости в нагреве, а тем более снижении интенсивности продувки, не возникает. Применение в описанной ситуации известного способа приведет к неполучению заданного химиче- 5 ского состава стали.

Таким образом, то, что известная технология не отвечает конкретным условиям производства, ведет к снижению доли плавок, выплавленных с заданным химическим 10 составом стали.

Целью изобретения является увеличение количества металла, выплавленного с заданным химическим составом.

Поставленная цель достигается тем, 15 что, по способу выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате, включающем завалку и прогрев шихты, заливку чугуна, продувку ванны кислородом с одновременным нагревом расплава газокисло- 20 родным факелом, расход природного газа устанавливают в зависимости от разности текущей и требуемой в момент выпуска температуры и разности текущей и требуемой к моменту выпуска концентрацией углерода 25 по соотношению

Q=(350...370)+(5...6) ЛТ-(900...950) КС :, 3 где (350...370) — эмпирический коэффици- 30 ент, м /ч; з (5...6) — эмпирический коэффициент, 3/ч. оС, (900„.950) — эмпирический коэффициент,м /ч %; 35

ЛТ вЂ” разность между требуемой к моменту выпуска и текущей температурой, С;

h(C) — разность текущего и требуемого к моменту выпуска содержания углерода в металле, %; 40

Q — расход природного газа, м /ч; з причем расход природного газа изменяют ступенчато с интервалом (10...20) мин синхронно с определением текущих значений температуры и содержания углерода. Рас- 45 ход кислорода определяют по разности текущего и конечного содержания углерода по соотношению:

P=(12Ä, 14)Ммш Ь, (С), где P — расход кислорода на продувку, м /ч; з (12...14) — эмпирический коэффициент, 3/ . /, 55

MM — масса металлошихты, т;

А (С) — разность между текущим и требуемым перед выпуском содержанием углерода в расплаве, %.

Наличие вышеперечисленных признаков позволяет классифицировать заявляемое изобретение, как соответствующее критерию "новизна". B других известных технических решениях не обнаружены отличительные признаки, характеризующие зая вляемое изобретение.

Проведенный анализ показал, что предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями, а указанная совокупность признаком обеспечивает повышение количества металла, выплавленного с заданным химическим составом.

Технической сущностью заявляемого изобретения является создание гибкой технологии выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате, обеспечивающей . получение заданных значений температуры металла и содержания в нем углерода к моменту начала выпуска, независимо от случайных параметров процесса (колебаний температуры и содержания углерода по расплавлении ванны) с учетом возможности выплавки стали любой марки.

Достижение этого возможно благодаря эмпирически определенным значениям соотношений между расходом природного газа, необходимым нагревом металла и количеством удаляемого углерода, При значениях первого коэффициента в уравнении менее 350 м /ч расход природного газа недостаточен для вывода температуры на заданный уровень за время, необходимое для удаления избытка углерода, т.е. плавка идет "холодно", "замякает", что не дает возможности получить требуемую марку стали, При величине первого коэффициента более 370 м /ч расход газа превышает величину, достаточную для получения заданной температуры при заданном содер>кании углерода. Это ведет к перерасходу природного газа, увеличению продолжительности плавки и необходимости переназначения плавки на сталь с большим содержанием углерода, чем заказано.

При величине второго коэффициента менее 5 при достижении заданного содержания углерода не достигается требуемой температуры металла. При величине второго коэффициента более 6 возникает обратная ситуация — при достижении заданной температуры содержание углерода превышает необходимое. В обоих случаях не получается стали с заданным химическим составом.

При величине третьего коэффициента менее 900 температура к моменту выпуска превышает заданную, а при величине более

950 достаточный нагрев обеспечивается при содержании углерода меньшем, чем

1786090 требуемое, В обоих случаях снижается количество металла с заданным химическим составом.

При интервале изменения расхода менее 10 мин снижается эффективность корректировки теплового режима вследствие недостаточной достоверности (стабильности) информации о тепловом состоянии ванны и содержании углерода в металле. При интервале изменения расхода газа более 20 мин снижается эффективность корректировки теплового режима вследствие инерционности процесса нагрева.

При этом при возникновении отклонений в нормальном ходе плавки изменение расхода газа не успевает произвести адекватное изменение в режиме плавки.

