Способ производства стали в конвертере из фосфористого чугуна

 

Использование: в черной металлургии, в частности, для передела фосфористого чугуна в кислородных конвертерах. Сущность изобретения: оставляют в конвертере конечный шлак, производят нейтрализацию шлака, загрузку лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов извести и доломита и двухстадийную продувку с промежуточным скачиванием шлака. В качестве шлакообразующих используют твердый мартеновский шлак от передела низкофосфористого чугуна в количестве 20-50 кг/т стали. 50-70% шлака присаживают вместе с известью и доломитом на оставленный в конвертере шлак, а остальное количество по истечении 10-20% времени продувки. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

P ЕСПУБЛИК (я)s С 21 С 5/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕЦОМСТВО СССР (ГбСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

A+j »fi л

К ПАТЕНТУ

1 (2 I) 4924100/02 (2 ) 01.04.91 (4 ) 07.03.93, Бюл. М 9 (71) Карагандинский металлургический комбинат (7 ) B.Ñ, Щерба, В.И. Богомяков, В,И, Герман, Б,А. Бурдонов и В.Е. Лаукарт (78) Карагандинский металлургический комбинат (56) Авторское свидетельство СССР

Й 1271888, кл. С 21 С 5/28, 1985, Авторское свидетельство СССР

Q 1447867, кл. С 21 С 5/28, 1986. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В

КОНВЕРТЕРЕ ИЗ ФОСФОРИСТОГО ЧУГУНА

Цель изобретения — снижение расхода извести, доломита и повышение выхода

4идкой стали, Известный способ производства стали в конвертере из фосфористого чугуна заключается в оставлении конечного шлака, его нейтрализации, завалке лома, заливке чугуна, вводе кусковых шлакообразующих материалов и двухстадийной продувке с промежуточным скачиванием шлака.

Сущность предлагаемого способа заключается в улучшении процесса шлакообОазования в первом периоде при

Одновременном обеспечении безопасных условий завалки лома и заливки чугуна на оставленный в конвертере шлак предыдущей плавки (исключение хлопков и выбросов металла и шлака). Растворение извести озможно лишь при достаточном количестве жидкоподвижного шлака с высоким содержанием оксидов железа, марганца и других разжижающих оксидов. Оставлен„.. Ж,„, 1801124 АЗ (57) Использование; в черной металлургии, в частности, для передела фосфористого чугуна в кислородных конвертерах, Сущность изобретения: оставляют в конвертере конечный шлак, производят нейтрализацию шлака, загрузку лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов извести и доломита и двухстадийную продувку с промежуточным скачиванием шлака, В качестве шлакообразующих используют твердый мартеновский шлак от передела низкофосфористого чугуна в количестве 20 — 50 кг/т стали. 50 — 70% шлака присаживают вместе с известью и доломитом на оставленный в конвертере шлак, а остальное количество по истечении 10 — 20% времени продувки. 1 табл, ный к конвертере шлак при его нейтрализации значительными присадками только извести или доломита с учетом завалки холодного металлического лома (происходит "замораживание" шлака и части чугуна) не может в первые минуты продувки играть роль активного растворителя присаживаемой извести. Следовательно, основной причиной замедленного шлакообразования в начальный период продувки является низкий температурный режим и малое количество жидкой составляющей (чугун, шлак), особенно при использовании легковесного лома. Отсутствие жидкоподвижного шлака в достаточном количестве приводит к тому, что при продувке ванны незаглубленной струей наблюдаются выносы металла и значительное окисление металлического лома, приводящее в дальнейшем к выбросам и к снижению выхода жидкой стали.

Одним из путей решения этой задачи является снижение расхода извести на ней1801124 трализацию оставленного в конвертере шлака и использование шлакообразующих материалов, содержащих готовые компоненты первичной фазы шлакового расплава (FeO, СаО, МпО и т.д.) или флюсов, понижающих температуру плавления первичной эвтектики. Наиболее эффективным является присадка плавикового шпата, однако при переделе фосфористого чугуна плавиковый шпат не применяют и в этом случае более целесообразно использование низкофосфористого мартеновского шлака. Это связано прежде всего с отсутствием отрицательного влияния на растворимость фосфат-шлаков при использовании в качестве удобрения, с существенной разницей в стоимости плавикового шпата и мартеновского шлака, с на-. личием в его составе (в отличие от конвертерного шлака) оксидов магния и алюминия и низкой температурой его плавления (1200 — 1400 С), что оказывает благоприятное воздействие на формирование жидкоподвижного первичного шлака, процесс ассимиляции извести и спокойный ход продувки.

