Способ выплавки стали в кислородном конвертере

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству. Способ включает завалку в конвертер металлического лома, шлакообразующих материалов, заливку чугуна и продувку расплава кислородом через фурму с изменением ее положения над уровнем расплава. При содержании в чугуне кремния 0,4-0,8% в завалку отдают шлакообразующие материалы в количестве 60-70% всей массы шлакообразующих материалов, необходимых на плавку. При содержании кремния в чугуне более 0,8% в завалку отдают 70-80% всей массы шлакообразующих материалов. В ходе продувки кислородом до выхода фурмы на рабочее положение поддерживают содержание оксида углерода в отходящих газах не более 15%. После выхода фурмы на рабочее положение в конвертер порциями присаживают оставшуюся часть шлакообразующих материалов. При использовании изобретения обеспечивается снижение выноса капель металла из конвертера и заметалливания кислородной фурмы и котла охладителя конвертерных газов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству.

Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку металлического лома, загрузку извести (до 60% от общего расхода на плавку), заливку чугуна, продувку кислородом при повышенном положении фурмы (до 4,8 м), а через 2-4 мин опускают до рабочего положения. В течение первой трети длительности продувки в конвертер несколькими порциями загружают известь; первую порцию загружают после зажигания плавки. (Справочник конвертерщика. А.М.Якушев, с.235).

Недостаток данного способа - заметалливание кислородной фурмы и котла охладителя конвертерных газов (ОКГ).

Ближайшим аналогом к заявляемому способу является способ выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер металлического лома, заливку жидкого чугуна, подачу шлакообразующих материалов, продувку расплава кислородом через фурму, изменение положения фурмы в процессе продувки над уровнем расплава, причем высоту положения фурмы в процессе зажигания плавки определяют по эмпирической зависимости:

Н_н=1,8+38,1·Ш+8,27·L-0,27Q+ΔН, где

Н_н - высота фурмы в процессе зажигания относительно уровня расплава, м;

Ш - масса шлакообразующих материалов, % от массы плавки;

L - масса металлического лома на плавку, % от массы плавки;

Q - интенсивность продувки кислородом, м³/т·мин;

ΔН - изменение положения днища в процессе кампании, м, затем положение фурмы определяют по температуре отходящих газов, причем если температура отходящих газов превышает 1030°С - фурму поднимают, а если температура отходящих газов ниже 900°С - фурму опускают, а в заключительный период продувки высоту положения фурмы определяют по эмпирической зависимости

Н₃=0,69+0,003·М+ΔН, где

Н₃ - высота фурмы в заключительный период продувки, м;

М - масса всей плавки, т (патент РФ №2261919).

Недостатком данного способа является вынос капель металла в первоначальный период плавки и в результате заметалливание кислородной фурмы и ОКГ.

Техническая задача, решаемая изобретением, - снижение выноса капель металла из конвертера, снижение заметалливания кислородной фурмы и котла охладителя конвертерных газов, смывание настылей с кислородной фурмы и котла охладителя конвертерных газов.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе выплавки стали в кислородном конвертере, включающем завалку в конвертер металлического лома и шлакообразующих материалов, заливку чугуна, продувку расплава кислородом через фурму с изменением положения последней над уровнем расплава, при содержании в чугуне кремния 0,4÷0,8% в завалку отдают шлакообразующих материалов в количестве 60÷70% всей массы последних, необходимой на плавку, при содержании кремния в чугуне более 0,8% в завалку отдают 70÷80% всей массы шлакообразующих материалов, в ходе продувки расплава кислородом до выхода фурмы на рабочее положение содержание оксида углерода в отходящих газах поддерживают на уровне не более 15% путем регулирования интенсивности продувки кислородом и/или изменением положения фурмы над уровнем расплава спокойной ванны, после выхода фурмы на рабочее положение в конвертер присаживают оставшуюся часть шлакообразующих материалов небольшими порциями.

При содержании кремния в чугуне 0,40-0,80% и отдаче в завалку шлакообразующих материалов в количестве менее 60% (от всей массы шлакообразующих материалов, необходимых на плавку), а также при содержании кремния в чугуне более 0,80% и отдаче в завалку шлакообразующих материалов в количестве менее 70% от всей массы шлакообразующих материалов, необходимых на плавку, создаются благоприятные условия для интенсивного протекания реакции окисления углерода с самого начала продувки, что при отсутствии в конвертере жидкоподвижного шлака приводит к заметалливанию кислородной фурмы и котла ОКГ выносимыми капельками металла.

При содержании кремния в чугуне 0,40-0,80% и отдаче в завалку шлакообразующих материалов в количестве более 70% (от всей массы шлакообразующих материалов, необходимых на плавку), а также при содержании кремния в чугуне более 0,80% и отдаче в завалку шлакообразующих материалов в количестве более 80% (от всей массы шлакообразующих материалов, необходимых на плавку) приводит к захолаживанию плавки, затрудняется процесс растворения извести и процесс наведения жидкоподвижного шлака, в дальнейшем возможно взрывообразное протекание реакции окисления углерода, приводящее к выбросу металла из конвертера.

