Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу получения стали в дуговой сталеплавильной печи. Способ включает завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака, выпуск части шлака из печи и стали из печи, при этом в период рафинирования при достижении температуры металла 1580-1610°С и при израсходовании 75-88% электроэнергии на плавку в ванну в два приема вводят высокомагнезиальный материал, содержащий более 80% MgO, в количестве 6,5-10,0 кг/т стали для получения магнезиального шлака с содержанием 5,1-10,0% MgO и формирования на футеровке износоустойчивого гарнисажа и оставляют упомянутый магнезиальный шлак в печи на следующую плавку. Использование изобретения позволяет увеличить стойкость футеровки печи на 50% и снизить расход электроэнергии на 25-45 кВт·ч/т стали.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к способу получения стали в дуговой сталеплавильной печи (ДСП).

Известен способ получения стали, включающий завалку в дуговую электросталеплавильную печь металлолома, заливку чугуна, расплавление металлошихты, окисление газообразным кислородом с дефосфорацией стали, скачивание шлака через порог рабочего окна, выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и доводку стали по химическому составу, отличающийся тем, что во время плавления металлошихты вводят смесь, содержащую магнезитовый порошок фракции 1-10 мм, и известь при соотношении магнезитового порошка к извести 1:(3,2-8,0) в количестве 3,5-7,8% от массы плавки до достижения концентрации в шлаке MgO=6-17%, СаО=30-60%, продувку газообразным кислородом производят до достижения концентрации в шлаке FeO=13-43%, а при выпуске стали в ковш осуществляют присадку извести и плавикового шпата в количестве соответственно 0,6-2,0% и 0,1 -0,3% от массы жидкой стали и осуществляют доводку стали по химическому составу на агрегате типа «ковш-печь» (Патент РФ №2364632 МПК С21С 5/52).

Недостатком данного способа является то, что из-за низкой температуры ванны во время плавления металлошихты магнезитовый порошок образует в шлаке труднорастворимые магнезиальные соединения, что увеличивает продолжительность формирования высокомагнезиального шлака. Повышенная вязкость шлака препятствует эффективной дефосфорации металла в благоприятный для нее период, а футеровка остается незащищенной от химического воздействия окисленного шлака с начала плавки до завершения усвоения магнезитового порошка.

Известен способ выплавки рельсовой стали в дуговой электропечи, включающий завалку в печь металлолома, заливку жидкого чугуна, присадку извести, расплавление металлошихты, окисление углерода продувкой газообразным кислородом, дефосфорацию путем присадки железной руды и извести, скачивание окислительного шлака через порог рабочего окна, выпуск стали с отсечкой печного шлака в ковш, присадку в ковш во время выпуска смеси извести, плавикового шпата и ферросплавов и дальнейшую доводку стали по химическому составу на агрегате типа ковш-печь, отличающийся тем, что известь вводят в составе смеси, содержащей магнезитовый порошок фракции 1-10 мм с содержанием MgO не менее 74% и известь при соотношении магнезитового порошка и извести 1:(3,2-8,1) в количестве 20-78 кг/т стали до получения в шлаке концентрации MgO=6-17%, а СаО не менее 30%, причем осуществляют продувку газообразным кислородом для получения концентрации FeO в шлаке не менее 13%, при выпуске стали в ковш присаживают известь и плавиковый шпат в количестве соответственно 6-15 кг/т стали и 1-3 кг/т стали, а также марганецсодержащие ферросплавы из расчета введения марганца на соответствующее нижнему пределу его содержания в готовой стали, причем доводку стали по химическому составу на агрегате типа ковш-печь начинают после раскисления шлака в ковше и получения концентрации FeO в шлаке не более 1,0% (Патент РФ №2350661, МПК С21С 5/52).

