Способ производства стали в мартеновской печи

 

В. В. Макрушин, Н. С. Юдин, Н. Г. Гл и В. Н. Алифанов (72) Авторы изобретения (71) Заявители

Кузнецкий металлургический комбина и Научно-производственное объедине (54) СПОСОБ . ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

В МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам произ». водства стали в основных мартеновских печах.

Известен способ производства сталя в мартеновских печах, включающий чистое кипение металла, подачу топлива, отключение вентиляторного воздуха, подаваемого в рабочее пространство печи . через регенераторы, снижение расхода топлива, ввод ферросплавов в металл и выпуск его из печи $1 ) .

Однако этот способ только несколько уменьшает окислнтельный потенцяал печи и не устраняет подсос воздуха в ее рабочее пространство. Способ не

l предусматривает также ускорение peaK-" ! ций диффузионного раскисления ванны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ про изводства стали в мартеновской печи, включающий чистое кипение металла;

I подачу топлива, отключение вентиляторного воздуха, подаваемого в рабочее пространство печи через регенераторы, ввод ферросплавов в металл и выпуск его иэ печи, одновременно с вьпипоче5 нием вентиляторного воздуха прекращают подачу топлива и вводят в рабочее пространство печи встречные потоки предварительно нагретого в регенераторах

1Е нейтрального или инертного газа, а перед вводом ферросплавов обрабатывают шлак раскислительной смесью, продувая металл нейтральным или инертным газом, причем количество газа, подаваемого через регенераторы, уменьшают на величину, равную количеству газа, вдуI ваемого в металл, поддерживая общий расход газа на уровне, обеспечивающем положительное давление в рабочем пространстве печи 12) .

Однако большой расход нейтрального ипи инертного газа удорожает себестоимость выплавляемой стали. Существенное уменьшение температуры в рабочем

:3 10

2S

3 018 пространстве печи снижает эффект рафинирования, раскисления и легирования сталеплавильной ванны.

Иелью изобретения является снижение расхода нейтрального или инертного газа и поддержание более высокой температуры в рабочем пространстве печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства стали в мартеновской печи, включаюшему чис-тое кипение металла, обработку шлака раскислительной смесью при одновременной продувке металла нейтральным или инертным газом, ввод ферросплавов в металл, регулирование состава газовой фазы и давления .в рабочем пространстве печи и выпуск металла, перед обработкой шлака раскислительной смесью в рабочее пространство нечи через регенераторы вводят встречные потоки вентиляторного воздуха и одновременно начинают ввод нейтрального или инертного газа, непрерывно и равномерно увеличивая его количество в дутье и уменьшая на ту же величину количество вентиляторного воздуха, полностью прекращая его подачу непосредственно перед вводом Ферросплавов в металл, причем от начала обработки шлака раскислительной смесью до ввода в металл ферросплавов в рабочее пространство печи подают топливо в количестве, в 1,05 - 1,1 раза превышеюшем стехиометрически необходимое по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе печи.

Одновременный ввод в рабочеее пространство печи встречных потоков смеси вентиляторного воздуха и нейтрального газа обеспечивает возможность снижения расхода. дефицитного нейтрального (инертного) газа. Количество нейтрального (или инертного) газа в дутье равномерно и непрерывно увеличивает вплоть до полного перехода на нейтральное дутье непосредственно перед вводом ферросплавов в метелл. Это обеспечивает равномерное и непрерывное снижение окислительного потенциала газовой фазы рабочего прострайства печи в период обработки шлака рескислительной смесью. По мере приближения системы металл — шлак к равновесию скорость восстен6Ьления железа иэ окислов шлака при прочих равных условиях уменьшается.

В этой связи непрерывное снижение екислительного потенциала гозовой фазы печи обеспечивает непрерывное уменьшение содержания закиси железа в шлаке, 3S

4S

М что особенно важно при малых концентрациях (3-5%) зекиси железа в шлеке.

Присутствие некоторого количества свободного кислорода в дутье перед поступлением в рабочее пространство печи и одновременная подача топлива в пе гь обеспечивают более высокую температуру рабочего пространства и уменьшение окислительного потенциале его газовой фазы.

Топливо подают в количестве, в 1,051,1 раза превышающем стехиометрически необходимое по отношению к содержанию

"-вободного кислорода в газовой фазе

1 печи. Коэффициент избытка топлива находится в пределах 1,05 - 1, 1. Увеличение этого коэффициента свыше 1,1 нецелесообразно, так как приводит к излишним потерям топливе в окружающую среду в виде продуктов его неполного сжигания и не обеспечивает дальнейшего повышения температурного уровня в рабочем пространстве печи. При коэффициенте избытка топлива менее 1,05 против теоретически необходимого для полного сгорания топлива не устраняется возможность присутствия некоторого количества свободного кислорода в газовой фазе рабочего пространства печи вследствие несовершенства процессов смешения и массообмена вентиляторного воздуха, нейтрального газа и топлива.

В период подачи топлива для нейтрализации свободного кислорода газовой фазы в рабочем пространстве печи образуются пары воды, так как в топливе всегда присутствуют водород и некоторое количество влаги. По этой причине в период легирования стали возникает опасность значительного перехода водорода из газовой Фазы через шлак в металл. Полное прекращение подачи вентиляторного воздуха и соответствуюшего количества топлива и переход на 100 /-ное нейтральное дутье непосредственно перед вводом ферросплавов обеспечивает значительное снижение парциального давления паров воды в рабочем пространстве печи и получение стали с низким содержанием водорода.

