Способ получения стали в кислородных конвертерах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ЫСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и>901284 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.04,80 (2!) 2915972/22-02 с присоединением заявки Ле (51)М; Кд.

3Ъоударствеиный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

С 21 С 5/28 (23} Приоритет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень % 4

Дата опубликования описания 30.01.82

Я ) УДК 669.184, .136 (088.8) В.И.Баптизманский, Б.М.Бойченко, А.Г.Зубарев, А.И.Майоров, В.И.Трубавин и Г.С.Колг й6Ь I

I с,.Днепропетровский ордена Трудового Красно 8намени

1 металлургический институт (72). Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к кислородно-конвертерному способу производства стали.

Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере с повышенной долей металлического лома в шахте, который включает: подогрев лома в конвертере специальными горелками, ввод твердого топлива, аожигание окиси углерода над конвертерной ванной (Ц .

|о

Недостатками известного способа являются высокая окисленность металлического лома, низкая стойкость огнеупоров конвертера значительное удлинение цикла плавки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигаемому эффекту является способ выплавки стали в конвертерах с заливкой чугуна, присадкой углероасоаержашего материала, повышенным соаержанием металлолома, включаюший nonoI pea его переа заливкой чугуна через аонные фурмы сжигания жидкого топлива н переключение системы на подачу природного газа перец продувкой, а также дожигание окиси углерода в верхней части конвертера кислородом, подаю аимся над уровнем зеркала металла (2).

Оанако известный .способ не обеспечива ет равномерного прогрева всех слоев и фракций лома без его окисления и удаления при нагреве присутствующих в нем масел. Последнее приводит к попаданию до 50% серы, присутствующей в коксовом остатке масел. ° в жидкий металл, ч Ю снижает качество выплавляемой стали.

Кроме того, в связи с окислением лома жидкий чугун во избежание выбросов заливают небольшими порциями, что приво» дит к увеличению длительности этой опе- рации до 6 мин. Большое окисление лома обуславливает течение продувки с выбро сами н соответствующее снижение BbIxo» аа годной стали. Нагрев лома сопровождается снижением стойкости футеровки на 20-200"7.

Цель изобретения » обеспечение переработки лома в количестве 40-50% от

3 9012 массы металлошихты с одновременным уьедичением выхода годной стали, умень шением окисления лома и длительности заливки чугуна, повышением срока служ бы коивертера и качества стали.

Указаиная цель достигается тем, что в способе получения стали в конвертере, включающем заэалку лама, с углеродсодержащим материалом, донный нагрев лома сжиганием жидкого топлива, заливку чу- 16 гуна, продувку кислородом с защитным газообразным топливом, и дожигание окиси углерода в полости конвертера вторичным кислородом, нагрев метадлошихты щюизводят в три этапа. Первоначал 15 ио дом подогревают до 400-600 С с расходом жидкого топлива, равным 1,051,10 от стехиометрического, при заливке чугуна подогревают металл с расходами жидкого топлива и кислорода в 8-12 рв раэ меиывими, чем при первоначальном нагреве, а подогрев металла при продувке ведут с расходом .жидкого топлива, равным 15-20% от массы кислорода и через 5-20% длительности продувки по- 25 дачу жидкого топлива прекращают и подают газообразное.

Нагрев лома не выше 600 С характеризуется высоким КПД нагрева, предотвращает переокисление лома и образо- рр ванне íà его поверхности и скопление на днище конвертера закиси железа. Нагрев выше 600 С приводит к значительному окислению дома и образованию активной эакиси железа. Кроме того, на поверхнос .ти лома происходит коксование присутствующих в ломе масел, содержащих серу, 50% которой переходит в расплав.

Прн нагреве до температуры менее 600 С происходит удаление серы с одновременным испарением масел, что повышает качество стали.

Нагрев лома .до температуры менее

400 С не технологичен, так как в этом случае снижаются доля лома в металлошихте и выход годной стали, что не обеспечивает достижение поставленной цели.

Предотвращение окисления лома способствует уменьшению отрицательного воздействия окислов железа на огнеупоры 50 футеровки, что приводит к увеличению длительности службы конвертера.

Высокий расход лома, равный 40-50% от массы метадлошихты, обеспечивается наряду с вводом углеродсодержащего материала и дожиганием окиси углерода в конвертере комплексным подогревом металла, включающим три этайа.

84 ф

Первый (основной) нагрев лома производят перед заливкой чугуна с расходом топлива, равным 1,05-1,10 выше стехиометрического.