Недостатком данного способа является то, что из-за низкой температуры ванны во время плавления металлошихты формирование высокомагнезиального шлака при использовании магнезитового порошка, образующего при этих условиях труднорастворимые магнезиальные соединения, затягивается до рафинировочного периода. Из-за повышенной вязкости шлака во время плавления металлошихты и окислительный период дефосфорация металла затруднена, вследствие чего приходится увеличивать основность шлака и вводить дополнительно железную руду, при этом происходит химический износ футеровки окисленным шлаком с начала плавки до завершения усвоения магнезитового порошка. Повышенное количество печного шлака снижает энергоэффективность увеличения стойкости пены из высокомагнезиальных шлаков.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому техническому решению является способ получения стали в дуговой электросталеплавильной печи, включающий загрузку лома и чугуна, их расплавление и последующее рафинирование полученного металлического расплава путем ввода шлакообразующих и вдувания в ванну кислорода и угля, отличающийся тем, что регулируют вязкость и рафинирующие свойства шлака в периоды расплавления чугуна и лома и рафинирования металлического расплава, при этом в период расплавления чугуна и лома шлакообразующие вводят в количестве, обеспечивающем содержание в шлаке 3-5% MgO и отношение СаО к SiO2 от 2 до 2,5 при содержании FeO от 20 до 30%, а в начале периода рафинирования металлического расплава при достижении температуры 1540-1550°С шлакообразующие вводят в количестве, обеспечивающем содержание в шлаке 7-16% MgO и отношение СаО к SiO2 от 2 до 3 при содержании FeO от 15 до 25%, причем после каждого периода вспененный шлак скачивают через порог рабочего окна (Патент РФ №2393235, МПК С21С 5/52, С21С 7/076).

Недостатком данного способа является низкое содержание оксида магния в шлаке периода плавления, что приводит к химическому износу футеровки до усвоения второй порции магнезиального материала и окончания формирования насыщенного MgO шлака. Концентрация насыщения MgO в основных шлаках в зависимости от их химического состава при реальных температурах электросталеплавильного процесса составляет 7-12%.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение стойкости огнеупорной футеровки ДСП и снижение расхода электроэнергии на плавку.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи, включающем завалку, нагрев и расплавление металлошихты, присадку шлакообразующих материалов, проведение окислительного рафинирования, продувку ванны кислородом, вспенивание шлака и выпуск полупродукта из печи, в период рафинирования при израсходовании 75-88% электроэнергии на плавку для формирования на футеровке износоустойчивого гарнисажа в ванну в два приема вводят высокомагнезиальный материал, содержащий более 80% MgO, в количестве (6,5-10,0) кг/т стали и оставляют шлак с высокомагнезиальными соединениями в печи на следующую плавку для формирования магнезиального шлака периода плавления с содержанием 5,1-10,0% MgO.

Введение высокомагнезиального материала в ванну при высокой температуре и наличии окисленного основного шлака способствует быстрому усвоению оксида магния и образованию тугоплавких магнезиальных соединений, которые оседают и привариваются на огнеупорной футеровке ДСП в процессе движения вспененного шлака и образуют износостойкий гарнисаж, а оставление в печи шлака с неусвоенными высокомагнезиальным гарнисажем и соединениями, обеспечивающими раннее формирование магнезиального шлака периода плавления способствует увеличению стойкости футеровки и раннему образованию шлаковой пены. Вследствие повышенной устойчивости пены магнезиальных шлаков снижается расход электроэнергии на плавку.

Момент ввода высокомагнезиального материала в ДСП определен исходя из достижения температуры металла 1580-1610°С при израсходовании 75-88% электроэнергии. При вводе высокомагнезиального материала в ДСП ранее 75% израсходования электроэнергии он из-за низкой температуры ванны медленно усваивается и часть нерастворившегося материала теряется с удаляемым в это время шлаком. При вводе высокомагнезиального материала после израсходования 88% электроэнергии он не успеет полностью усвоиться шлаком из-за ограниченного периода времени, что может привести к налипанию высоковязкой массы нерастворившегося материала на откосах печи во время выпуска плавки и изменению профиля рабочего пространства.

