Способ конвертерного передела высокофосфористого чугуна в сталь

 

опас..

:н 1етт рлдн (.к - .(й.

Союз Советских

Социалистических

Республик (»727153

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (6l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 020469 (23)1319455/22-02 (23) Приоритет — (32} 27. 02. 69 (51) М. Кл.

С 21 С 5/28

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) РI 909779.1 (33} (53) УЛК669.184. 2 (088. 8) Опубликовано05048 О. Бюллетень %13 дата опубликования описания 050480 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Хельмут Кнюппель, Карл Бротцманн и Ханс-Георг Фассбиндер (ФРГ) Иностранная фирма Эйэенверк — Геэельшафт Максимилиансхютте м. б. х (ФРГ ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНВЕРТОРНОГО ПЕРЕДЕЛА

ВЫСОКОФОСФОРИСТОГО ЧУГУНА В СТАЛЬ

Изобретение относится к переделу чугуна, в частности чугуна с высоким содержанием фосфора, в конверторе °

Известен передел чугуна с высоким содержанием фосфора, осуществляемый при помощи томасовского процесса или разработанного способа 1ДАС с применением богатых известью шлаков . При способе 1ДАС плавка продувается чистым кислородом и известковой пылью сверху через охлаждаемую водой трубку, причем плавка состоит из загрузки чугуна, шихты скрапа и части требуемой для способа извести (1}.

В процессе передела быстро происходит образование богатого закисью железа и в связи с этим реакционнос посо бно го в отношении к о бес фос фориванию шлака, благодаря которому в отличие от томасовского процесса возможно осуществлять обесфосфоривание в более раннее время, т.е. обеспечивать обесфосфоривание во время обезуглероживания. Хотя способ

1.ДАС все больше и больше замещает традиционный томасовский процесс, он связан с рядом недостатков. Так, например, кислород в водитс я в плавку не непосредственно, а косвенно через шлак, что ведет к высокому содержанию закиси железа в шлаке и, в связи с этим, к высоким потерям железа, т . е . сниженной произ води тельности .

Высо кое содержание в шлаке железа ухудшает применяемость шлама как удобрения, кроме того, богатые закисью железа шлаки склонны к вскипанию, т. е. высокое содержание закисн железа в шлаке и сравнительно высокое содержание углерода в плавке, ведет к бурному выбросу железа и шлака.

Дальнейший значительный недостаток способа 1 ДАС заключаетс я в том, что достаточно низкое содержание фосфора может быть достигнуто только посредством двух шлаков, что связано с необходимостью прерыв ани я процесс а по достижении содержани я углерода в количестве 0,7 до 1 Ъ и удаления шлака. Шлак из первой ступени процесса содержит при содержании фосфора в плавке около О, 2Ъ приблизительно 10% железа и 20% фос— форной кислоты. Во время второй ступени процесса за счет далее вдуваемой известковой пыли образуется но— вый шлак, при помощи которого содержание фосфора может быть уменьшено до значения ниже 0,025%. Шлак второй ступени процесса остается в конверто,цл R (е-.;. =: o.

r I" ú -глЗШЕ:,, З а.гРУ ;- (:,-,. ;=, Нi (I(Ь(О, «.(.

Хае обесфас фария в(ние при васцесcc.

ЭДАС объясняется тем: что после абезуглераживания движение ванны осуществляется исключительна за счет струи кислорода и поэтому ограничена на сравнительно небаль(пую заку по ерхнас .". H ванны...(-эрме "Q((. ((;(« : а:(. Iiа 1 к (: üo13aä .. :. c.труп : ..3 .с. вы. = а е Гс - значит (n(ьнаг v(, j>H ег гд, -з т е з чта не толька v K> äìÐе г произ водит ел ь" наст ь на и прHBogHT K o бр аэ оН ан.-.-з больша го количества нег(елател bHoга бурого дыма, " .р адкцион ный томасов с кк и праце " с, .(ри котором воздух или обогащенный

:. с .Ородом воздух вдуяается в планку чер-. з находящиеся в днище конвертора саги(а, по сравнению со способом ДЙС имеет как преимущества, так и недостатки. Преимущества тамасовскага т оцесса. заключаются в том, чта доля (слорода в дутье перед отверстиями сопел окисляет железо в закись желеа последняя и в качФстве носителя (ислорода, с высоким КПД удаляет кз анны путем окисления сопутствующие элементы чугуна в последовательно=ти.: кремний, марганец, углерод и фосфор. при этом общая плавка основательна перемешивается за счет балластного азота в дутье, так что диффузиан =(= пути невелики. Однако высокое садер— жание (не менее 60 ) азата в дутье прйвадит к аэатированию стали и, - Ià :-.å того, к значительным потерям тепла, так чта загрузка скрапа cp=-.Hнительно невелика „Повышение соде-жани я кислорода в дутье выше 4 0:, однако, запрещается из -за с в яз ан— ного с этим получения больша го количества бурого дыма и быстрого износа днища, даже в случае примененкя соНлавых труб из меди, Дру=îé недостав

