Карбюраторный способ выплавки стали в мартеновской печи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Совхоз Советскнк

Социалистических, Реслублнк (n>994564 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0801.80 (21) 2894008/22-02 с присоединением заявки Нов (23) ПриоритетОпубликовано 0702.83. Бюллетень М 5 (И} М. К1.

С 21 С 5/04

Государственный «омитет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (531 УДКЯ,9. 183.

215 5 088 8

Дата опубликования описания 07.02.83

К.И.Багрянцев, А.И.Горбаль, Н.И.Сибирцев, О.;А.Курбатов и Н.И.Макарова (72) Авторы изобретения

Металлургический завод "Амурсталь" (71) Заявитель (54 ) КАРБЮРАТОРНЫЙ СПОСОБ. ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

В МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали в мартеновских печах, работающих"скрап-процессом на твердой завалке.

Известен карбюраторный способ выплавки стали в мартеновских печах, включающий загрузку карбюратора на два горизонта рассредоточенно по площади пода ниже шлакообраэующих материалов в следующей последовательности: тонкий слой стружки, уголь (карбюратор), стружка, опять уголь и остальная шихта (1 ).

Недостатками этого способа являются большая продолжительность плавки, сравнительно большой расход топлива и низкая стойкость футеровки в связи с интенсивным вспениванием высокоокислительного первичного шлака при всплывании в него всей массы карбюратора эа короткий промежуток времени. Пенистый шлак затрудняет передачу тепла ванне,что приводит к дополнительному перегреву главного свода и насадок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является карбюраторный способ выплав° ки стали в мартеновской печи, включающий завалку металлолома, твердого чугуна и шлакообразующих материалов, присадку карбюратора иа металлолом двумя горизонтами при восстановительной атмосфере печи, при этом весь карбюратор фракции 2,5-7,5 см загружают ниже шлакообразующих материалов (2 1.

Недостатками известного способа являются низкая производительность большой расход топлива и низкая стойкость огнеупорной футеровки печи.

Цель изобретения †снижение рас.хода чугуна и топлива, повышение производительности печи и срока службы футеровки.

Цель достигается тем, что при выплавке стали в мартеновской печи, включающей завалку металлолома, твердого чугуна и шлакообразующих мате- риалов, присадку карбюратора на металлолом двумя горизонтами при восстановительной атмосфере печи, карбюратор фракцией 0,1-1 см загружают в цепь ниже и выше шлакообразующих с расходом его в первой порции 60 .—

70% от общего веса.

Карбюратор загружают после завалки 10-15% и 35-40% от общего веса металлолома.

994564

Использование предложенного способа выплавки стали по сравнению с поототипом позволяет сократить длительность плавки на 3-14,мин, расход чугуна на плавку на 27-65 т, расход карбюратора на 1-1,4 т, мазута на

1,7-10,5 т/кг стали, повысить выход годной стали на 0,4-1,5% и часовую производительность печи на 1,2-1,5%, Экономический эффект составляет 200 тыс. руб.

Параметры карбюратсрного способа выплавки стали в мартеновскоЯ печи выбраны иэ условий наиболее полного достижения поставленной цели.

При загрузке карбюратора крупностью более 1 см не обеспечивается достаточная поверхность контакта с расплавленным металлом во время всплывания углеродсодержащего материала и снижается степень его усвоения. Ограничение по нижнему пределу {0,1 см ) размеров частиц карбониэатора обусловлено уменьшением сте-, пени использования углерода иэ мелких фракциЯ в результате их уноса иэ печного пространства во время загрузки.

Загрузка большей части карбюратора(60-70%) на нижний горизонт обеспечивает большую степень усвоения углерода иэ карбюратора в результате более длительного пребывания его в объеме жидкого металла во время всплывания. Завалка остальной части кар- ( бюратора (30-40%/ на верхний горизонт шихты приводит к раннему раскисленню окнслительного первичного шлака, тем саьым частично предотвращается угар углерода в металлошихте, вместе с этим увеличивается концентрация углерода, переходящего иэ карбюратора в расплав, стекающего на более низкие горизонты скрапа, делая его бо- 30 лее легкоплавким. Рассредоточение углеродистого материала на два горизон- 1 та в шихте: йосле завалки 10-15% и 35—

40% скрапа снижает интенсивность вспенивания шлака неусвоившейся частью 35 карбюратора в результате более длительного его перехода в шлак малыми, порциями по ходу плавления. Завалка . карбюратора после 35-40% скрапа ограничивается уменьшением количест- 4g ва переходящего углерода иэ карбюратора в металлический расплав, стекающего на нижние горизонты скрапа по ходу плавления и обеспечивающего легкоплавкость всего объема шихты. Завалка карбюратора на нижний горизонт после 10—

15% скрапа ограничивается . воэможностью его просыпания на подину, в результате чего происходит спекание кокса в монолит и приваривание его к огнеупорной футеровке печи, Последующее всплывание этого монопита вызывает бурную реакцию окисления углерода с выбросами пламени из печи при его взаимодействии с окислами шлака.

