Карбюраторный способ выплавки стали в мартеновской печи

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам (21) 5031716/02 (22) 07.04.92 (46) 30.1193 Бюл. Нв 43-44 (71) Акционерное общество закрытого типа "Пульсар (72) Башкиров ВА; Багрянцев КИ.; Оржех М.Б.;

Рожко Ю.Н„Заболотный В.В.; Александров БЛ. (73) Акционерное общество закрытого типа "Россмет" (54) КАРЙОРАТОРНЫЙ СПОСОБ ВЫПЛАВКИ

СТАЛИ В МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ (57) Использование: в области черной металлургии, преимущественно в способах выплавки стали в мартеновских печах. работающих скрап-процессом. (ю) RU (и) 2003695 С1 (5Ц 5 С И С 5 04 на твердой завалке. Сущность изобретения: заваливают в печь порциями металлолом, шлакообраэующие. Каждую порцию металлома нагревают до появления на его поверхности жидкой фазы в количестве 30 — 40% от веса загруженной порции лома. После чего присаживают карбюратор (К), К присаживают. на металлолом двумя горизонтами выше и ниже шлакообразующих материалов при восстановительной атмосфере печи с расходом его в первой порции 60 — 80% от общей массы. К загружают после. завалки 10 — 15% и 35 — 60% от общей массы металлолома. Используют К фрикцией 0,1 - 7 см. 1 зл. ф-лы, 3 табл.

2003695

Изобретение относИтся к черной металлургии, а именно к выплавке стали в мартеновских печах. работающих скрап-процессом на твердой завалке.

Известен карбюраторный способ выплавки стали в мартеновских печах, включающий завалку металлолома, твердого чугуна и шлакообразующих материалов, присадку карбюратора (угля) на металлолом двумя горизонтами при восстановительной атмосфере печи, при этом весь карбюратор фракции 2,5 — 7,5 см загружают ниже шлакообразующих материалов (1), Недостатками этого способа являются большая продолжительность плавки, сравнительно большой расход топлива и низкая стойкость футеровки в связи с интенсивным вспениванием высокоокислительного первичного шлака при всплывании в него всей массы карбюратора за короткий промежуток времени. Пенистый шлак затрудняет передачу тепла ванне, что приводит к дополнительному перегреву главного свода и насадок. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является карбюраторный способ выплавки стали в мартеновских печах, включающий загрузку карбюратора (угольного кокса) на металлолом фракцией 0,1 — 1 см в печь ниже и выше шлакообразующих с расходом его в первой порции 60 — 70 от общего веса после завалки соответственно 10-15 и 35—

40 от общей массы металлолома (2). Этот способ принят за прототип.

Недостатками прототипа являются относительно низкая производительность, увеличенный расход топлива, так как завалка кокса в слои металлошихты над шлакообразующими приводит к затягиванию шлакообразования, резкому снижению теплоусвоения ванны.

Целью изобретения является повышение производительности печи эа счет сокращения длительности плавки, снижения расхода карбюратора и топлива, экономия твердого чугуна, вплоть до исключения его из металлозавалки, Поставленная цель достигается тем, что в известном карбюрвторном способе выплавки стали в мартеновской печи, включающем завалку порциями металлолома и шлакообразущих материалов, их нагрев, присадку на металлолом карбюратора определенной фракции двумя горизонтами ниже и выше шлакообразующих при восстановительной атмосфере печи, по изобретению перед присадкой каждой порции карбюратора металлолом нагревают до появления на его поверхности жидкой фазы в количе5

50 стве 30-40 от веса загруженной порции металоллома, при этом используют карбюратор фракцией 0,1 — 7 см с расходом его в первой порции, равным 60 — 80 от общего веса, Кроме того, карбюратор загружают после завалки 10 — 15 и 35 — 60 от общего веса металлолома, Параметры предлагаемого карбюраторного способа выплавки стали в мартегговской печи выбраны из условий наиболее полного достижения поставленной цели.

Нагрев металлолома перед присадкой карбюратора до появления на его поверхности жидкой фазы в количестве 30 — 40 от веса загруженной порции металлолома позволит ускорить процесс шлакообраэования и повысить степень усвоени; углерода расплавом из карбюратора в результате его более длительного пребывания в объеме жидкого металла во время всплывания, повысить теплоусвоение ванны, Кроме то о, наличие расплавленной фазы на металлоломе при загрузке карбюратора позволяет загружать угольный кокс крупностью до 7 см, При образовании жидкой фазы в количестве менее 30% от веса загруженной порции металлолома происходит резкое снижение степени усвоения углерода распланом из карбюратора, увеличение продолжительностии теплотехнического периода, что требует повышенного расхода топлива и карбюратора, присадки твердого чугуна.

Увеличение количества жидкой фазы свыше 40 от веса загруженной порции металлолома потребует значительного расхода топлива на расплавления лома, приведет к увеличению длительности плавки, что является нецелесообразным, При загрузке карбюратора крупностью более 7,0 см не обеспечивается достаточной поверхности контакта с расплавленным металлом углеродсодержащего материала и снижается степень его усвоения. Ограничение по нижнему пределу (0,1 см) размеров частиц карбониэатора обусловлено уменьшением степени использования углерода из мелких фракций в результате их уноса из печного пространства во время загрузки.

