Способ производства стали в стотонных дуговых печах

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых печах. Сущность предлагаемого способа состоит в том, что он включает завалку металлошихты, расплавление, ввод шлакообразующих. Новым в способе является то, что в качестве CaO-содержащего компонента используют известняк, который вводят в процессе расплавления первой порции металлошихты в смеси с плавиковым шпатом в количестве 2-4 т смеси и при соотношении компонентов (10-15): 1 соответственно, а вторую порцию известняка 4-6 т присаживают в процессе расплавления второй порции металлошихты со скоростью 0,15-0,25 т/мин, причем в зону ввода шлакообразующих подают кислородное и/или газокислородное топливо.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых печах.

Известен способ выплавки стали, включающий присадку в печь после расплавления 40-60% шихты 20-25 кг/т извести.

Способ позволяет повысить качество стали, сократить длительность плавки, однако поздний ввод извести приводит к перерасходу электроэнергии и дополнительным тепловым потерям расплавленного металла из-за отсутствия шлака в печи в начальный период расплавления.

Известен способ выплавки стали, включающий выплавку металла под известково-глиноземистым шлаком с присадкой в печь предварительно сплавленной шлаковой смеси в период расплавления. Способ позволяет уменьшить газонасыщенность и угар металлошлихты, однако использование дорогостоящей плавленной смеси приводит к повышению себестоимости металла.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ выплавки стали в дуговых печах, включающий присадку карбюризатора на остаток шлака, завалку металлошихты, расплавление, равномерный в течение периода расплавления первой порции металлошихты ввод в печь извести. Данный способ позволяет на ранней стадии расплавления навести в печи шлак и тем самым уменьшить тепловые потери и сократить продолжительность плавки.

Недостатком данного способа является использование сравнительно дорогостоящей извести и необходимость вспенивания наведенного шлака дополнительными присадками, что приводит к повышению себестоимости стали.

Поставленная цель достигается тем, что в способе производства стали в 100-тонных дуговых печах, включающем завалку первой порции металлошихты, ввод в процессе ее расплавления СаО-содержащего компонента со скоростью 0,1-0,2 т/мин, завалку второй порции металлошихты и СаО-содержащего компонента, расплавление, кислородную продувку согласно изобретению в качестве СаО-содержащего компонента используют известняк, при этом известняк в процессе расплавления первой порции металлошихты вводят в смеси с плавиковым шпатом в количестве 2-4 т смеси и при соотношении компонентов (10-15):1 соответственно, а вторую порцию известняка в количестве 4-6 т присаживают в процессе расплавления второй порции металлошихты со скоростью 0,15-0,25 т/мин, а кислород и/или газокислородное топливо подают в зону ввода шлакообразующих.

Сущность заявляемого решения заключается в следующем. Замена извести известняком значительно снижает себестоимость стали. Кроме того, углекислый газ, выделяющийся при обжиге известняка в процессе плавления шихты, перемешивает металл, благоприпятствуя выравниванию температуры ванны, вспенивает шлак, способствуя экранированию теплового излучения электродуг без дополнительных вспенивающих добавок и тем самым сокращает период плавления шихты. Следует также отметить, что часть шлака попадает на стены печи, приваривается на футеровку и образует защитный гарнисаж.

Наличие защитного гарнисажа позволяет повысить срок службы огнеупоров, сократить продолжительность периодов заправки и подварки, используемых для проведения мелких ремонтов футеровки печи. Совместный ввод плавикового шпата и известняка в период расплавления первой позиции металлошихты, когда в печи находится ограниченное количество металла с низкой температурой, способствует быстрому образованию жидкоподвижного пенистого шлака.

В период расплавления второй порции металлошихты количество и температура расплавленного металла увеличивается и поэтому ввод в этот период в печь одного известняка не препятствует нормальному шлакообразованию. Постепенная присадка в печь шлакообразующих исключает "закозление" и также способствует быстрому формированию шлакового покрытия по мере подплавления шихты.

Подача кислорода и/или газообразного топлива в место ввода плавикового шпата и известняка способствует быстрому нагреву указанных материалов, ускоряет процесс формирования шлака и тем самым способствует плавлению шихты.