Способ выплавки включает в себя: завалку металлического лома, завалку шлакообразующих материалов (например, извести, ожелезненного доломита), причем при содержании кремния в чугуне 0,40-0,80% в завалку отдается шлакообразующих материалов в количестве 60-70% (от всей массы шлакообразующих материалов, необходимых на плавку), при содержании кремния в чугуне более 0,80% в завалку отдается 70-80% шлакообразующих материалов.

Далее заливают чугун и начинают продувку кислородом.

Зажигание плавки производится при повышенном положении кислородной фурмы (выше, чем при известных способах плавки, относительно уровня расплава спокойной ванны на 200-300 мм). Первый период продувки, до выхода фурмы на рабочее положение, производится постепенным опусканием кислородной фурмы, причем чем больше содержание кремния в чугуне, тем быстрее производится опускание фурмы до рабочего положения. В этот период, до образования в конвертере жидкоподвижного шлака, требуется не допустить интенсивного протекания реакции окисления углерода, что приводит к выбросу металла из конвертера и к налипанию металла на фурму. Содержание оксида углерода в отходящих газах не должно превышать 15%. В случае увеличения содержания оксида углерода необходимо снизить интенсивность продувки расплава кислородом или увеличить время выхода фурмы на рабочее положение.

После израсходования 6000-7000 м³ кислорода необходимо выходить на рабочую высоту фурмы и производить продувку в обычном режиме.

Присадку оставшейся части шлакообразующих материалов по ходу продувки производят после выхода фурмы на рабочее положение порциями по 2-3 т. В случае если на газоходе котла ОКГ имеется металлическая настыль, присадка шлакообразующих материалов производится с противоположной стороны.

Это позволит избежать выноса капель металла в первоначальный период при отсутствии в конвертере жидкоподвижного шлака и снизить заметалливание кислородной фурмы и котла ОКГ.

Пример. При выплавке стали в 370 т в кислородном конвертере в конвертер заваливают 100 т металлического лома, 7 т извести и 12 т ожелезненного доломита, далее заливают 300 т чугуна с содержанием кремния 0,74% и температурой 1355°С.

Продувку плавки кислородом начинают с интенсивностью 1100 м³/мин и при положении фурмы 5 м над уровнем расплава спокойной ванны. Далее производят ступенчатое опускание фурмы. Содержание оксида углерода в отходящих газах не превышает 15%. По израсходованию 5700 м³ кислорода фурма выходит на рабочее положение (2,8 м над уровнем спокойной ванны). Содержание оксида углерода в отходящих газах постепенно увеличивается и по израсходованию 9000 м³ кислорода достигает 46%. Далее начинают присадки оставшейся части шлакообразующих материалов в количестве 6 т порциями по 2 т через 1 мин. По израсходованию 17000 м³ кислорода фурма ступенчато опускается на высоту 2,2 м над уровнем расплава спокойной ванны и израсходованию 20150 м³ кислорода продувка расплава завершается.

Ниже приведены сведения опытных испытаний, касающихся количества подачи в завалку шлакообразующих материалов от всей массы последних, необходимых на плавку в зависимости от содержания кремния (Si) в чугуне, а именно в таблице №1 при содержании Si=0,4-0,8%, а в таблице №2 - при Si более 0,8%.

Таблица №1
№ плавки	Количество шлакообразующих материалов, подаваемых в завалку, мас.%	Примечание
1	60	Заметалливание фурмы отсутствует
2	65	Заметалливание фурмы отсутствует
3	70	Заметалливание фурмы отсутствует
4	58	Есть вынос капель металла из конвертера, заметалливание фурмы и котла ОКГ
5	72	Есть вынос капель металла из конвертера, заметалливание фурмы и котла ОКГ

Таблица №2
№ плавки	Количество шлакообразующих материалов, подаваемых в завалку, мас.%	Примечание
1	70	Заметалливание фурмы и котла ОКГ не происходит
2	75	Заметалливание фурмы и котла ОКГ не происходит
3	80	Заметалливание фурмы и котла ОКГ не происходит
4	68	Происходит заметалливание фурмы и котла ОКГ
5	82	Происходит заметалливание фурмы и котла ОКГ

Способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку в конвертер металлического лома и шлакообразующих материалов, заливку чугуна, продувку расплава кислородом через фурму с изменением ее положения над уровнем расплава, отличающийся тем, что при содержании в чугуне кремния 0,4-0,8% в завалку отдают шлакообразующие материалы в количестве 60-70% от всей массы шлакообразующих материалов, необходимой на плавку, при содержании кремния в чугуне более 0,8% в завалку отдают 70-80% от всей массы шлакообразующих материалов, в ходе продувки расплава кислородом до выхода фурмы на рабочее положение поддерживают содержание оксида углерода в отходящих газах не более 15% путем регулирования интенсивности продувки кислородом и/или времени выхода фурмы на рабочее положение, после выхода фурмы на рабочее положение в конвертер присаживают оставшуюся часть шлакообразующих материалов порциями.