Способ выплавки стали в конвертере

Авторы патента:

C21C5/28 - получение стали в конвертерах

Владельцы патента RU 2583216:

Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах. Способ включает загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку металла кислородом через фурму, изменение интенсивности подачи кислорода по ходу продувки, ввод измерительной фурмы для измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода. Во время продувки измеряют состав отходящих газов, момент ввода измерительной фурмы определяют по снижению содержания в отходящих газах монооксида углерода со скоростью не менее 1% в секунду и увеличению содержания в отходящих газах кислорода со скоростью не менее 0,3% в секунду и осуществляют ее ввод при прекращении продувки расплава кислородом. Продувку металла кислородом начинают при положении фурмы над уровнем металлической ванны 2,8-2,2 м с интенсивностью продувки расплава 1100-1200 м³/мин, затем после израсходования кислорода в количестве 15-17,5 тыс.м³ фурму опускают от уровня ниже 2,2 до 1,6 м, а интенсивность продувки расплава кислородом устанавливают 1200-1300 м³/мин. Изобретение позволяет уменьшить потери железа со шлаком, снизить расход кислорода и уменьшить количество переокисленных плавок. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах.

Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом. В период возраста футеровки менее 25% компании начинают продувку металла кислородом при положении фурмы относительно спокойной ванны 50-55 калибров и давлении кислородной струи на металл 4,7-7,0 ГПа. Через 3-6% времени продувки давление кислородной струи увеличивается и далее увеличивается каждые 1-3% времени продувки по формуле Δ_D=0,0153·τ^2,2715+13,075, где Δ_D - величина увеличения давления по отношению к предыдущему значению, %; τ - время кислородной продувки. После израсходования кислорода 8-12 м³/т фурму устанавливают в рабочее положение [Патент RU 2126840, МПК С21С 5/28, С21С 5/32, 1999].

Недостатками данного способа являются: высокий уровень потерь железа со шлаком, повышенный расход кислорода, а также высокое количество переокисленных плавок (содержание кислорода в металле более 1000 ppm) из-за отсутствия контроля содержания углерода в металле в конце продувки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы (ИФ), доводку при необходимости плавки по температуре и содержанию углерода. ИФ вводят для измерения температуры металла и содержания углерода. Момент ввода ИФ определяют по формуле: А=(60,0-62,5)+В, где А - количество израсходованного кислорода на плавку, %; В - доля лома в шихте плавки, %; (60,0-62,5) - эмпирические коэффициенты [Патент RU 2125100, МПК С21С 5/35, 1999].

Недостатками данного способа являются: высокий уровень потерь железа со шлаком, повышенный расход кислорода, увеличенное время выплавки стали из-за затрат времени на изменение давления кислорода регулирующим клапаном и проведения дополнительных операций при сниженном расходе кислорода, а также невысокая точность производимого замера температуры и содержания углерода из-за непрекращающейся подачи кислорода.

Технический результат изобретения - уменьшение потерь железа со шлаком, снижение расхода кислорода, уменьшение количества переокисленных плавок.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства стали в кислородном конвертере, включающем загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку металла кислородом через фурму, изменение интенсивности подачи кислорода по ходу продувки, ввод измерительной фурмы и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода при необходимости доводку плавки по температуре и содержанию углерода, согласно изобретению во время продувки измеряют состав отходящих газов, ввод измерительной фурмы осуществляют при прекращенной продувке расплава кислородом, а момент ввода измерительной фурмы определяют по снижению содержания в отходящих газах монооксида углерода со скоростью не менее 1% в секунду и увеличению содержания в отходящих газах кислорода со скоростью не менее 0,3% в секунду.

Продувку металла кислородом начинают при положении фурмы относительно уровня спокойной ванны 2,8-2,2 метра и интенсивности продувки расплава кислородом 1100-1200 м³/мин, затем после израсходования кислорода в количестве 15-17,5 тыс.м³ фурму опускают до уровня 2,2-1,6 метра от уровня спокойной ванны, а интенсивность продувки расплава кислородом устанавливают 1200-1300 м³/мин.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Ввод измерительной фурмы осуществляют при прекращенной продувке расплава кислородом для повышения точности замера температуры и содержания углерода.

Экспериментально установлено, что снижение содержания в отходящих газах монооксида углерода со скоростью не менее 1% в секунду при одновременном увеличении содержания в отходящих газах кислорода со скоростью не менее 0,3% в секунду свидетельствует о том, что в расплаве достигнуто требуемое содержание углерода (порядка 0,05-0,07%).