Расход высокомагнезиального материала на плавку определен с учетом того, что: масса шлака в печи в конце плавки составляет 35-45 кг/т стали; из высокомагнезиального материала 30% оксида магния переходит в гарнисаж; в результате механического воздействия металлошихты во время ее загрузки, термического воздействия электрических дуг из поврежденной футеровки печи и растворения гарнисажа по ходу плавки в шлак поступает MgO в количестве 2-4 кг/т стали. При расходе высокомагнезиального материала менее 6,5 кг/т содержание MgO в шлаке периода плавления составит менее 5,1%, что на 30% менее концентрации насыщения MgO, в результате чего будет происходить заметная химическая эрозия огнеупорной футеровки. При расходе высокомагнезиального материала более 10 кг/т стали содержание MgO в шлаке периода плавления составит более 10%, что из-за низкой температуры ванны превышает концентрацию насыщения, в результате чего образуется шлак с повышенной вязкостью и пониженной дефосфорирующей способностью.

Заявляемый способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи был реализован в ДСП-135. Выплавка стали производилась следующим образом. В ДСП загружали 130-135 т углеродистого лома, 2,8-3,1 т антрацита и 4,0-4,5 т извести. В период плавления производили продувку ванны кислородом с одновременным вдуванием углеродсодержащего материала для вспенивания шлака и удаление части шлака из печи через порог рабочего окна. После израсходования 38-42 МВт·ч (79-83%) электроэнергии на плавку в печь в два приема загружали 0,85-1,3 т (6,5-10,0 кг/т стали) высокомагнезиального материала, содержащего 86%) MgO, на футеровке стен образовывался гарнисаж. Шлак с высокомагнезиальными соединениями оставляли в печи на следующую плавку, что обеспечивало концентрацию в шлаке периода плавления 5,4-8,6%. Содержание фосфора в стали составляло 0,003-0,007%, содержание FeO в конечных шлаках составляло 20-26%, их основность была 2,2-2,5 единиц.

Заявляемый способ позволяет увеличить стойкость футеровки ДСП-135 на 50%, снизить расход электроэнергии на 25-45 кВт·ч/т стали.

Способ выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи, включающий завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака и удалением части шлака из печи, выпуск стали из печи, отличающийся тем, что в период окислительного рафинирования при достижении температуры металла 1580-1610°C и при израсходовании на плавку 75-88% электроэнергии в ванну в два приема вводят высокомагнезиальный материал, содержащий более 80% MgO, в количестве 6,5-10,0 кг/т стали для получения магнезиального шлака с содержанием 5,1-10,0% MgO и формирования на футеровке стен печи износоустойчивого гарнисажа, при этом упомянутый магнезиальный шлак оставляют в печи на следующую плавку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам загрузки шихты, например, металлизованных окатышей и других сыпучих материалов в плавильные агрегаты. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам контроля окисленности шлака и металла при выплавке сплавов на основе железа в электродуговых печах переменного тока.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в машиностроении для производства дешевого инструмента, в частности выглаживателей для деталей из цветных металлов.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции дуговых электропечей. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству (1) для опрокидывания металлургического плавильного сосуда (50, 55) электродуговой печи (101, 101'). Устройство содержит опрокидываемую рабочую площадку (2) печи, которая имеет отверстие (3) для размещения плавильного сосуда (50, 55), а также дополнительно имеет привод для опрокидывания рабочей площадки (2) печи, содержащий по меньшей мере один шарнирно соединенный с рабочей площадкой (2) печи подъемный цилиндр (4а). При этом устройство дополнительно содержит блокировочное приспособление (5а, 5b) для фиксации угла опрокидывания рабочей площадки (2) печи. Рабочая площадка (2) печи выполнена с возможностью введения в отверстие (3) по меньшей мере двух различных видов плавильных сосудов (50, 55), которые различаются относительно расположения их выпускных отверстий (51, 56) и подлежащего установке при выпуске максимального угла опрокидывания, и при этом обеспечивается возможность фиксации соответствующего максимального угла опрокидывания по меньшей мере для каждого из двух видов плавильных сосудов (50, 55). Кроме того, изобретение относится к металлургической плавильной системе (100, 100') с устройством (1) и к способу с применением такой металлургической плавильной системы. При использовании изобретения обеспечивается возможность рациональной выплавки нержавеющей и углеродистой стали. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в электродуговых, индукционных печах или в газовых вагранках с копильником осуществляют перегрев расплава при температуре выше температуры ликвидуса на 10…400°С и используют науглероживатель с расположенными на его поверхности наноструктурированными частицами графита с размером 0,00001…0,01 мкм и в количестве 0,0001-0,01%, обеспечивающем образование заданной концентрации центров зарождения графитной фазы. Изобретение обеспечивает получение железоуглеродистого сплава с высокими физико-механическими свойствами, высокой степенью науглероживания, длительным эффектом сохранения степени науглероживания, отсутствием пироэффекта, а также улучшает экологические условия производства чугуна. 1 табл.