Расход жидкого топлива во время нагрева лома зависит от его элементарного состава и должен обеспечивать восстановительный факел при достаточно высоком тепловом. эффекте горения (КПД топлива),. что обеспечивается расходом жидкого топлива, равным 1,05-1,10 от стехиометрического расхода. Работа с большим расходом топлива приводит к нерациональному использованию его, значительному снижению КПД. Нагрев лома с расходом топлива, меньшим 1,05 от стехиометрического, характеризуется высокой окисленностью лома.

На втором этапе при заливке чугуна в конвертер производят параллельный подогрев металлошихты, íî с расходами топлива и кислорода в 8-12 раз меньшими, чем при первоначальном нагреве.

Снижение расходов кислорода и жидкого топлива в период заливки чугуна в

8«1 2 раз обуславливается, с одной стороны, обеспечением безопасной работы в этот период плавки (верхний предел), с другой стороны, обеспечением эффективности нагрева и компенсации теплопотерь металлошихтой в этот период (нижний предел) °

После заливки чугуна продувку в течение 5-20% ее длительности сопровождают подогревом металлошихты (третий этап) эа счет сжигания жидкого топлива с расходом 15-20% от массы кислорода. Третий этап подогрева металлошихты обусловлен тем, что в начале продувки окисляются, в основном, кремний, железо и марганец, температура металлошихты низка и имеются условия для достаточно полного сжигания топлива с максимальным коэффициентом его использования.

Поэтому можно реализовать большой расход жидкого топлива, что в комплексе с первым и вторым этапами нагрева, вводом углеродсодержашего материала в конвертер и дожиганием в нем окиси углерода решает поставленную задачу переработки 40-50% металлолома в шк те.

Продувка ванны кислородно-топливным способом и струями с расходом жидкого топлива выше .20% от массы кислорода приводит к значительному удлинению плавки, так как кислород расходуется в большой мере на сжигание топлива, 901 2 а .не на рафинирование расплава, снижению стойкости футеровки и выхода годной стали. Работа с расходом ниже 15% уменьшает расход перерабатываемого ме-; таллолома, так как вводится недостаточ- s ное количество тепла.

Недолговременный подогрев металла при продувке протяженностью менее 5% ее длительности также не обеспечивает . необходимого количества тепла, подвод1О мого к металлошихте. Нагрев протяженностью более 20% длительности продувки нецелесообразен в связи со значитель ным увеличением количества отходящих газов, обусловленным интенсивным обез15 углероживанием в этот период плавки, и с удлинением продувки, а значит, стяжением стойкости футеровки и выхода годной стали.

Пример. В промышленной конвер- 2о терной установке, емкостью 1 т, проводят серии плавок по 1 3 технологическим ва» риантам (табл. 1). В конвертер донноверхнего кислородного дутья заваливают металлолом и уголь антрацит АС в сос- 25 таве скрапоугольных пакетов. Первый этап нагрева металла осуществляют подачей через донные фурмы дизельного топ. лива и кислорода с высокими расходами (таблица), второй (при заливке чугуна) - 30 с низкими, третий (при продувке) - вводом дизельного топлива с промежуточным расходом, а кислорода - с максимальным, а затем по истечении 0,3-2,2 мин подачу дизельного топлива прекращают и че- д5 рез донные фурмы вводят кислород в обычной защитной оболочке из газообразного

84 6 топлива. На протяжении продувки в кон вертер вдувают через верхнюю-фурму вторичный кислород для дожигания окиси углерода над жидким металлом. Первые три варианта технологии соответствуют предлагаемому способу выплавки стали, остальные серии плавок сравнительные.

Как следует из данных таблицы, от клонения-параметров технологии как в большую, так и меньшую стороны от параметров предлагаемого способа: . теь пература нагрева металла на первом этапе

400-600, расход жидкого топлива в этом периоде 1,05-1,10 от-стехиомет рического, расходы жидкого топлива и кислорода при заливке чугуна в 8-12 раз меньше, чем при первоначальном нагреве, расход жидкого топлива при продувке

15-20% от массы кислорода на протяжении 5-20% длительности продувки, не обеспечивают переработку лома в количестве 40-50% от массы металлошихты с одновременным увеличением выхода годной стали, уменьшением окисления лома и длительности заливки чугуна, повышением срока службы конвертера и каче ства стали.

Предлагаемый способ получения стали в кислородных конвертерах позволяет увеличить: использование лома до 40-50% от массы металлошихты с одновременным увеличейием выхода годного на 0,7-1,0% а также повысить срок службы конвертера на 20-30% и увеличить производи .тельность. на 10-1 7%, Ожидаемый эконо» мический эффект около 28 млн. руб, в год.

