Способ производства стали в кислородном конвертере

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в кислородном конвертере. Цель изобретения - увеличение выхода металла. При выплавке стали по мере износа футеровка агрегата непрерывно от плавки к плавке регулирует положение фурмы по предложенной зависимости. Корректировка положения фурмы в зависимости от степени износа футеровки позволяет увеличить выход стали в среднем на 0,8%. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

th))g С 21 С 5/28, 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ талла за кампанию °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЛМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4261753/31-02 (22) 15.06.87 (4G) 30. t2.90. Бюл. Р 48 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) К.M 1йакиров, Б. А. Кустов, P.С.Айзатулов, Г,Д.Булойчик, Г. С. Гальперин, M.В. Петрунин, Ж.M Л улина, M.È. Волович, Е, М. Рыбалкин, О.Г.Романенко и Г.M,Соломон (53) 669. t84.82 (088.8) (56) Выплавление и разливка стали при переделе фосфористого чугуна в кислородных конвертерах. Темиртау, 1983 с.б — 11, 35, 36, 46, 47.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в кислородном конвертере.

Цель изобретения - увеличение выхода металла.

Выход стали по ходу работы агрегата кампании меняется.

Опыт работы на кислородных конвертерах показал, что выход стали в различных плавках отличается на 1 — 7X за кампанию и его максимум соответствует примерно середине кампании.

Изменение выхода стали в ходе кампании связано с изменением геометрии конвертера в связи с разгаром футеровки.

Исследования ра гара футеровки

350-.тонного кислородного конвертера показали, что к концу кампании футеровка полностью растворяется и даже частично деформируется арматурный слой.

2 (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В

КИСЛОРОДНОИ КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в кислородном конвертере.

Цель изобретения — .увеличение выхода металла. При выплавке стали по мере износа футеровка агрегата непрерывно от плавки к плавке регулирует положение формы по предлагаемой зависимости. Корректировка положения фурмы в зависимости от степени износа футеровки позволяет увеличить выход стали в среднем на 3,87,, 3 табл.

Если на новой футе .эвке в первой плавке диаметр конвертера составляет

5,4 м, то к последней плавке он составляет 6,0 м, при этом глубина металла снижается от 2,2 до 1,8 м соответственно и в середине кампании, когда выход металла максимален, глубина спокойного металла соответствует 2 м. Эта глубина металла названа оптимальной.

В начальный период кампании, когда глубина ванны выше оптимальной, продувка сопровождается вспенивапием ванны и связанными с ним выбросами металла и переливами шлакометаллической эмульсии через горловину конвертера, Так как рабочая высота фурмы остается неизменной в ходе кампании, это приводит к перечисленным негативным явлениям и снижению выхода ме1617001

Во второй половине кампании, когЛа глубина ванны ниже оптимальной, а базовая высота фурмы. также остается еизменной шлак склонен к свертываФ

5 ию, развиваются явления выноса и гара железа (бурый дым), что привоит к потерям металла и снижению выода стали в конце кампании, Модель шлакометаллической эмульии, разработанная по данным низкотемпературного моделирования и проышленных плавок, свидетельствует о

|том, что уровень шлакометаллической эмульсии зависит от глубины металла, которая линейно уменьшается по мере разгара футеровки, так как степень износа футеровки по ходу кампании еняется равномерно.

Для устранения отрицательного 20 влияния меняющейся глубины металла на толщину шлакометаллической эмульсии и поддержания ее на данном уровне необходимо также линейно изменять высоту фурмы над уровнем металла. Поскольку в середине кампании выход металла максимален, данное состояние шлакометаллической эмульсии и глубина металла оптимальны, а рабочая высота фурмы при этом не требует корректировки. В начале и в конце кампании, когда выход металла значительно меньше, чем в середине кампании, что обусловлено неблагоприятными условиями для формирования шлакометаллической эмульсии, следует ли35 нейно корректировать высоту фурмы с ,учетом Н.

По данным. низкотемпературного моделирования и промышленных плавок диапазон корректировки положения фурмы за всю кампанию Н составляет

20 — 40 приведенных калибров, что позволяет в период всей кампании поддерживать оптимальный уРовень шлако- 45 металлической эмульсии, а выход стали — максимальным.

Установлено, что Н (20 приведен- ных калибров за кампанию незначительно уменьшает негативные явления (вы-, бросы, переливы, угар и унос метал50

1 .ла), а следовательно, незначительно 1 увеличивает выход стали но сравнению с известным способом.

При значениях Д Н ) 40 приведенных

35 калибров фурма недопустимо приближается к поверхности металла, что может в начале кампании привести к интенсивному заметалливанию и прога.Ру головки хурмы, а в конце — к черезмерному переокислению шлака и увеличению потерь железа с конечным шлаком.