Таким образом, мартеновский шлак, являясь комплексным оксидосодержащим материалом, наиболее эффективен и доступен.

Присадка его в конвертер по наиболее рациональному режиму позволяет Обеспечить требуемый ход процесса шлакообразования без выносов и выбросов металла, снизить содержание фосфора и серы в стали при общем снижении расхода извести и доломита.

Проведенными исследованиями установлен наиболее рациональный режим присадки мартеновского шлака, предусматривающий его рассредоточенный порционный ввод, причем первую порцию мартеновского шлака необходимо присаживать на оставленный в конвертере шлак, так как в отличие от тугоплавкой извести (или доломита) мартеновский шлак имеет низкую температуру плавления и расплавляется в конвертерном шлаке, Дополнительная нейтрализация оставленного в конвертере шлака небольшими присадками извести или доломита не приводит к образованию тугоплавких "коржей" и в то же время благоприятно сказывается на процессе дефосфорции и десульфурация металла ввиду более высокой основности первичного шлака, При общем расходе мартеновского шлака 20-50 кг/т стали на протяжении всей плавки конвертерный шлак поддерживается с требуемыми физико-химическими свойствами. Расход менее 20 кг/т стали не обеспечивает эффективного влияния на нейтрализацию шлака и растворение изве5

55 сти, а расход более 50 кг/т стали приводит к заметному влиянию на температурный режим процесса и повышение содержания серы в металле (в мартеновском шлаке 0,074 серы).

Расход твердого мартеновского шлака на нейтрализацию конвертерного шлака в количестве 50 — 70 от общего расхода обусловлен безопасными условиями завалки лома и заливки чугуна (без хлопков и выбросов) и удовлетворительным ходом процесса шлакообразования в первом периоде продувки. При расходе менее 50 от общего количества не обеспечивается эффективного влияния на нейтрализацию конечного шлака, при этом возрастает расход извести и доломита на загущение конечного шлака, что приводит к образованию "коржей" и ухудшает условия шлакообразования в начальный период продувки. При расходе более 70 от общего расхода мартеновского шлака снижается основность шлака в первом периоде, что вызывает необходимость присадки повышенного количества извести и(или) доломита, при этом затрудняются условия их ассимиляции, вследствие чего наблюдаются выносы и выбросы. Это обусловлено еще и тем, что при этом меньшее количество мартеновского шлака вводится в начальный период продувки, затягивается процесс шлакообразования, а при недостаточном количестве жидкоподвижного шлака продувка происходит незаглубленной струей с выносами металла, Присадка мартеновского шлака не ранее 10 времени продувки обусловлена необходимостью устойчивого зажигания плавки. Присадка его позже 20 длительности продувки приводит к замедлению растворения извести в первичном шлаке и к увеличению выносов в этот период.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается типом применяемого для нейтрализации конечного шлака материала и режим его ввода.

Известен способ производства стали в конвертере, при осуществлении которого с целью ускорения шлакообразования и повышения производительности конвертеров, перед подачей окислителя в конвертер вводят отработанный жидкий известково-глиноземный шлак в количестве 2 — 6% от веса плавки.

Недостаток указанного способа заключается в том, что при использовании жидкого синтетического шлака нейтрализации оставленного конвертерного шлака практически не наблюдается, что приводит к выбросам при завалке лома и заливке чугуна.

1801124

Кроме того, значительное количество вводимо)о со шлаком глинозема отрицательно сказывается на процесседефосфорации металла, Таким образом, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями заявленное техническое решение характеризуется новой совокупностью признаков (во-первых, использованием легкоплавкого мартеновского шлака с относительно высокий содержанием корольков и оксидов желера, во-вторых, режим нейтрализации конечного шлака и режимов присадки мартеновского шлака), что позволяет сделать вывод о его изобретательском уровне и промышленной применимости.

Для оценки существенности предлагаемых параметров проведены опытные плавки с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничное значение. Кроме того, проведены плавки при нижнем, верхнем и среднем значениях заявленных параметров и в соответствии с прототипом.

