Способ выплавки стали в мартеновской печи

 

Использование: в черной металлургии, а именно при выплавке стали в мартеновской печи, работающей скрап-процессом. Сущность изобретения: способ выплавки стали включает загрузку на подину слоя из мелкого металлолома, его прогрев, загрузку карбюризатора, слоя мелкого стального лома, извести или известняка, загрузку остальной части шихты, плавление и доводку. Карбюризатор загружают в зоны наиболее медленного плавления, а известняк или известь распределяют над ним, что способствует усвоению углерода из карбюризатора и получению стали без использования чугуна. Слой мелкого стального лома прогревают до появления жидкой фазы. Используют карбюризатор фракцией 0,1 ^oC 2,4 см. Слой мелкого стального металлолома рагружают в количестве 5 ^oC 7 мас.% металлошихты. 3 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали в мартеновской печи, работающей скрап-процессом.

Известен карбюраторный способ выплавки стали в мартеновских печах, включающий завалку металлолома, чугуна и шлакообразующих материалов, присадку карбюратора на металлолом двумя горизонтами, при этом весь карбюратор фракции 2,5-7,5 см загружают ниже шлакообразующих материалов [1] Недостатком этого способа являются: большая продолжительность плавки, сравнительно большой расход топлива и низкая стойкость футеровки в связи с интенсивным износом вспененным высокоокисленным первичным шлаком при всплывании большой массы карбюратора за короткое время. Пенистый шлак затрудняет передачу тепла ванне, что приводит к дополнительному перегреву главного свода и насадок.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому эффекту является способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий выстилку подины "подушки" из мелкого металлолома и ее прогрев, загрузку карбюратора, мелкого стального лома, извести или известняка, загрузку остальной части шихты, плавление и доводку [2] Недостатком прототипа является образование устойчивого пенистого шлака с выбросами его из рабочего пространства при всплывании частиц карбюратора. Высокотемпературный режим плавления разрушающе действует на футеровку, наличие пенистого шлака, затягивает продолжительность плавки.

Задачей изобретения является повышение стабильности процесса плавки путем устранения указанных недостатков.

При решении этой задачи достигается технический результат, связанный со снижением расхода чугуна вплоть до полного исключения их шихты, уменьшение потерь карбюратора, повышение стойкости футеровки, продолжительности плавки.

Поставленная задача решается тем, что при выплавке стали в мартеновской печи, предусматривающей загрузку на подину слоя (подушки) из мелкого металлолома, его прогрев, загрузку карбюратора, слоя мелкого стального лома, извести или известняка, загрузку остальной части шихты, плавление и доводку, карбюратор загружается в зоны наиболее медленного плавления шихты, а известняк или известь равномерно распределяют над карбюратором.

"Подушка" может прогреваться до появления жидкой фазы.

Карбюратор может быть загружен фракцией 0,1-2,4 см. Мелкий стальной металлолом, отделяющий карбюратор от известняка или извести и "подушки", может быть загружен массой 5-7 мас. металлошихты.

Все известные способы завалки предусматривают равномерное распределение карбюратора по площади пода, что приводит к раннему всплыванию его и вспениванию шлака из-за неравномерного проплавления в объеме шихты, связанному с направленным действием факелом, неравномерным температурным зонам в рабочем пространстве. Через эти проплавленные зоны и происходит выброс карбюратора.

Исследования показали, что при выплавке стали в мартеновской печи при загрузке карбюратора в зоны более позднего проплавления создаются условия для более длительного контакта карбюратора с расплавом, стекающим на под печи. Для усиления этого эффекта над карбюратором равномерно, без пропусков, рассыпается известняк или известь, которые имеют коэффициент теплопроводности в 40 раз ниже чем у металлолома, что способствует более позднему проплавлению металлошихты в этой зоне.

Прогрев "подушки" до появления жидкой фазы способствует более раннему усвоению углерода из карбюратора, не приводя при этом к "закозлению" шихты.

Карбюратор может быть загружен в печь фракцией 0,1-2,4 мм, что приводит к наиболее полному усвоению углерода из карбюратора. При фракции менее 0,1 см увеличивается расход карбюратора вследствие уноса.

При фракции карбюратора более 2,4 см уменьшается реакционная площадь и не приводит к увеличению степени усвоения углерода карбюратора по сравнению с использованием его без разделения на фракции.

Мелкий стальной металлолом, отделяющий карбюратор от известняка или извести и "подушки", предпочтительно загружать в количестве 5-7 мас. металлошихты, что приводит к полному растворению карбюратора и своевременному расплавлению разделяющего слоя.

При массе разделяющего слоя менее 5% от общей массы металлошихты происходит ранее расплавление этого слоя и всплывание неусвоившегося карбюратора, что приводит к вспениванию шлака. При массе, разделяющего слоя более 7% от общей массы металлошихты, приводит к увеличению длительности плавления.

Описываемый способ был реализован в 350-тонной мартеновской печи с основной футеровкой. Выплавлялась сталь различных марок.

П р и м е р 1. В 350-тонную мартеновскую печь на подину загрузили 30 т мелкого малоуглеродистого лома, который пpогpевали до появления жидкой фазы в течении 7 мин, затем на эту "подушку" загрузили в среднее окно 10 т коксовой мелочи, на которую загрузили 20 т мелкого малоуглеродистого стального лома и 20 т известняка, затем завалили остальные 320 т малоуглеродистого стального лома. В конце периода плавления отбиралась проба на углерод, содержание которого составило 0,67% Доводку проводили по обычной технологии. В результате плавки получили сталь ЗСП.

П р и м е р 2. В 350-тонную мартеновскую печь на подину загрузили 40 т мелкого малоуглеродистого стального лома, который прогревали до появления жидкой фазы в течении 7 мин, затем на эту "подушку" загрузили в средне окно 7 т коксовой мелочи, на которую загрузили 20 т мелкого малоуглеродистого стального лома и 20 т известняка, затем завалили 280 т остального лома. После прогрева в течение 8 мин во второе окно залили 30 т жидкого чугуна. В конце периода плавления отбиралась проба на углерод, содержание которого составило 0,77. В результате плавки получили сталь 17ГС.

Варианты плавок по примерам 1 и 2 с использованием карбюратора различных фракций в пределах: 0,05-0,1; 0,1-2,4; 2,4-7,5 и различной толщиной разделяющего слоя в пределах 3% 6% 9% от массы металлошихты приведены в таблице.

Для сравнения технико-экономических данных проводились плавки по технологии прототипа.

Результаты плавок приведены в таблице. Анализ показывает, что использование описываемой технологии позволяет полностью исключить из завалки чугун или сократить его расход, уменьшить расход мазута на 2 -7 кг/т, повысить часовую производительность на 1-2% повысить степень усвоения углерода из карбюризатора, снизить стоимость шихтовых материалов за счет замены чугуна металлоломом.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ, включающий загрузку на подину слоя мелкого металлолома, его прогрев, загрузку карбюратора, слоя мелкого стального металлолома, извести или известняка и остальной части металлошихты, плавление и доводку, отличающийся тем, что карбюратор загружают в зоны наиболее медленного плавления шихты, а известь или известняк равномерно распределяют над карбюратором.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что загруженный на подину слой мелкого металлолома прогревают до появления жидкой фазы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что загружают карбюратор фракций 0,1 - 2,4 см.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой мелкого стального металлолома загружают в количестве 5 - 7% от массы металлошихты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2