Изобретение относится к области получения металла в электродуговой печи. Технический результат - повышение точности прогнозирования состояния твердого материала в электродуговой печи. Согласно способу определения кусковатости для твердого материала, в особенности скрапа, в электродуговой печи определяют ток электрода, подведенный к электроду (3а, 3b, 3с) для образования электрической дуги между электродом (3а, 3b, 3с) и твердым материалом. При этом из определенного сигнала тока (I(t)) электрода определяют меру эффективного значения определенного тока электрода. Причем из определенного тока (I(t)) электрода определяют (32) составляющую тока, относящуюся к частотному диапазону определенного тока электрода (3а, 3b, 3с), а в качестве значения кусковатости (М) формируют отношение составляющей тока и эффективного значения. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродуговой печи. Электродуговая печь (4) содержит камеру (8) для расплавленной стали, свод (12), который закрывает камеру (8) и ограничивает массу стального лома, электроды (16) для плавления массы металлолома и установленную на основании (24) опору (20). Камера (8) опирается на опору (20) с возможностью качания вокруг оси вращения (X-X). Свод (12) и камера (8) имеют взаимодополняющий профиль, который образует соединение поворотного типа относительно оси вращения (X-X). Во время качания камеры (8) свод (12) остается неподвижным относительно основания (24), при этом камера (8) остается в закрытом положении. Использование изобретения обеспечивает компактность камеры печи и исключает возможность утечки газов. 32 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к управлению плавкой металлической шихты в электропечи. Способ включает взвешивание ванны с размещенной в ней металлической шихтой посредством взвешивающих элементов. В качестве взвешивающих элементов используют распределенные по периметру ванны тензодатчики, закрепленные на опорах. Измеренные взвешивающими элементами изменения значений веса ванны передают в устройство управления. Получают информацию о распределении металлической шихты внутри ванны и при помощи устройства управления задают направление выгрузки металлической шихты в ванну. Использование изобретения предотвращает локальное скопление и/или неоптимальное распределение материала шихты внутри электропечи. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и устройству динамического регулирования процесса плавления в электродуговой печи. Способ включает измерение по меньшей мере одной первой температуры по меньшей мере одной горелки, при этом указанная температура основывается на излучаемом в направлении по меньшей мере одного детектора инфракрасного излучения по меньшей мере в одной горелке инфракрасном излучении. По меньшей мере одну первую температуру коррелируют с длиной d горящего по меньшей мере у одной горелки пламени, которая пропорциональна расстоянию между находящимся в печном пространстве загруженным материалом и по меньшей мере одной горелкой. По меньшей мере одну первую температуру используют для образования по меньшей мере одного регулировочного сигнала для динамического регулирования по меньшей мере одного блока, содержащего по меньшей мере одну горелку. Кроме того, изобретение относится' к устройству для динамического регулирования процесса плавления в электродуговой печи, а также к электродуговой печи, содержащей по меньшей мере одно такое устройство. Использование изобретения обеспечивает улучшение управления или регулирования работы горелки в реальном времени. