Способ выплавки стали в кислородном конвертере


 


Владельцы патента RU 2612246:

Общество с ограниченной ответственностью "ЧерметИнформСистемы" (RU)

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.

 

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

Известен способ получения стали в конвертерах (см. авт.св. СССР №437807, С21С 5/04, опубл. 30.07.1974), включающий загрузку металлолома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку после снижения содержания углерода в ванне до 0,14% металлизованных окатышей в качестве охладителей-окислителей по ходу всего второго периода продувки в количестве 4-10% от веса чугуна.

Недостатком известного способа является относительно малое содержание кислорода в металлизованных окатышах, обусловленное расходованием его на окисление углерода, входящего в состав окатышей, что уменьшает количество вводимого кислорода. Большая часть этого кислорода расходуется на повышение концентрации оксидов железа в шлаке, что усиливает угар железа и снижает стойкость футеровки. Кроме того, металлизованные окатыши имеют плотность в два раза меньше плотности жидкого расплава. Это не позволяет окатышам проникнуть в глубь металлической ванны, и они располагаются на границе шлак-металл, снижая тем самым эффективность охлаждающего действия. Вследствие этого металлизованные окатыши не в состоянии обеспечить задачу увеличения скорости окисления углерода и восстановления окислов железа.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ выплавки стали в кислородных конвертерах, включающий загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей, в котором в качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и оксидного материала, и металлический лом в соотношении (0,1-3,0):1,0, при этом полуфабрикат загружают в количестве 25-300 кг на 1 тонну жидкого чугуна. Полуфабрикат для металлургического передела содержит оксидный материал, залитый железоуглеродистым сплавом в соотношении 1:(1,0-9,9) соответственно, при этом суммарное количество кислорода в оксидном материале равно его необходимому количеству для полного окисления компонентов железоуглеродистого расплава (сплава) (см. патент РФ №2075513, С21С 5/28, опубл. 20.03.1997).

Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса изготовления полуфабриката, связанная с необходимостью заливки оксидного материала железоуглеродистым сплавом (чугуном) и последующим его остыванием до твердого состояния, а также увеличенные энергетические затраты, требующиеся для нагрева полуфабриката в процессе выплавки стали до температуры плавления и достижения наилучших условий диссоциации окислов железа, и недостаточно высокая скорость окисления углерода и восстановления оксидов железа.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в увеличении скорости окисления углерода и восстановления окислов железа, а также в снижении энергетических затрат на технологический процесс изготовления полуфабриката и его нагрев до температуры плавления в процессе выплавки стали и достижения наилучших условий диссоциации окислов железа.

Поставленная задача решается тем, что в способе выплавки стали в кислородном конвертере, включающем загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей, при котором в качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и окислов железа, и металлический лом, согласно изобретению полуфабрикат 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%, при этом массовая доля окислов в пакете составляет 35-45%, а массовая доля спрессованных пакетов - 20-45% от суммарной массы металлического лома и спрессованных пакетов, при этом материал капсулы выбирают из железосодержащих материалов.

Окисление углерода представляет собой сложную многостадийную гетерогенную реакцию, заканчивающуюся образованием газовой фазы в виде смеси оксидов СО и CO2 с высокой энергетикой. Важнейшим показателем являются скорость окисления углерода и, следовательно, скорость восстановления оксидов железа. Этот показатель определяется фракционным составом полуфабриката.

Использование согласно предлагаемому изобретению полуфабрикатов в виде спрессованных пакетов с капсулами, представляющими собой тонкие железосодержащие оболочки, обеспечивает более раннее образование СО и восстановление окислов железа по сравнению с полуфабрикатами, представляющими собой массивные тела, содержащие оксидный материал, залитый железоуглеродистым сплавом (чугуном).

Известно осуществление способа выплавки стали в кислородном конверторе, согласно которому при выплавке стали используют оксидный материал для снижения расхода металлического лома и снижения себестоимости выплавки стали (см. патент РФ №2092570, С21С 5/28, опубл. 10.10.1997).