T0K ТоМВсоНс КОГО процесс а, сОО1 аи т в том, что окисление фосфора начк— кается только в конце обезуглероживания, ггри так называемом переходе; в связи с чем были уже сцеланы многочисленные попытки с целью достижения более раннего начала обесфо:— форивания, T.å. Осуществления абе=фосфоривания одновременно с абез-углероживанием. К этому относятся исггытания,. гтрк которых в испытательныйый KQHR ертар емкост ью в 50 K гр, загруэ ки чугуна ввадилк струю кк(,ларода с известковой пылью через расположенное в охлаждаемой водой медной плите, таке охлаждаемае водой соплo (а), хотя 3ТН ког(ытаHHH доказали полезность вдувания известковой пыли для достижения болея раннего начала обесфосфориванк я, они из-за связанных с охлаждением водой больших опасностей не могут бь-.т = Hcпальзаваны для изготовления

:А-ionic того, этот способ за счет

",ак((оненк я чистого кислорода связан

r -аезвычайно сильным образованием бурога дыма, что тоже препятствует ис пол ьзаванкю его на практике. Наконец, г(одача к сопла(м изв естковой г ыяи в равномерном распределении дс скх пор еще не удавалась, так что т,",:.(аcавсккй процесс ограничивался ггаиме;-:eHием обогащенного кислородом воздуха к известной подачей извести через горловину каняертора.

Целью изобретения является повык(ение производ(тельности процесса

-.,cнверторного передела, в частности чугуна с высоким содержанием фосфора и повышение стойкости днища и сопел.

Эта цель достигается тем, что вдувание снизу кислорода с известью в чугун осуществляют в оболочке углеводородногоо газа. Суспен зию кислорода и извесTKonc(A пыли и газ-оболочку можно вдуяать также и пад углом к лавер (HocTH ванны с целью достижения соответствующей циркуляции.Для этого требуются наклонно расположенные сопла, которые позволяют осуществлять выдув-.:.Иие шлака посредством несодержащей известковой пыли струи горючего -"аз-а при лежачем положении конвертора, Эта видоизменение предлагаемого способа оказывается при— годным,, в частнссти, агда, когда в связи с черезвычайно нкзкими содержаниями фосфора и низкими потерями железа I(ер,=.H -I-(ый шлак удаляют по исте— ченкх: двух третей времени продувки к зат ем продолжают процесс с повышенной пркбав кой известковой пыли.

Из вест ко зую пыль можно вдув ать в конвертор через все сопла илк через нека=орые сопла можно подавать чистый кислород, причем струи чистого кис— лорода дл я предотвращения образования бурого дыма тоже окружены газо— вай з;веса -оболочкой.

Б- яре. "я процесса можно вдувать

-., àêæå (å другие суспензии твердых веществ, например, на основе руды, флюор": а,. с o,ó . или боксита, сами по себе кгч ь смеси с известковой пылью, которые имеют Tî или другое влияние а,.—.р . цеcc г(ередела .

Грс,ьяагае (ъ(й способ осуществляется з конверторе, днище котарога снабже—

ИО, пс::(ен вшей мере, адн:M (предпач— тительно несколькими) соплами, oc таящими кз двух концентрических труб.

Внут;-..=:Изяя труба используется цля реакционных средств, а наружная — для

1 -(3 а -а б, (. „Kи

Осссен.--:с сг".окайно, без выбросов, ::(ратекает гроцесс продув KH если ра.батают с давлением кислорода в пределах от б до 10 ати и загрузкой кислорода известковой пылью от 1 да

2 кг нм З, причем диаметр трубки для реакционных средств составляет не

-.onüøå 1/35 высоты ванны. Скорость

727153 течения струи кислорода известью с приблизительно на 30% ниже скорости струи кислорода. Вследствие этого, например, при давлении дутья в 8 ати пропускаемое количество кислорода на см поперечного сечения сопла равно 200 нм / см /час при чистом кислороде и снижается приблизительно до 1 3 0 HM /см /час при нагруженном и э вест ью кислороде . Если, н апример, конвертор имеет емкость в 30 тонн при высоте ванны в 0,7 м, удельном потреблении кислорода в 60 нм на тонну стали и желаемом времени продувки в 20 мин пропускаемое количество кислорода составляет 5400 нм в час. Требуемое поперечное сечение дутья составляет 5400: 130 - 42 см.