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу управления процессом плавления твердого материала в электродуговой печи. Способ включает подачу в электродуговую печь твердого материала, его расплавление посредством сформированной по меньшей мере одним электродом электрической дуги. Определяют меру (ММ) для массы скопившейся на стенке электродуговой печи части твердого материала и на основе определенной меры (ММ) управляют параметрами процесса плавления. Для определения меры массы скопившейся на стенке части твердого материала применяют модель для вынужденных колебаний. Использование изобретения обеспечивает снижение опасности для электродов, обусловленной обрушениями скрапа. 4 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - повышение качества регулирования и оптимизация дожигания окиси углерода. Согласно способу регулирования выбросов окиси углерода электродуговой печи определяют высоту вспененного шлака в по меньшей мере трех зонах корпуса печи на основе измерения корпусного шума и соотносят с содержанием окиси углерода в отходящем газе электродуговой печи. Ввод углерода и/или подачу кислорода в по меньшей мере одной из по меньшей мере трех зон регулируют таким образом, что высота вспененного шлака поддерживалась ниже максимального значения, коррелированного с допустимым предельным значением для окиси углерода в дожигаемом отходящем газе. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве металлошихты для выплавки стали в дуговых электропечах. Синтетический композиционный шихтовый материал содержит железоуглеродистый сплав, углеродосодержащее вещество и железосодержащий окисленный компонент, включающий оксид железа (Fe2O3) и монооксид железа (FeO), при следующем соотношении компонентов, мас.%: монооксид железа 5-30, оксид железа 0-10, углеродосодержащее вещество 0,1-5, железоуглеродистый сплав - остальное. Изобретение позволяет уменьшить энергетические затраты процессов получения высококачественной стали и сократить потери времени плавки. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали в дуговых сталеплавильных печах (ДСП). Способ включает подачу в печь металлолома, чугуна, железо-магниевого концентрата, шлакообразующего материала, углеродсодержащего материала, плавление шихты, формирование покровного шлака и выпуск стали в сталеразливочный ковш, при этом железо-магниевый концентрат вводят в виде брикетов размером 20-80 мм поверх металлического лома, причем 1-75% железо-магниевого концентрата вводят в завалку металлошихты на металлолом до начала периода плавления, а оставшиеся 25-99% железо-магниевого концентрата вводят не ранее 0,1 и не позднее 0,9 общей длительности периода плавления, причем железо-магниевый концентрат вводят в количестве, обеспечивающем достижение соотношения между содержанием оксида магния в шлаке и футеровке печи в пределах 0,05-0,16, при этом основность шлака обеспечивают на уровне 1,7-4,5 единиц, а в период формирования покровного шлака производят вдувание в шлак углеродсодержащего материала в количестве 0,1-100 кг/т шлака для вспенивания шлака и восстановления железа из его оксидов. Изобретение позволяет увеличить усвоение железосодержащего материала и стойкость огнеупорной футеровки.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу получения стали в дуговой сталеплавильной печи. Способ включает завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака, выпуск части шлака из печи и стали из печи, при этом в период рафинирования при достижении температуры металла 1580-1610°С и при израсходовании 75-88 электроэнергии на плавку в ванну в два приема вводят высокомагнезиальный материал, содержащий более 80 MgO, в количестве 6,5-10,0 кгт стали для получения магнезиального шлака с содержанием 5,1-10,0 MgO и формирования на футеровке износоустойчивого гарнисажа и оставляют упомянутый магнезиальный шлак в печи на следующую плавку. Использование изобретения позволяет увеличить стойкость футеровки печи на 50 и снизить расход электроэнергии на 25-45 кВт·чт стали.

Наверх