Загрузка большой части карбюратора (60 — 80 ) на нижней горизонт обеспечивает большую степень усвоения углерода из карбюратора в результате более длительного пребывания его в объеме жидкого металла во время всплывания. Завалка остальной части карбюратора (20-40 ) на верхний горизонт шихты приводит к раннему раскислению окислительного первичного шлака, 2003695

Таблица1

Ва ианты плавок

Показатели и ототип

12,3

8,1

8,5

18,2

12

100

100

61

70

36

0.1,.7

0,1..7

0,1.,7

0,1..1

0,1.,1

0,1.,7

5-10

30-40

20-25 тем самым частично предотвращается угар углерода в металлошихте, вместе с этим увеличивается концентрация углерода, переходящего из карбюратора в расплав, стекающего на более низкие горизонты 5 скрапа, делая его более легкоплавким, Рассредоточение углеродистого материала на два горизонта в шихте: после завалки 10-15% и 35 —.60% скрапа снижает интенсивность вспенивания шлака неусво- 10 ившейся частью карбюратора после 35—

60% скрапа в результате более длительного

его перехода в шлак малыми порциями по ходу плавления.

Завалка карбюратора после загрузки- 15

35-60% скрапа ограничивается уменьшением количества переходящего углерода иэ карбюратора в металлический расплав, стекающего на нижние горизонты скрапа по ходу плавления и обеспечивающего легко- 20 плавкость всего объема шихты. Завалка карбюратора на нижний горизонт после загрузки 10-15% скрапа ограничивается возможностью просыпания на подину, в результате чего происходит спекание кокса в 25 монолит и приваривание его к огнеупорной футеровке печи, Последующее всплывание этого монолита вызывает бурную реакцию окисления углерода с выбросами пламени из печи при его взаимодействии с окислами 30 шлака.

Пример. Предлагаемый способ выплавки стали проводят на 350-тонной мартеновской печи. Завалку печи производят следующим образом: на подину загружают 35

30-40 т стружки и мелкого металлолома, которые нагревают до появления жидкой фаДоля чугуна в завалке, %

Нижний горизонт завалки кокса, от металлозавалки

Доля кокса на нижнем горизонте завалки, % от общего расхода кокса

Верхний горизонт завалки кокса, % от металлозавалки

Фракционный состав кокса, см

Количество жидкой фазы в ванне во время загрузки кокса, % зы в количестве 30 — 40% от веса металлолома и стружки, затем опускают шибер, снижают расход мазута с 5,5-6 до 3 т/ч и вентиляторного воздуха с 60000 до 150000 м ч и на металлолом равномерно рассыпают 10 — 12 т угольного кокса (фракцией 2...7 см 26%, 1„.2 см 18,6%, 0,1...1 см 55,3 (с

69,7 — 73,0% содержанием угле рода). Поверх кокса загружают 40-50 т(1 0-12%) стального лома и 17 — 20 т(4,5 — 5,5 ) известняка. Затем заваливают 160-200 т металлолома (4255%), после чего при тех же расходах и соотношениях топливо-воздух проплавленный металлолом равномерно рассыпают остальной кокс, Сверху кокса заваливают крупногабаритный стальной лом. Общий вес шихты

370 т.

В табл. 1, 2, 3 приведены технико-экономические показатели процесса при различных вариантах плавки по предлагаемому способу и прототипу.

В случае выплавки стали в мартеновских печах осадкой до 45 т кокс следует загружать одним нижним горизонтом.

Предлагаемый способ позволит по сравнению с прототипом сократить длительность плавки на 30 мин, исключить загрузку твердого чугуна, снизить расход мазута на 7,6 кг/т стали, карбюратора на 3,3 т, повысить выход годного на 1,7 и производительность печи на 0,5 кг/т. (56) l. Мирошниченко H.Ñ, Сталевар мартеновской печи. M.: Металлург, 1952, с, 254-256.

2. Авторское свидетельство СССР

М 994564, кл, С 21 С 5/04, 1980.

2003695

Продолжение табл, 1

Пок

Таблица 2

Таблица 3

Карбюраторный способ и ототип

Предлагаемый способ

Скрап-процесс

Показатели

87

6,3

282,5

18,9

305,4

15,6

372,1

0,67

87,1

25,1

167,2

0,61

43

86,9

25,7

165,0

0,71

88,6

26,2

158,6 ение рбон лжит отехн ерио ьный та

Расход шихтовых материалов в эавалку, т; чугун кокс металлолом

Содержание углерода по расплавлению, %

Усвоение углеродосодержащих, %

Выход годного, %

Производительность печи, т/ч

Расход маз та, кг/т стали

Формула изобретения

1. КАРБЮРАТОРНЫЙ СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В МАРТЕНОВСКОЙ пЕЧИ, включающий завалку порциями металлолома и шлакообразующих материалов, их нагрев, присадку на металлолом карбюратора определенной фракции двумя горизонтами ниже и выше шлакообразующих при восстановительной атмосфере печи, отличающийся тем, что перед присадкой каждой порции карбюратора металлолом нагревают до появления на его поверхности жидкой фазы в количестве 30 - 40 от массы загруженной порции металлолома, при этом используют карбюратор фракции

0,1.- 7,0 см с расходом его в первой порции 60 - 80% от общей массы.

2. Способ по п,1, отличающийся тем, что карбюратор загружают после завалки

10 - 15% и 35 - 60% от общей массы металлолома.