Корректировку высоты фурмы от плавки к плавке по мере разгара футе,ровки осуществляют после опускания фурмы на рабочий уровень. Это происходит через 15-20Е времени от начала продувки и соответствует формированию шлакометаллической эмульсии. Раньше осуществлять корректировку высоты фурмы не имеет смысла, так как поставленная в предлагаемом способе цель достигается управлением шлакометаллической эмульсией, следовательно воздействовать на нее можно лишь с момента ее формирования. Для большегрузных конвертеров формирование шлакометаллической эмульсии заверша-. ется к 3- 4-й минуте продувки и зак лючается в том, что кислородная струя прожигает "колодец" в теле металлолома, где образовавшиеся оксиды железа интенсивно смешиваются с жидким чугуном и дают шлакометаллическую, эмульсию. Кроме того, до прожигания "колодца" в теле металлолома опускание фурмы на рабочий уровень и тем более корректирование ее положения невозможно по техническим причинам (из-за возможности прогара головки фурмы при соприкосновении ее с металлоломом), Осуществлять корректировку высоты фурмы несколько позже достижения рабочего уровня металла — значит упустить время и снизить выход металла, Исходя из того, что в середине кампании рабочая высота фурмы не требует корректировки, в первой половине кампании суммарный диапазон корректировки высоты фурмы составит

ЬН/2, а величина Н на первой плавке будет равна разности (Нр — ДН/2).

Отношение gН/М предлагаемой зависимости показывает величину корректировки высоты фурмы в каждой плавке, а увеличение его пропорционально числу плавок N определяет корректировку высоты фурмы в данной плавке по отношению к ее рабочей высоте. Высота (Н) фурмы в каждой плавке по ходу кампании определяется суммой высоты фурмы на 1-й плавке и величиной корректировки высоты фурмы для данной плавки, что соответствует, предлагаемой зависияосжи.

1617001

Если рассчитанное значение H меньше максимально допустимого значения по технологии, то изменение высоты фурмы начинают с той плавки, когда

H станет равной или больше минимально допустимого значения. Ограничение значения Н определяется технологическими особенностями процесса и стойкостью головки фурмы. Предлагаемый способ может быть реализован корректировкой высоты фурмы через 20, 40, 70, 140 и т.д. плавок по ходу кампании, однако максимальный выход металла достигается в том случае, если корректировку высоты фурмы осуществлять л каждой плавке °

Пример 1. В 350-тонный конвертер производят завалку лома в количестве 81 т. После прогрева в течение 2 — 3 мин заливают чугун массой 272 т состава, %: С 3,9; Si 0,9;

Ип 0,7; P 0,25; S 0,03, с температурой 1340 С, а затем ведут продувку кислородом интенсивностью 1000 м/мин с. изменением положения фурмы от

75 — 80 приведенных калибров в первые 15 — 20 с времени от начала продувки с последующим понижением ее до 35 — 40 приведенных калибров. К третьей минуте от напала продувки подают известь в количестве 70% от всей ее массы на плавку и плавикового шпата в количестве 50 . Подачу оставшегося количества извести и плавикового шпата осуществляют в заключительном периоде. Иеталл по окончании продувки имеет состав, %:

С 0,2; Мп .0,3; Si 0,5; P 0,022;

S 0,018 . Основность шлака составляет.

3,6, температура на выпуске 1610 С. о

3а, кампанию проведено 700 плавок.

В первом и последующих примерах осуществления способа приведены средние данные за кампанию. В табл. 1 приведены полученные результаты.

Пример 2. Приведение плавок в кампаниях по предлагаемому способу.

В отличие от плавок кампании, проведенных известным способом (пример 1), в данных кампаниях дополнительно o«уществляют корректировку высоты фурмы через 15 — 20 . времени от начала продувки по предлагаемой зависимо TH через каждые 70 или 140 плавок кампании.

Рассчитывают, например, высоту фурмы на 70-й плавке по предлагаемой зависимости.

В кампании, проведенной по известному способу (пример 1) опрсделяют число плавок за кампанию (tS+ =700).

Задавшись ДН = ЗС приведенных калибров, рассчитывают высоту фурмы на 70-й плавке, если рабочая высота фурмы составляет 35 калибров.

ДН ДН 30

Н = (H — — — ) +; — -- И = (35- ---)+

2 П 2

+ — — —. 70 = 23.

В табл.2 приведены значения высоты фурмы 3 R K DMII I H IIIo Rep e 3 KBKpbIe 7 0 плавок при Д Н = 30 калибров., Данные IIo гыходу стали при проведении кампании предлагаемым способом приведены в табл.1.