В обоих случаях снижается количество металла, выплавленного с заданным химическим составом.

Для более полной реализации возможностей воздействия управляющих факторов на получение плавки с заданной температурой стали и содер>канием углерода необходима регламентация расхода кислорода в зависимости от количества удаляемого углерода, т.е. разности между текущим и конечным содержанием углерода.

При величине коэффициента пропорциональности ме>кду расходом кислорода и произведением массы металлошихты и углерода менее 12 возрастает вероятность превышения содержания углерода относительно заданной величины к моменту начала выпуска. При величине этого коэффициента более 14 содер>кание углерода в конце продувки оказывается меньшим, чем заданное, В обоих случаях снижается количество металла, выплавленного с заданным химическим составом.

Пример. Сталь марки Зпс выплавляли в двухванном сталеплавильном агрегате

2хЗОО т. Расход чугуна составлял 210 т, расход металлолома 125 т. После завалки металлошихты и ее прогрева производили слив чугуна и начинали продувку кислородом. По ходу продувки осуществляли прогрев металла сводовыми газокислородными горелками, Расход природного газа и кислорода устанавливали по соотношениям;

Q" =А+В Л Т-С Л(С);

P =Д М ш Л(С), где Q" — расход природного газа, м /ч;

А — эмпирический коэффициент, м /ч;

 — эмпирический коэффициент, м /ч

ЛТ вЂ” разность между требуемой к моменту выпуска и текущей температурой, С;

С вЂ” эмпирический коэффициент, м /ч

%, P — расход кислорода на продувку, о м /ч;

Д вЂ” эмпирический коэффициент, м /ч т

MMLU — масса металлошихты, т;

6(С) — разность между текущим и требуемым перед выпуском содержанием углерода в расплаве, %.

Корректировку теплового режима осу15 ществляли через различный интервал времени. По каждому варианту было проведено по 10 плавок и определена доля плавок, выплавленных с заданным химическим составом, к общему количество плавок по данному варианту.

Результаты приведены в таблице, Как следует из результатов эксперимента, использование предлагаемого способа при заявляемых значениях режимных пара25 метров обеспечивает практически 100% выпуск плавок с заданным химическим составом, Формула изобретения

1. Способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате, включающий завалку и прогрев шихты, заливку чугуна, продувку ванны кислородом с одновременным нагревом расплава газокислородным факе35 лом, определение текущих значений содержания углерода в расплаве и его температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выплавленного с задан40 ным химическим составом количества металла, расход природного газа устанавливают в зависимости от разности текущей и требуемой в момент выпуска температурой и разности текущей и требуемой к моменту выпуска концентрацией углерода по соотношению

Q=(350-З7О)+(5-6) ЛТ-(900-950) Л (С) где Q — расход природного газа, м /ч;

ЛТ вЂ” разность между требуемой к моменту выпуска и текущей температурой, С;

Л (С) — разность текущего и требуемого к моменту выпуска содержания углерода в металле, %;

350-370 — эмпирический коэффициент, м /ч;

5-6 — эмпирический коэффициент, м /ч

1786090

Р=(12-14)Ммш " (С), Количество

Расход условною топлива, т/т стали ма. и

0.0296

Составитель С.Гринберг

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор

Заказ 228 Тираж Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул.Гагарина, 101

900-950 — эмпирический коэффициент, 3/„%. причем расход природного газа изменяют ступенчато с интервалом 10-20 мин и одновременно с измерением текущих значений температуры и содержания углерода, 2. Способ по и, 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что расход кислорода на продувку устанавливают в зависимости от разности текущего и требуемого перед выпуском содержания углерода в расплаве по соотношению где А(С) — разность между текущим и требу5 емым перед выпуском содержанием углерода в расплаве, %;

Ммш — масса металлошихты, т;

12-14 — эмпирический коэффициент, 3 / ч т %

10 P — расход кислорода на продувку, м /ч.

0.0397

0.0426

0.0416

0.0508

0,0390

0,0430

0.0390

0,0410

О,очбо

0,0350

0,0330

0,0419

0.0349

0 0375

0.0383

0.0391

0.0384

0,0352

0.0386 о.оио

0.0490

0.0300

0.0250

0.0490

0,0310