Примеры реализации предлагаемого способа получения стали (варианты 1«3) и сравнительных вариантов технологии (4-13) в 1-т полупромышленном кислородном конвертере донного дутья 7,15

7,15

7 500 2,875 1,15

8 500 2,675 1,07

20 0,267

20 0 382

0,55

0,71 5 0,715

0,715

13 500 2,675 1,07

0,715

715 20 О 267

1 400 2,675 1,07 7,1 5 20 0,267

2 500 2,675 1,07 7,1 5 20 0,267

3 600 2,675 1,07 7,1 5 20 0,267

4 350 2,675 1,07 7,1 5 20 0,267

5 650 2,675 1,07 7,15 20 0,267

6 500 2в50 1 ю00 711 5 20 Оф267

9 500 2,675 1,07 7,1 5 20 0,204

10 500 2,675 1,07 7,15 20 0,267

1 1 500 2,675 1,07 7,1 5 20 0,267

1 2 500 2,675 1,07 7,1 5 20 0,267

0,715

0,715

0,715

0,715

0,715

0,71 5

0,715.

1,02

9 901284 10

Продолжение таблицы

Примеры реализации предлагаемого способа получения стали (варианты 1-3) и сравнительнык вариантов текнолонии (4-13) в 1 т полупромышленном кислородном коивертере донного дутья

1,215 17 7,15 1,5 1,5

1,215 17 7,15 1,5 15

2,145

2,145

2,145

17 715 1 5 15

1,21 5

7,15 1,5 15 . 2,145

7,15 1,5 15 . 2,145

2,145

2,145

2,145

2,145

1 573 22 715 1 5 15

17 715 03 3

17 7,15 2,2 22

1,21 5

1,215

1,21 5

1,215

1,215

1,215

1,215

1,215

0,930

17 715 1 5 15

17 715 1 5 15

17 7,15 1,5 15

17 715 15 15

13 715 1 5 15

2,145

2,145

2,145

2,145

901284

Продолжение таблйцы

Примеры реализации предлагаемого способа получения стали

{варианты 1-3) и сравнительных вариантов технологии (4-13) в 1-т полупромышленном кислородном конвертере данного дутья

400 40 600 60 91,6

440 44 560 56 92,0

470 47 530 53 92,1

380 38 620 62 91 4

480 48 520 52 91,2

440 44 560 56 91,0

440 44 560 56 92,0

440 44 560 56 91,5

420 42 580 58 92,0

420 42 580 58 91,9

440 44 560 56 91,4

410 41 590 59 91,8

440 44 560 56 91,3

1,0

2,2

0,7

2,0

1,0

1,9

1,2

2,4

4,0

3,0

3,0

4,0

2,0

0,7

2,5

2,0

0,7

2,0

0,8

2,0

2,5

0,7

О,Д29

0,029

0,8

2,0

0,7

2,6

0,029 ют до 400-600ОС с расходом жидкого ,топлива, равным 1,05-1,10 от стехиометрического, при заливке чугуна подогревают металл с расходами жидкого -топ» лива и кислорода в 8-12 раз меньшими, чем при первоначальном нагреве, а подогрев металла при продувке ведут с расходом жидкого топлива, равным 15-20% от массы кислорода и через 5-20% длительности продувки подачу жидкого топлива прекращают и подают газообразное.

И сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

-1. Патент ФРГ Ко 2729983, кл. С 21 С S/28, 1979

2. " гоп Q$8, 1979, N 9, Мр 7-МР

16.

Составитель Ю. Чернов

Редактор С. Крупенина Техред А. Бабинец Корректор О.Билак

Заказ 12302/23 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения стали в конвертере, включающий завапку лома с углеродсодержащим материалом в конвертер, донный нагрев лома сжиганием жидко- З5

° ф

ro топлива, заливку чугуна, продувку кислородом с защитным газообразным топливом и дожигание окиси углерода в полости конвертера вторичным кислоро« дом, отличающийся тем, что, 40 с целью обеспечения переработки лома " в количестве.40-507 от массы металлошихты с одновременным увеличением выхода годной стали, уменьшением окисления.лома и длительности заливки чугуна, 15 повышением срока службы конвертера и качества стали, нагрев металлошихты производят в 3 этапа. Первично нагрева0,031

0,029

0,030

0,032

0,035

0,030

0,029

0,029

0,029 . 0,029