В заявляемом способе указанный признак так же, как и в известном способе предназначен для снижения расхода металлического лома и снижения себестоимости выплавки стали.

Однако наравне с известным техническим свойством, заявляемый отличительный признак, характеризующийся заявляемыми соотношениями, при выплавке стали в кислородном конвертере создает новый технический результат, заключающийся в увеличении скорости окисления углерода и восстановления окислов железа, а также в снижении энергетических затрат на технологический процесс изготовления полуфабриката и его нагрев до температуры плавления в процессе выплавки стали и достижения наилучших условий диссоциации окислов железа.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что заявляемый способ выплавки стали в кислородном конвертере не следует явным образом из известного уровня техники и, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Если массовая доля спрессованных пакетов составляет менее 20% от суммарной массы металлического лома и спрессованных пакетов, то в этом случае количество окислов железа недостаточно для того, чтобы полностью обеспечить достижение наилучших условий диссоциации окислов железа во всем объеме плавки.

Если массовая доля спрессованных пакетов составляет более 45% от суммарной массы металлического лома и спрессованных пакетов, то в этом случае происходит замедление процесса за счет недостаточного количества тепла для ведения плавки.

Если массовая доля окислов железа в пакете составляет менее 35%, то в этом случае количество окислов недостаточно для того, чтобы полностью обеспечить достижение наилучших условий диссоциации окислов железа во всем объеме плавки.

Если массовая доля окислов железа в пакете составляет более 45%, то при этом имеет место повышенный расход оксидного материала, что усложняет процесс получения полуфабриката, а также удлиняет время плавки в конвертере.

Если капсулы наполнены окислами железа с содержанием железа менее 55%, то в этом случае существенно снижается выход годного с увеличением энергетических затрат и длительности технологического процесса.

Нецелесообразно наполнять капсулы окислами железа с влажностью более 12%, т.к. при этом возможно возникновение взрывоопасной ситуации.

Пример конкретного выполнения

Твердая шихта для 360 т конвертера состояла из 37,8 т металлолома и 16,2 т полуфабриката в виде спрессованных пакетов, внутрь которых перед прессованием были помещены капсулы, наполненные окислами железа массой 6,48 т с содержанием железа 60% и влажностью 10% (массовая доля окислов железа в пакете составляла 40%). В качестве капсул использовали стандартные стальные бочки емкостью 200 л по ГОСТ 13950-91. Масса спрессованных пакетов составляла 30% от суммарной массы металлического лома и спрессованных пакетов. При этом в конвертер заливали 310 т жидкого чугуна.

Расход шлакообразующих был таким же, как и при работе с применением в качестве твердой шихты только металлолома. Продувка плавки производилась по обычной технологии в соответствии с технологической инструкцией. Плавка протекала спокойно, никаких отклонений по шлаковому, тепловому режимам и необходимому химическому составу не наблюдалось. Выплавляли трубную сталь класса прочности К56.

Режимы выплавки и условия протекания плавки приведены в таблице.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ выплавки стали работоспособен и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе. Способ согласно изобретению обеспечивает увеличение скорости окисления углерода и восстановления окислов железа, а также снижение энергетических затрат на технологический процесс изготовления полуфабриката и его нагрев до температуры плавления в процессе выплавки стали и достижения наилучших условий диссоциации окислов железа. Способ выплавки стали также позволяет сократить расход металлического лома и снизить себестоимость выплавки стали.

Способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей, в котором в качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и окислов железа, и металлический лом, отличающийся тем, что 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%, при этом массовая доля упомянутых окислов в пакете составляет 35-45%, а массовая доля спрессованных пакетов - 20-45% от суммарной массы металлического лома и спрессованных пакетов, при этом капсулы используют в виде емкостей из железосодержащих материалов.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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 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 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.
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.

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

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.

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 включает определение содержания никеля в латеритной никелевой руде.
Наверх