Продувка металла кислородом при положении фурмы относительно уровня спокойной ванны более 2,8 метра или снижении интенсивности продувки ниже уровня 1100 м³/мин не позволяет обеспечить стабильное усвоение кислорода расплавом. Продувка металла кислородом при положении фурмы относительно уровня спокойной ванны менее 2,2 метра или повышении интенсивности продувки выше 1200 м³/мин приводит к повышенному угару железа.

Снижение положения уровня фурмы после израсходования кислорода в количестве 15-17,5 тыс.м³ относительно уровня спокойной ванны менее 2,2 метра и увеличение интенсивности продувки до значений в диапазоне 1200-1300 м³/мин необходимо для интенсификации процесса окисления углерода при его пониженном содержании на завершающей стадии продувки.

Понижение фурмы ниже уровня 1,6 метра повышает риск ее заметалливания и прогара. Продувка при положении фурмы более 2,2 метра приводит к снижению степени усвоения кислорода.

Интенсивность продувки расплава кислородом на завершающей стадии в диапазоне 1100-1200 м³/мин позволяет получить необходимое по площади пятно входа кислорода и требуемый уровень погружения его струи в расплав.

Пример реализации способа

Предложенный способ выплавки стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе.

В кислородный конвертер загружали лом, заливали чугун, производили продувку указанным способом. Опираясь на показания газоанализатора по составу отходящих газов (содержание монооксида углерода и кислорода), производили отсечку кислорода и замер температуры и содержания углерода измерительным зондом. В 55% случаев полученные результаты замеров позволяли сразу осуществлять выпуск металла в сталь-ковш. По существующей ранее технологии выпуск металла в сталь-ковш без додувок производился лишь в 35% случаев.

Проведенные эксперименты показали, что содержание FeO в шлаке после реализации данного технического решения было снижено на 2%, а расход кислорода снизился на 1,4 м³/т стали.

Таким образом, предложенный способ производства стали в кислородном конвертере позволяет уменьшить потери железа со шлаком, снизить расход кислорода и тем самым уменьшить количество переокисленных плавок.

1. Способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку металла кислородом через фурму с изменением интенсивности подачи кислорода по ходу продувки, ввод измерительной фурмы для измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода, отличающийся тем, что во время продувки определяют состав отходящих газов, причем момент ввода измерительной фурмы определяют по снижению содержания в отходящих газах монооксида углерода со скоростью не менее 1% в секунду и увеличению содержания в отходящих газах кислорода со скоростью не менее 0,3% в секунду и осуществляют ввод фурмы при прекращении продувки расплава кислородом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продувку металла кислородом начинают при положении фурмы над уровнем металлической ванны 2,8-2,2 м с интенсивностью продувки расплава 1100-1200 м³/мин, затем после израсходования кислорода в количестве 15-17,5 тыс.м³ фурму опускают от уровня ниже 2,2 до 1,6 м, а интенсивность продувки расплава кислородом устанавливают 1200-1300 м³/мин.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве марганецсодержащей стали с использованием в качестве легирующих - оксидных марганецсодержащих материалов.

Способ производства низколегированной трубной стали // 2574529

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству качественных сталей с внепечной обработкой. В способе осуществляют выпуск металла в сталь-ковш при температуре металла не менее 1680°C в течение не менее 4 мин, во время выпуска присаживают кальцийсодержащие шлакообразующие материалы в количестве не менее 2,8 кг/т стали и марганецсодержащие ферросплавы в количестве не более 7 кг/т стали, затем в течение 7-15 мин производят вакуумирование металла, после чего осуществляют ввод алюминия до его содержания в металле в количестве 0,04-0,06%, легирование кремний- и марганецсодержащими ферросплавами в количестве 5-20 кг/т стали, затем на установке печь-ковш проводят нагрев металла до температуры 1620-1650°C, производят ввод кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали, после чего осуществляют повторное вакуумирование металла в течение 13-18 мин, а затем выполняют окончательное легирование металла и его обработку кальцийсодержащим реагентом в количестве 0,05-0,3 кг/т стали.

Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава // 2566230

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к способу переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава.