20 В табл.3 представлены результаты опробования способа, когда высоту фурмы корректируют по ходу кампании в каждой плавке после 15 — 20 вре-! мени от начала продувки.

25 Из сравнения данных табл.1 и 3 следует, что во всех примерах опробования способа достигается увеличение выхода металла по сравнению с известным способом на 0,2 — 2,5%. Наи— более значительно (на 0,4 — 2 5) воз растает выход металла при ДН = 20

40. Иаксимален выход металла при использовании ДН = 30 приведенным калибрам, когда выход металла возрастает на 1,2 — 2,5% (см.табл. 1 и 3, 35 4)

Данные, приведенные в табл.1 и 3, убедительно показывают, что корректировкой высоты фурмы в каждой плавке достигают большего увеличения выхода металла эа кампанию (нагример, при

Н = ЗО выход стали с корректировкой высоты фурмы в каждой плавке составляет 93,5%, через 70 плавок — 92,6, 45 а через 140 плавок — 92,2 ) .

Кроме того, из приведенных результатов видно, что при проведении предлагаемого способа с 1-.араметрами, выходящими за граничные значения, 50 увеличение выхода стали минимально (см. табл.1 и 3, П 2 и 6) .

Формула изобретения

Способ производства стали в кислородном конвертере, включающий эавалку лома, заливку чугуна, присадку шлакообразующих, определение износа футеровки по ходу эксплуатации, 1617001

Н = (Н где Н

ДН д к н таблица 1

1", Способ Номер (i НР ая ка- халиб либр

ыход стали, 2, и изменениях высоты

Иасса, т/плавку

Касса чугуна т

q1 м3/мин

Скрап Известь Шлат рмы через плавок 140 ллавоа

1 1000 272,0 81,0 21,0 0,80 1340 t610

Известный

Предлагаемый

35 0 91 0 91 0

35 15 91 4 91,2

35 20 91i 6 9t,4

35 30 92 6 92,.2

35 40 92,0 91е 8

3 5 50 91 4 9t 2

1345 1610

1360 16t5

1345 1620

1350 1616

1353 1615

81, 1 20,9

81,2 20,8

82,0 20,2

82,5 20,$

81,5 20,8

2 1000 271,9 0,79

3 1000 271,8 0,71

4 1000 271,0 0,7

5 1000 270, 5 0,80

6 1000 271 5 0 78

В 1

Опытное опробование предлагаемого способа с вьпсодом заявленных параметров за граничные Значения.

Таблица2

Высота фурми Н, калибр

Номер плавки корректирование рабочего положения !урмы относительно зеркала металла, 1!родувку металла кислородом, опусание фурмы на рабочий уровень, о т и ч а ю !я и и с я тем, что, с це. ью увеличения выхода металла, коректировку высоты фурмы производят епрерывно от плавки к плавке после пускания фурмы на рабочий уровень, ри этом высоту фурмы Н определяют о зависимости!

700

23

26

29

32

38

41

44

47

50 цН ДН

1

2 И вЂ” рабочая высота фурмы на первой плавке в приведенных калибрах;

20 — 40 — изменение высоты Фурмы за кампанию в привеенных калибрах; оличество плавок за кампаию; омер плавки.

1617001 таблица3

Насса, т/плавку

Н, калибр

0, Масса м1/мин чугуна> т/плав74 Т>т >

OC OC

Способ Номер

ыкод сталя, х на пер- на посвой ледней плавке плавке

Скрап Нэвесть Шлат

1340 1610 35 0 35,0

35,0

9l 0

1 1000 272 0 81 0

21,0 0,80

15 27,5

20 25,0

30 20,0

40 20,0

50 20,0 а

Нрн LH 40 величину Н брали 20 калибров в течение 90 плавок, а прн йН 50 - в течение 140 плавок.

Опытное опробование предлагаемого способа с выкодом эаявляемьк параметров эа граничные эначення.

Составитель В.Самсонов

Редактор И>Петрова Техред Л.Сердюкова

Корректор А. Осауленко,Заказ 4098 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-,издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Нэвестный

Предлагаемый

2 1000

3 1000

4 1000

5 1000

6 1000

271,9

271,8

271,0

270, 5

271, 5

81,1

81,2

82,0

82,5

81,5

20,9 О, 79

20,8 0,71

20>2 0,72

20,5 0,80

20,8 0,78

1353

Ну > калибр

1610 35

1615 35

1620 35

1610 25"

1615 35

6Н, калибр

42,5

45,0

50,0

55>0

60,0

91>5

92>3

93,5

92,5

91,7