Примеры осуществления способа.

Плавки проводят в 300-т конвертере Каратандинского металлургического.комбината, На оставленный в кснвертере шлак от предыдущей плавки присаживают 6,6 т мартеновского шлака (35 кг/т стали), 3 т и вести и 1,5 т обожженного доломита. Затем загружают 115 т лома с насыпным весом

1 т/м и заливают 245 т чугуна с температурой 1340 С следующего химического состава, : 1,05 Р: 0,6 кремния, 0,55 Мп и

0,030 серы. Мартеновский шлак содержит

42,5 СаО, 15,2 31Ог, 8,1 МпО, 10,7;

MdO, 6,4 AlzOa, 1,2 PzOg, 10,9 FeO u

0,074 серы, Продувку кислородом произвОдят при переменном положении фурмы при расходе кислорода 1000 нм /мин. Продолжительность продувки составляет 20 мИн. После 3 мин продувки (15 длительности продувки) присаживают дополнительно

4,4 т (60 от общего расхода) мартеновского шлака (общий расход 35 кг/т), на 6,8,12-ой минутах продувки присаживают 20 т извести на 16-ой минуте при содержании O,S С и температуре металла 1570 С производят с ачивание промежуточного шлака. Во вторрм периоде продувки присаживают 11,5 т извести и заканчивают продувку при содержании 0,05 С, 0,06 Мп, 0,008 Р и

0,009 серы и температуре металла 1610 С.

При выпуске металла из конвертера по действующей технологии в ковш присаживают

1,8 т ферромарганца и 30 кг алюминия, производят обработку металла на УДМ и разливку стали 08 кп в изложницы, По техническим условиям в стали 08 кг для производства жести содержание серы не должно превышать 0,020 .

Результаты опытных плавок приведены в таблице.

Данные опытных плавок показывают, что использование предлагаемого способа при соблюдении заявленных параметров позволяет снизить расход шлакообразующих материалов и повысить выход жидкой стали за счет улучшения процессов шлакообразования и снижения выносов и выбросов металла, При этом некоторое количество келеза вносится корольками и оксидами мартеновского шлака, Для расчета экономического эффекта от внедрения предлагаемого способа за базовый объект принята технология выплавки стали из фосфористого чугуна с загущением конечного шлака известью в конвертерном цехе Карагандинского металлургического комбината.

Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого способа за счет снижения расхода извести, доломита и повышения выхода стали составляет около

1,1 руб./т.

Формула изобретения

Способ производства стали в конвертере из фосфористого чугуна, включающий оставление конечного шлака, его нейтрализацию, завалку лома, заливку чугуна, ввод в качестве шлакообразующих материалов извести и доломита, двухстадийную продувку кислородом с промежуточным скачиванием шлака, отл и ча ю щий с ятем, что, с целью снижения расхода извести и доломита, повышения выхода жидкой стали, в качестве шлакообразующего материала дополнительно используют твердый мартеновский шлак от передела низкофосфористого чугуна в количестве 20 — 50 кг на 1 т стали, причем 50 — 70 мартеновского шлака присаживают с известью и доломитом на оставленный в конвертере шлак для его нейтрализации, а остальное количество — по истечении 10 — 20 времени продувки.

1801124

Расход, кг/т

Содержание в металле, Выход жидкой

Расход мартеновского шлака

¹¹ пп

МоПримечание мент

Доломита

Извести на неит- ввода всего, кг/т стали, рализацию, % шлака, % времени продувки

Прототип аналог

15

Составитель Т. Шиловская

Техред М.Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор

Заказ 1186 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР:

113035, Москва, Ж-35. Рэушская наб., 4/5

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

2

4

6

8

11

12

13

14

122

114

112

124

117,0

5

8

6

5

12,6

87,2

87,9

88,1

88,5

87,3

87,3

87,8

87,7

87,6

87.7

87,6

88,0

88,0

88,5

87,25

0,010

0,009

0,008

0,008

0,010

0,010

0,010

0,011

0,010

0,010

0,012

0,011

0,009

0,008

0,010

0,015

0,013

0,009

0,015

0,014

0,022

0,015

0,016

0,015

0,014

0,016

0,024

0,010

0,015

0,011