Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в дуговых электропечах. Способ включает завалку металлолома в печь, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подачу в ковш шлакообразующей смеси и ферросплавов. Вводят в состав завалки железосодержащий концентрат фракцией 80-300 мм и массовой долей железа не менее 75% в количестве 3-8% от массы завалки. Использование изобретения позволяет снизить себестоимость, сократить длительность плавки, повысить степень дефосфорации стали.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в дуговых электропечах.

Известен выбранный в качестве прототипа способ выплавки стали в дуговой электропечи, включающий завалку металлолома и извести, расплавление металлолома, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш и присадку в ковш во время выпуска шлакообразующей смеси, состоящей из извести и плавикового шпата, отличающийся тем, что заливают жидкий чугун в количестве 30-60% от массы завалки при содержании в нем, мас.%: углерода 2,0-3,5, менее 0,01 кремния, менее 0,015 фосфора, менее 0,025 серы, причем чугун заливают при температуре 1280-1400°С сверху в печь после проплавления металлолома при расходе электроэнергии 180-300 кВт·ч/т металлолома, температуру в печи при окислении углерода поддерживают не более 1700°С, выпуск стали в ковш проводят с отсечкой печного шлака с оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подают в ковш во время выпуска стали шлакообразующую смесь при соотношении в ней извести и плавикового шпата (0,8-1,2):(0,2-0,5) с расходом 10-17 кг/т стали и присаживают ферросплавы [1].

Существенными недостатками данного способа выплавки стали в дуговой электропечи являются:

- повышенная себестоимость стали в связи с использованием дорогостоящего металлического лома;

- увеличенная длительность плавки из-за продолжительного времени, затрачиваемого на формирование печного шлака;

- низкая степень дефосфорации стали.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются: снижение себестоимости, сокращение длительности плавки, повышение степени дефосфорации стали.

Для этого предлагается способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи, включающий загрузку в печь завалки, содержащей металлолом, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подачу в ковш шлакообразующей смеси и ферросплавов, причем в состав завалки в количестве 3-8% от ее массы вводят железосодержащий концентрат, полученный в результате переработки отвальных шлаков мартеновского и доменного производства, фракцией 80-300 мм и массовой долей железа не менее 75%.

Заявляемые пределы подобраны опытным путем.

Увеличение фракции вводимого железосодержащего концентрата более 300 мм приводит к снижению насыпной плотности металлошихты и увеличению длительности плавки. Использование железосодержащего концентрата фракции менее 80 мм приводит к образованию большого количества шлака, снижению производительности электропечных установок.

Применение железосодержащего концентрата с содержанием железа менее 75% приводит к повышенному шлакообразованию и увеличению длительности плавки.

Введение железосодержащего концентрата более 8% от массы завалки в ряде случаев приводит к поломке электродов в связи с высоким содержанием нетокопроводящей составляющей в концентрате. При снижении количества железосодержащего концентрата менее 3% от массы завалки не удавалось обеспечить более раннее по сравнению с существующей технологией формирование шлака и повысить степень дефосфорации стали.

Заявляемый способ выплавки стали был реализован при выплавке стали в дуговых электросталеплавильных печах типа ДСП-100И7. Выплавку проводили с использованием жидкого чугуна в количестве 25-40% от массы металлозавалки. Завалку металлолома проводили на оставшийся от предыдущей плавки шлак и металл массой 10-15 тонн. В составе завалки использовали железосодержащий концентрат, полученный в результате переработки отвальных шлаков мартеновского и доменного производства. Железосодержащий концентрат получали на установках переработки шлаков цеха шлакопереработки, фракцией 80-300 мм, массовой долей железа 75-89% и 11-25% шлаковой составляющей доменного и мартеновского производства. Железосодержащий концентрат загружали в середину бадьи, предназначенной для основной завалки. Для ускорения процесса проплавления металлошихты и окисления углерода использовали виртуальные фурмы горелки фирмы BSE, продувку кислородом проводили с общим расходом кислорода 8000-10000 м³/ч. Заливку чугуна осуществляли в печь сверху через носок чугуновозного ковша. Дефосфорацию осуществляли присадкой в печь через сводовое отверстие извести по 100-200 кг и спуском шлака самотеком через порог рабочего окна. Использование железосодержащего концентрата позволило (в связи с содержанием шлаковой составляющей) за счет раннего формирования шлака в печи повысить степень дефосфорации с 38-46% до 54%.

После достижения необходимой температуры и содержания углерода нераскисленный металл выпускали без шлака при включенной печи в ковш. Во время выпуска металла из печи в ковш присаживали шлакообразующую смесь, состоящую из 400 кг извести и 200 кг плавикового шпата, а также силикомарганец из расчета введения марганца на нижний предел содержания его в готовой стали. Во время выпуска стали в ковш металл продувался азотом через донную пористую фурму с расходом до 20 м³/ч при давлении до 0,7 МПа. После выпуска ковш транспортировался на агрегат «ковш-печь» (АКП), где производилось дальнейшее доведение стали до требуемого химического состава и температуры разливки. Разливка стали проводилась на четырехручьвых МНЛЗ с сечением кристаллизатора 300×330 мм.

Заявляемый способ обеспечил снижение себестоимости стали на 0,94%, сокращение длительности плавки на 1 мин, повышение степени дефосфорации стали на 1,8%.

Источник информации

1. Пат. РФ 2258084 С21С 5/52.

Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи, включающий загрузку в печь завалки, содержащей металлолом, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подачу в ковш шлакообразующей смеси и ферросплавов, отличающийся тем, что в состав завалки в количестве 3-8% от ее массы вводят железосодержащий концентрат, полученный в результате переработки отвальных шлаков мартеновского и доменного производства, фракцией 80-300 мм и массовой долей железа не менее 75%.