Ввод в печь в процессе расплавления первой порции металлошихты смеси шлакообразующих менее 2 т (менее 4 т известняка при расплавлении 2-й порции металлошихты) недостаточен для образования необходимого количества шлака, при этом увеличивается расход электроэнергии и продолжительность плавки.

Слабый барботаж ванны при этом не обеспечивает образования защитного гарнисажа на футеровке печи и не приводит к сокращению продолжительности периодов заправки и подварки. Ввод шлакообразующих материалов свыше 4 т (6 т) приводит к ухудшению шлакообразования.

При увеличении доли известняка в шлакообразующей смеси свыше 1:15 шлакообразование замедляется, увеличиваются расход электроэнергии и продолжительность плавки. Соотношение между плавиковым шпатом и известняком менее 1:10 нецелесообразно, так как при этом скорость шлакообразования, расход электроэнергии и продолжительность плавления не снижаются, зато увеличивается расход дорогостоящего плавикового шпата. Ввод шлакообразующих материалов со скоростью менее 0,15 т/мин при расплавлении 2-й порции недостаточен для поддержания в период расплавления шихты необходимого количества шлака, при этом увеличивается расход электроэнергии, ввод материалов свыше 0,25 т/мин ухудшает условия обжига известняка в процессе плавления, приводит к образованию гетерогенного шлака повышенной вязкости, что увеличивает продолжительность плавления. Отсутствие кислородного и/или газообразного топлива при расплавлении шихты или его подача в сторону от места ввода шлакообразующих материалов значительно снижает степень обжига известняка, замедляет образование жидкоподвижного шлака и вызывает увеличение продолжительности плавления.

Предложенный способ выплавки стали в дуговых печах реализован следующим образом.

Плавку ведут в 100-тонной электродуговой печи с трансформатором мощности 75 МВА. Металлошихту заваливают в два приема: 70-85 т и 35-50 т. Через 10 мин после начала расплавления первой порции металлошихты в печь через свод с помощью системы конвейеров начинают вводить шлакообразующую смесь, состоящую из 3 т известняка и 0,2 т плавикового шпата со скоростью 0,15 т/мин. Через 5 мин после начала расплавления 2-й порции металлошлихты в печь начинают вводить 5 т известняка со скоростью 0,2 т/мин. Пpи расплавлении обеих порций шихты одновременно с началом присадки в печь шлакообразующих материалов включают кислород на сводовую фурму, находящуюся около пятого отверстия в своде, через которое подают известняк или плавиковый шпат, и оконную газокислородную горелку, ориентируя ее таким образом, чтобы газокислородная смесь попадала в зону ввода шлакообразующих.

Для сравнения выплавки 120 плавок по известному способу с присадкой в печь 4,5 т извести и 0,85 т коксовой мелочи.

Характеристика и технико-экономические показатели 208 опытных и сравнительных плавок стали марки 20 приведены в таблице.

Опытно-промышленное опробование предлагаемого способа позволило увеличить производительность печи на 1,5 т/ч за счет снижения продолжительности периодов плавления подварки и заправки, уменьшить расход извести на 0,03 т/т.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В СТОТОННЫХ ДУГОВЫХ ПЕЧАХ, включающий завалку первой порции металлошихты, ввод в процессе ее расплавления СаО-содержащего компонента со скоростью 0,1 0,2 т/мин, завалку второй порции металлошихты и СаО-содержащего компонента, расплавление, кислородную продувку, отличающийся тем, что в качестве СаО-содержащего компонента используют известняк, при этом известняк в процессе расплавления первой порции металлошихты вводят в смеси с плавиковым шпатом в количестве 2 4 т смеси и при соотношении компонентов (10 15) 1 соответственно, а вторую порцию известняка в количестве 4 6 т присаживают в процессе расплавления второй порции металлошихты со скоростью 0,15 0,25 т/мин, а кислород и/или газокислородное топливо подают в зону ввода шлакообразующих.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:Открытое акционерное общество "Уральская сталь" (RU)

Извещение опубликовано: 20.05.2006        БИ: 14/2006