Способ изготовления аустенитной нержавеющей стали из латеритной никелевой руды и хромитовой руды // 2539280

Способ изготовления аустенитной нержавеющей стали из латеритной никелевой руды и хромитовой руды включает определение содержания никеля в латеритной никелевой руде.

Способ производства стали // 2533071

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству коррозионностойкой стали с внепечной обработкой и разливкой на установке непрерывной разливки.

Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной стали для железнодорожных рельсов // 2527508

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку в конвертер твердых шихтовых материалов, заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом через фурму.

Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной рельсовой стали // 2525969

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали. Способ включает продувку расплава кислородом, выпуск расплава в ковш, наводку покровного шлак в ковше, обработку расплава в вакууматоре.

Способ получения вспененного шлака на расплаве нержавеющего металла в конвертере // 2518837

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения нержавеющей стали в конвертере. Способ включает введение вспенивающего материала между слоем шлака, образовавшегося в результате окислительного рафинирования в конвертере, и расплавленным металлом в виде смеси из оксида металла или носителя железа, углерода и связующего материала в виде гранул или брикетов.

Способ производства низколегированной трубной стали // 2487171

Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к способу производства качественных сталей. .

Способ повышения степени извлечения ванадия при конвертировании природно-легированных чугунов // 2465338

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерной переработке ванадийсодержащего чугуна. .

Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере // 2586948

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу выплавки рельсовой стали из фосфористого чугуна в кислородном конвертере. Способ включает нанесение гарнисажа и оставление в конвертере остатков шлака предыдущей плавки, заливку фосфористого чугуна, продувку расплава кислородом при переменном положении фурмы, присадку сыпучих материалов и скачивание шлака. Продувку ведут в три периода до содержания углерода в металле 0,3…0,6%, производя три скачивания шлака на 5…6, 13…14 и 17…18 минутах продувки. В начале каждого периода фурму располагают на расстоянии 2500…3000 мм от уровня поверхности металлической ванны в конвертере с пошаговым опусканием фурмы до 1000…1200 мм в конце периода. Сыпучие материалы присаживают порциями в течение первых 5…6 минут продувки каждого периода, после чего производят кратковременную додувку продолжительностью 30…90 сек для увеличения температуры металла до 1640…1650°С. Фурму опускают с шагом 200…250 мм, а число шаговых опусканий составляет 6…8. Использование изобретения обеспечивает получение высококачественной рельсовой стали с высоким содержанием углерода, низкой окисленностью и низким содержанием фосфора. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Способ выплавки стали в кислородном конвертере // 2594996

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения стали из железоуглеродистого полупродукта. В качестве алюминийсодержащих отходов используют лом алюминия, который брикетируют с ломом черных металлов, причем доля лома алюминия в брикетах составляет не более 20%, а его количество на плавку составляет 0,3-2,5% от массы стали, при этом продувку кислородом осуществляют после подачи жидкого железоуглеродистого полупродукта, упомянутых брикетов и шлакообразующих материалов, а шлакообразующие материалы, содержащие оксиды кальция и магния, подают из расчета получения шлака эвтектического состава в системе СаО-Al2O3-MgO: СаО 45-48%, Al2O3 45-48%, MgO 5-7%. Изобретение позволяет увеличить долю лома черных металлов при производстве стали, повысить производительность кислородного конвертера за счет увеличения выхода жидкой стали, уменьшения времени продувки кислородом, повышения стойкости футеровки и снижения расхода кислорода. 2 пр.

Способ и система доставки газа и зернистого материала для металлургического агрегата // 2598429

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для загрузки зернистого материала в металлургический агрегат через фурменную систему. Устройство содержит металлургическую фурму, имеющую внутренний ствол, сообщающийся с головкой фурмы и коллектором фурмы, впускную трубу для зернистого материала, вспомогательную трубу для газа-носителя, внешнюю трубу, первый конец которой свободно сообщен с внутренним стволом в коллекторе фурмы и второй конец герметично сочленен с внешней стороной впускной трубы для зернистого материала, при этом первая часть впускной трубы расположена соосно внешней трубе, а на второй части, выступающей из внешней трубы, расположен запорный клапан, первый конец вспомогательной трубы для газа-носителя свободно сообщен с внешней трубой, а на втором ее конце расположен по меньшей мере один клапан регулирования давления, причем первый конец вспомогательной трубы расположен между местом герметичного сочленения внешней трубы с впускной трубой для зернистого материала и первым концом упомянутой впускной трубы. Изобретение позволяет сократить время нагревания в технологическом процессе, связанное с оптимизацией скорости растворения известковой добавки, при этом срок эксплуатации головки фурмы будет продлен, поскольку известь будет защищать головку от излучения ванны. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ выплавки металла в конвертере // 2603759