В 50-тонную основную мартеновскую печь, отапливаемую мазутом и работающую скрап-процессом, загружают 20 т чушкового чугуна, 30 т металлического

-лома и 4 т известняка. По расплавлении мцралл содержит, %: С 0,9; МИ 0,15;

5 Я,050; р 0,020; 51 следы.

Присажнвают 1 т железной руды и ска9183 10

Способ производства стали в мартеновской печи, включающий чистое кипение металла, обработку шлака раскислительиой смесью при одновременной продувке металла нейтральным или инертным газом, ввод ферросплавов в металл, регулирование состава газовой фазы и давления в рабочем пространстве печи и выпуск металла, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода нейтрального или инертного газа и поддержания более высокой температуры в рабочем пространстве печи, перед обработкой шлака раскислительной смесью в рабочее пространство печи через регенераторы вводят встречные потоки вентиI ляторного воздуха и одновременно начинают ввод нейтрального или инертного газа, непрерывно и равномерно увеличивая его количество в дутье и уменьшая на ту же величину количество вен- тиляторного воздуха и полностью прекращая его подачу непосредственно перед вводом ферросплавов в металл, причем от начала обработки шлака раскислительной смесью до ввода в металл ферросплавов в рабочее пространство печи подают топливо в количестве, в 1,05I

1, 1 раза превышающем стехиометрически необходимое по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе печи. чивают 80% первичного шлака, после чего наводят новый шлак, загружая 1 т извести и О, 15 т шамотного боя, При содержании углерода 0,7% ванна переходит на чистое кипение. В конце периода 5 чистого кипения металл содержит, %:

C 0,4; Ми0,2; 60,025; Р 0,015.

Вдувают в ванну 400 кг молотого электродного боя и получают в металле

1% углерода. Шлак после науглероживания металла содержит 6% Fe 0 и 2%

ГО О . B этот период работает первая головка печи и продукты горения идут справа налево.

Перед началом обработки шлака рас,кислительной смесью переходят на двухстороннюю передачу вентиляторного воздуха через левый и правый воздушные регенераторы в рабочее пространство печи. Мазут также подают в левую и 20 правую форсунки в количестве, в 1,1 ра-. за большем по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе рабочего пространства печи (содержание кислорода фиксируется с помощью кон- 2S, трольно-измерительной аппаратуры). Давление в рабочем пространстве печи поддерживают при этом на уровне 2-2,5 ì вод. ст. Расход вентилятог>ного воздуха устанавливают около 3 м /мин. Общий 30

3 дымовой шибер с этого периода опущен в нижнее крайнее положение. Присаживают на шлак смесь извести, плавикового шпата и алюминия в количестве 250 кг и одновременно в общий боров печи на- З5 чинают подачу азота в течение 10 мин с непрерывным увеличением его расхода до 3 м /мин и соответствующим уменьшением расхода вентиляторного воздуха, поддерживая общий расход дутья на 40 урОвне 3 м /мин. Через 5 мин после ввода раскислительной смеси продувают металл аргоном с интенсивностью

0,02 м /т.-мин в течение 5 мин. Расход дутья уменьшают на величину, равную расходу аргона. После десятиминутной обработки шлака переходят на 100% ное азотное дутье, присаживают в ванну

1050 кг феррохрома, выдерживают металл в печи 10 мин и выпускают в ковш при co- ,держании, %: С 1,0; Ми1,0; 51 0,2;

С 1,85; q О, 10; P 0,02 О.

После выпуска плавки прекращают подачу азота в рабочее пространство печи и переходят на обычный тепловой режим периода заправки.

Способ обеспечивает снижение рас хода азота (или аргона) в среднем с

3 до 2,2 м /мин или 0,32 м /т стали.

Экономия при этом составляет при использовании азота 0,05 0,32 =

= 0,016 руб/т, а при использовании аргона 1,5Х0,32 0,48 руб/т, где

0 05 и 1 5 — стоимость соответственЭ 1

Э но азота и аргона руб/м .

Более высокая температура в рабочем пространстве печи обеспечивает повышенную реакционную способность шлака, что сокращает продолжительность периода раскисления, результатом чего является увеличение производительности печи в среднем на 2% и снижение условно-постоянных расходов по переделу на 0 28 руб/т, а также получение стали с более низким содержанием серы.

Ожидаемый экономический эффект от реализации изобретения составляет, таким образом (0,02 -0,48) + 0,28 0,3-0„76 руб/т без учета повышения качества стали, Формула изобретения

918310

Составитель О. Г1опов

Редактор I, . 4итровка Гех1.ед М.Teaер Корректор . Рошко

Заказ

2057/1 Тираж 587 !одписное !

3! !! !1!! !И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .1 13035, Москва, Ж-35, f àóâñêëÿ наб„а. 4/5

Филиал 1!! !11 "1!атея г, г. Ужгород, ул. !1р гек гния, !

Ис точи ики информации, прйнятые во внимание при экспертиэе

1. Абросимов E. В., Аншелес И. А., Кудрин В. А. и др. Металлургия стали.

М., Металлургиэдат, 1961, с. 336-337.

2. Авторское свидетельство СССР по эаявке N. 2788227, кл. С 21 С 5/04, 1979 (прототип) .