Пример. Предлагаемый способ выплавки, стали испытывают на 350тонной мартеновской печи. Завалку щ печи производят следующим образом: . на подину загружают 30-40 т стружки и мелкого металлолома, затем опус,кают шибер, снижают расход мазута .с 5,5-6 до 3 т/ч и вентиляторного воздуха с 60000 до 1 5000 мэ/ч и на металлолом распыляют равномерно 2 т угольного кокса фракцией 0,6,-0,8 см—

25, 7%; О, 3-0,6 — 19%; О, 1-0, 2

34,2%, 0,05-0,1 — 12,9% (с 76-80% содержанием углерода). Поверх кокса загружают 30-40 т стального лома (8-10%) и 17-20 т (4,5-5,5%) известняка. Затем заваливают в печь 150

160 т металлолома f38-42%), после чего при тех же расходах и соотношении топливо-воздух рассыпают равномерно порциями по 100-200 кг остальной кокс в количестве 2 т (0,53%).

Сверху шихты заваливают 29-31 т (8%) . передельного чугуна. Общий вес шихты

380 т, Результаты опытных плавок приведены в табл. 1.

При оценке технико-экономических показателей процесса для сравнения берут плавки, выплавленные по базовоЯ технологии, которая была принята в цехе до использования предлагаемого способа.

Завалка печи производится следукщим образом. На подину заваливается чистый мелкий лом, чистая стружка или обреэь прокатных цехов в количестве 20-30 т (5-8% ), пакеты 60

75 т (15-20% ), затем равномерно известняк вдоль задней стенки печи.

После прогрева,в течение 10-15 мин продолжают эавалку металлолома. После завалки 40-50% металлолома в печь загружают 50-60 т (13-16% ) чугуна, затем остальной металлолом и наверх

40-70 т (10-18% ) чугуна. Чугун заваливается на хорошо прогретый металлолом в 2-3 приема, со скоростью, исключающей резкое охлаждение свода и снижение температуры его ниже

1500 С.

Периодически в шихте применяется карбюратор в виде угольного кокса с содержанием углерода 76-80% в количестве 2,5 т который заваливается под известняк между двумя слоями металлолома.

Технико-экономические показатели . процесса при различных вариантах выплавки стали приведены в табл. 2. 994564

Таблица 1

Варианты плавок

Ю ) VI

Показатели

° 1

Доля чугуна в завалке, Ъ 8,2. 8,3

8 5 16 2 16у2 16 1

10

70 — 50

60 100 100

39,9 34,7

30

30 50

Фракционный состав кокса, см 0,1-1 0,1-1 0, 1-1

0,1-1 3-10 3-10

38

9.10 9.15

10.40 11.00 -9.40

10..05

Удельный расход мазута, кг/т

150 5 143 6

151,0 156, 2 155,9 151,2

Таблица

Скрап-процесс Карбкратор- Предлагаеный способ ьый способ

Показатели

Количество плавок,- шт

4 заправка завалка

0.20

4.45

5.15

10. 25

1.48

1 ° 27.12.12

11,55

Нижний горизонт завалки кокса, Ъ от металлозавалки 12

Доля кокса на нижнем горизонте завалки, Ф от общего расхода кокса

Верхний горизонт завалки кокса, Ъ от металлозавалки 36

Доля кокса на верхнем горизонте, Ъ от общего его расхода усвоение углерода из карбонизатора, Ъ

Продолжительность теплотехнического периода, ч.мин

Средняя. продолжительность плавки по периодам, ч.минг плавление теплотехнический период доводка общая длительность плавки

10.00

1.49

12.09

0.20

5.00 .

5.25

0.20

5.14

4.33

9.47

994564

Продолжение табл. 2

Показатели

38. 65 чугун кокс металлолом известняк

103

3,5

3,9

2,5

334,0

309,0

270,5

19,2

19,2

19,4

Содержание углерода по расплавлению, %

0,56

0,59

0,70

38

88,0

Выход годного, %

87,6

86,5

28,8

27,6

27,3

151,8

153,5

162,3

Формула изобретения

1.- Карбюраторный способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий эавалку металлолома, твердого чугуна и шлакообраэующих материалов, присадку карбюратора на металлолом двумя горизонтами при восстановительной атмосфере печи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения расхода .чугуна и топлива, повышения производительности печи и срока службы футеровки, карбюратор фракцией

0,1-1 см загружают в печь ниже и выСоставитель Л. Климов

Редактор М. Дылын Техред М. Гергель Корректор И.Коста

Заказ 570/8 Тираж 566 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

Расход шихтовых материалов в завалку, т:

Усвоение углеродсодержащих, %

Производительность печи, т/ч

Расход мазута, кг/т

Скрап-процесс Карбюратор- Предлагаеный способ мый способ

ЗО ше шпакообраэующих с расходом его в первой порции 60-70% от общего веса.

2 ° Способ по п. 1, о т л и ч а кшийся тем, что карбюратор загружают после завалки 10-15% и

35-40% от общего веса металлолома.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Татарченко Д.N. Металлургия чугуна, железа и стали. Л.-М., ОНТИ, 1936, С. 205 -206.

4 2. Мирошниченко Н.С. Сталевар мартеновской печи. М., Металлургиз,дат. 1952, с. 254-256 °