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выплавке металла в конвертере. Способ включает завалку лома, заливку чугуна, продувку расплава металла кислородом, присадку магнийсодержащих шлакообразующих материалов по ходу продувки, раздув азотом шлака, оставленного в конвертере после слива из него металла. Перед началом продувки расплава металла кислородом определяют количество присаживаемых по ходу продувки магнийсодержащих шлакообразующих материалов на основании прогнозируемых данных о составе шлака перед выпуском плавки и величине шлаковой коррозии футеровки конвертера. Затем осуществляют продувку расплава металла кислородом, по ходу которой осуществляют присадку магнийсодержащих шлакообразующих материалов. Осуществляют слив металла из конвертера и перед началом раздува азотом оставленного в конвертере шлака на него присаживают магний- и углеродсодержащие материалы в количестве 1-3,0 и 0,3-1,0 т соответственно. В качестве магний- и углеродсодержащих материалов используют доломит осушенный и кокс. Раздув шлака азотом осуществляют в течение 1-8 мин. Использование изобретения обеспечивает снижение расхода магнийсодержащих шлакообразующих материалов. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ выплавки стали в кислородном конвертере // 2608008

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу выплавки стали в кислородном конвертере. Способ включает подачу в кислородный конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита, последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии. Одновременно с продувкой кислородом в расплав дополнительно вводят порциями сырую сидеритовую руду с интервалом от 1 до 1,5 минут в количестве 1,0-1,5% от суммы расхода металлошихты при соотношении сырой сидеритовой руды к количеству металлолома в шихте 0,08:1-0,16:1. Кроме того, используют сырую сидеритовую руду класса крупности 20-60 мм и с содержанием железа не менее 25% и оксида магния не менее 9%. Заявляемый способ позволяет повысить качество выплавляемой стали и увеличить выход годного металла. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Способ выплавки стали в кислородном конвертере // 2612246

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу выплавки стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей. В качестве твердой шихты используют металлический лом и полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и окислов железа. Полуфабрикат для металлургического передела изготавливают в виде спрессованных пакетов, внутрь которых перед прессованием помещают капсулы, наполненные окислами железа с содержанием железа не менее 55% и влажностью не более 12%. Массовая доля окислов в пакете составляет 35-45%, а массовая доля спрессованных пакетов - 20-45% от суммарной массы металлического лома и спрессованных пакетов. В качестве капсул используют емкости из железосодержащих материалов. Использование способа обеспечивает сокращение расхода металлического лома и снижение себестоимости выплавки стали. 1 табл., 1 пр.

Способ выплавки стали в конвертере // 2620217

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородных конвертерах. В способе осуществляют завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку шлакообразующих материалов по ходу продувки. После окончания продувки металла кислородом осуществляют замер окисленности металла и в зависимости от его значения в конвертер присаживают высокомагнезиальный флюс в количестве 0,3-4,0 кг/т стали, имеющий состав, мас. %: оксид магния 47,0-65,0, оксид кальция 1,0-10,0, потери при прокаливании 25,0-45,0 и неизбежные примеси остальное, причем при окисленности металла менее 400 ppm присаживают 0,3-2,0 кг/т стали, при окисленности металла 400-1200 ppm - 0,5-3,0 кг/т стали, а при окисленности металла более 1200 ppm - 1,0-4,0 кг/т стали упомянутого флюса, при этом при окисленности металла 400-1200 ppm и более 1200 ppm в конвертер дополнительно присаживают алюминийсодержащий материал, состоящий из 3,0-20,0% алюминия металлического и 35,0-65,0% оксида алюминия, в количестве 0,2-1,5 кг/т стали и 0,5-2,0 кг/т стали соответственно. После слива металла, производят нанесение шлакового гарнисажа на футеровку конвертера методом раздува шлака азотом, во время которого осуществляют присадку высокомагнезиального флюса в количестве до 4,0 кг/т стали и/или кокса в количестве до 5,0 кг/т стали. Изобретение позволяет повысить выход годной стали, сократить удельный расход огнеупорного боя для подварок и торкретмасс, снизить износ футеровки конвертера со стороны слива металла за счет формирования после окончания продувки металла кислородом насыщенного магнезиального шлака. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Кислородный конвертер для переработки чугуна и металлического лома с повышенным содержанием вредных примесей // 2623934