В виду того, что при данной высоте ванны в 0,7 м максимально допустимый диаметр сопла составляет 2 см, требуетс я 42/3, 14 14 сопел. В конце 20 процесса передела можно дополнительно вдувать смесь из 10-20% кислорода и 90-80% азота с целью удаления настыли на соплах.

Суспенэию реакционных сред вводят g$ в конвертор, например, посредством расположенного под днищем конвертора конического сосуда с тангенциально введенной приводной трубкой и, по меньшей мере, одной отведенной 30 радиально на расстоянии от приводной трубки трубкой для реакционных сред, а также и концентрической трубкой дл я гаэ а-оболочки. Очень равномерного распределения известковой пыли достигают, если приводная трубка введена в верхнюю часть резервуара, а с нижней части резервуара отведено несколько трубок для реакционных сред, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.

Пример ос ущес твлен и я с посо ба.

Примен яют б О-тонный симметричный конвертор, выполненный в виде шарика.

Он содержит нижнюю коническую часть высотою 2 м, . цилиндричес кую среднюю 45 часть высотою 1,50 м и верхнюю коническую часть высотою 2 м. Внутренний диаметр конвертора беэ огнеупорной футеров ки сост авл яет 5, 50 м. Толщина огнеупорной футеровки и нижней конической части составляет 70 см, в цилиндрической средней части — 55 см, а в верхней конической части — 50 см.

Внутренняя емкость конвертора составляет 48 м что соответствует удельной емкости 0,8 м /т стали.

Днище конвертора высотою 1 м и диаметром 3 м снабжено 10 соплами, установленными по средней полосе, находящейся на расстоянии О,З м от диаметра параллельно оси опрокидыв ани я конвертора.

Сопла выполнены иэ двух концентрических труб. При этом внутренняя труба для кислорода имеет внутренний ,диаметр 24 мм, а ширина кольцевого зазора между обеими трубами составляет 1 мм.

В конвертор загружают 50 т чугуна с температурой 1330 С, содержащего

4,2% углерода, 1% кремния, 0,9% марганца, 0,1% фосфора и 0,04% серы и

15 т скрапа. Во время процесса загрузки подают азот в количестве 8000 нмЗ/ по внутренним трубам и в количестве б 00 им /ч по кольцевым зазорам.

Непосредственно после окончания процесса загрузки конвертор поворачивают в вертикальное положение фришевания. С этого момента по внутренним трубам подают 17000 нмэ/ч кислорода вместе с порошковой известью

Ф ) взятой в среднем количестве 1,2 кг/нм кислорода.

По кольцевым зазорам подают

340 нм /ч пропана (2 объемн.% в пересчете на кислород). Процесс фришевания завершен по истечении 11 мин.

В расплав подают всего 3000 нм кисз лорода вместе с 3600 кг порошковой из вести.

После окончания процесса фришевания получают сталь с температурой

16 5 О С, содержащую О, 04 % углерода, О, 25% марганца, О, 008% фосфора, О, 02% серы и О, 002% азота.

Шлак содержит 16% FeO. Выход жидкой стали составл яет .93, 5%. Общая продолжительность процесса (за груз ки и фришевания) составляет 28 мин.

Во время процесса фришевания выброса не наблюдается.

Износ днища и сопел составляет

1,7 мм/загрузку.

При использовании в качестве защитной оболочки других газов, например аргона, двуокиси углерода и азота, износ днища и сопел составляет 14 мм/загрузку, 16 мм/загрузку и 18 мм/загрузку соответственно.

При этом продолжительность процесса составляет 45,47 и 44 мин соответственно. Наблюдается выброс шлака.

Формула изобретения

1. Способ конверторного передела высокофосфористого чугуна в сталь, включающий донную продувку кислородом вместе с известковой пылью, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и повышения стойкости днища и сопел, вдувание кислорода с известью осуществляют в оболочке углеводородного газа.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что кислород с известью в оболочке углеводородного газа вдувают под углом к поверхности ванны.

3. Способ по п.1-2, о т л и ч а ющ и и с я тем, что дополнительно вдув ают кислород в оболочке газ а.

7.27l53

2. "Archiv fur das

wesen", 9 1, 39, 1968, Eisenhuttenc. 1-8.

Составитель Т. Морозова

Редактор Е, Братчикова Техред O.Ëåãåsà Корректор И. Муска

Тир аж 6 08 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 704/46

Филиал ППП Патент „ г. Ужгород, ул. Проектная,4

4.Способ по п.1-3, о т л и ч а юшийся тем, что в процессе передела в струе кислорода вдувают руду, флюорит, соду или бокситы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Турке баев 3. A. Применение кислорода в металлургии, Алма-ата, 1 964, с . 37 2-37 9.