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сталеплавильным агрегатам, и может быть использовано при получении стали из жидкого чугуна и металлического лома, содержащих в своем составе повышенное количество таких вредных примесей, как фосфор и сера. Кислородный конвертер для переработки шихты с повышенным содержанием вредных примесей содержит футерованный изнутри огнеупорами и опоясанный снаружи двумя бандажами и зубчатым венцом цилиндрический металлический корпус со сферическим днищем и горловиной в виде усеченного конуса, имеющий возможность поворота в вертикальной плоскости на двух опорных цапфах и вращения на центрирующих роликах относительно продольной оси симметрии с помощью индивидуальных приводов, размещенных на рабочей площадке. Конвертер снабжен системой подачи порошкообразной извести в струе кислорода через водоохлаждаемую фурму, содержащей механизмы перемещения и качания фурмы, а также дозирующее устройство. Кроме этого, он дополнительно оборудован системой газодинамической отсечки конечного технологического шлака во время слива расплава через горловину в ковш, содержащей два жестко взаимосвязанных между собой коромысла, закрепленных с возможностью поворота на горизонтальном валу, установленном в подшипниковых опорах перпендикулярно к вертикальной плоскости, в которой лежит продольная ось симметриии корпуса конвертера. Причем коромысла снабжены направляющими С-образного сечения с установленными в них роликами, закрепленными с возможностью вращения на торцевых частях цилиндрической газораспределительной камеры, имеющей щелевые отверстия и жестко связанной с одним концом газоподающей трубы, другой конец которой закреплен в шарнирной опоре. На задних концах коромысел имеются контргрузы, а на передних посредством осей закреплены рычаги, входящие в зацепление при повороте корпуса конвертера с упорами, неподвижно установленными на его опорном кольце. В результате обеспечивается повышение качества выплавляемой стали и снижение интенсивности износа футеровки разливочных ковшей. 7 ил.

Способ выплавки стали в конвертере // 2628588

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородном конвертере. Способ включает завалку лома, заливку чугуна, загрузку флюсов, продувку расплава металла газообразным окислителем, отбор пробы металла и шлака на химический анализ, замер температуры металла, анализ, выпуск металла, слив шлака, осмотр и подготовку конвертера к очередной плавке. В качестве одного из флюсов в конвертер присаживают смесь из серпентинита и магнезита, содержащую компоненты при следующем соотношении (мас.%): MgO≥40; СаО≤5; SiO2≤40; Fe2O3≤8; Аl2O3≤1; Н2O≤2; потери при прокаливании ≤47%, крупностью 4-60 мм, при этом расход флюса составляет 1-50 кг/т стали, а содержание MgO в конвертерном шлаке по окончании продувки металла составляет 8-15%. При этом упомянутый флюс присаживают в конвертер перед завалкой лома, и/или после завалки лома, и/или перед началом продувки расплава металла газообразным окислителем, и/или в процессе продувки расплава металла газообразным окислителем. Изобретение позволяет стабилизировать процесс шлакообразования, увеличить стойкость футеровки, предотвратить образование металлических настылей на кислородных фурмах, улучшить дефосфорацию и десульфурацию металла. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Способ извлечения ванадия из природнолегированного ванадиевого чугуна // 2641436

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к извлечению ванадия из природнолегированного ванадиевого чугуна. Сущность изобретения заключается в том, что на первой стадии дуплекс-процесса, включающей заливку ванадиевого жидкого чугуна в конвертер, продувку его кислородом и ввод в конвертер охладителей в виде брикета железосодержащего для деванадации чугуна в количестве 20-100 кг/т чугуна. Брикет для деванадации чугуна изготавливается методом холодного брикетирования железосодержащих отходов - шламов газоочистки доменных печей или конвертеров 20-40%, замасленной окалины вторичных отстойников 5-30%, прокатной окалины 30-60% и содержит натриевое жидкое стекло в качестве связующего, причем содержание железа общего в брикете должно составлять 65%, а содержание СаО не более 1,5%. Изобретение позволяет утилизировать отходы металлургического производства, получить кондиционный по химическому составу ванадиевый шлак и обеспечить глубокое извлечение ванадия из чугуна в товарный ванадиевый шлак с требуемым химическим составом. 3 табл.