Способ выплавки стали в кислородных конвертерах

 

Использование: в области черной металлургии, в частности в кислородно-конверторном процессе. Сущность изобретения: способ выплавки стали в кислородных конверторах включает загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей. В качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и оксидного материала, и металлический лом в соотношении (0,1^oC3,0):1,0. Полуфабрикат загружают в количестве 25-3600 кг на тонну жидкого чугуна. Полуфабрикат для металлургического передела содержит оксидный материал, залитый железоуглеродистым сплавом в соотношении 1:(1,0-9,9), соответственно. Суммарное количество кислорода в оксидном материале равно его необходимому количеству для полного окисления компонентов железоуглеродистого расплава. Способ выплавки стали позволяет снизить содержание примесей цветных металлов на 10-50% и сократить расход металлолома на 10-40%. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конверторному производству.

Известен способ выплавки стали в кислородных конверторах, включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом в течение всего окислительного рафинирования. К его недостаткам относится повышенный угар железа во втором периоде плавки, когда концентрация углерода в металле становится ниже 0,2% (авт.св. СССР N 679629, C 21 C 5/28, 1975).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения стали в конверторах (авт.св. СССР N 437807, C 21 C 5/28, 1975, прототип), включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку после снижения содержания углерода в ванне до 0,14% металлизованных окатышей в качестве охладителей-окислителей по ходу всего второго периода продувки в количестве 4-10% от веса чугуна. Ввод металлизованных окатышей улучшает качество металла, ускоряет процесс и увеличивает выход годного. Однако относительно малое содержание кислорода в металлизованных окатышах, обусловленное расходованием его на окисление углерода, входящего в состав окатышей, уменьшает количество вводимого кислорода, что не позволяет существенно сократить количество вдуваемого газообразного кислорода. Большая часть этого кислорода расходуется на повышение концентрации оксидов железа в шлаке, что усиливает угар железа и снижает стойкость футеровки. Кроме того, металлизованные окатыши имеют плотность в два раза меньше плотности жидкого расплава. Это не позволяет окатышам проникнуть вглубь металлической ванны, и они располагаются на границе шлак-металл, снижая тем самым эффективность охлаждающего действия.

Вследствие этого металлизованные окатыши не в состоянии обеспечить задачу ввода кислорода в ванну в требуемых количествах и ее охлаждения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является эффективное охлаждение ванны, сокращение расхода металлолома и снижение содержания примесей цветных металлов.

Технический результат достигается тем, что в известном способе выплавки стали в кислородных конверторах, включающем загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей, в качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и оксидного материала, и металлический лом в соотношении (0,1-3,0):1, при этом полуфабрикат загружают в количестве (25-300) кг на тонну жидкого чугуна. Полуфабрикат для металлургического передела содержит оксидный материал, залитый железоуглеродистым сплавом в соотношении 1:(1,0-9,9)) соответственно. При этом суммарное количество кислорода в оксидном материале равно его необходимому количеству для полного окисления компонентов железоуглеродистого расплава.

Приведенные соотношения в твердой шихте полуфабриката и металлолома, а также данные составы полуфабриката и его расход на тонну жидкого чугуна в граничных значениях объясняются следующим образом.

Содержание полуфабриката в составе твердой шихты менее 10% нецелесообразно, т. к. это усложняет процесс подготовки и загрузки твердой шихты в конвертор и к тому же эффект применения полуфабриката практически не наблюдается.

Если соотношение полуфабриката к металлолому выше соотношения 3:1, то эффективность его использования в качестве охладителя снижается и при продувке шихты кислородом происходит перегрев металла до окончания процесса продувки.

Применение полуфабриката в пределах 25-300 кг на тонну жидкого чугуна обеспечивают стабильное ведение плавки в конверторе с активным шлаком необходимой консистенции и основности, обеспечивающих высокую дефосфорацию и оптимальную десульфурацию. Указанные выше пределы получены экспериментальным путем.

При соотношении оксидного материала к железоуглеродистому сплаву в полуфабрикате более 1: 1 нежелательно, т. к. при этом имеет место повышенный расход оксидного материала, что усложняет процесс получения полуфабриката, а также удлиняет время продувки ванны в конверторе.

При соотношении оксидного материала к железоуглеродистому сплаву в полуфабрикате менее 1:9,9 происходит активное кипение ванны, что может привести к выбросам шлака.

В настоящее время дефицит металлолома приводит к большим простоям сталеплавильных агрегатов.

Применение полуфабриката в шихте вместо металлолома позволит резко снизить убытки предприятий и позволит улучшить качество готового металла за счет сокращения вредных примесей, которыми загрязнен металлолом.

Пример конкретного выполнения.

В металлических емкостях для загрузки в конвертор подготовили металлолом, полуфабрикат, состоящий из 20% окатышей и 80% железоуглеродистого сплава (чугуна).

Твердая шихта для 160 т конвертора состояла из 25 т металлолома и 12 т полуфабриката, жидкого чугуна заливали в конвертор 135 и. Расход шлакообразующих был в таких же составных, как и при работе с применением в качестве твердой шихты только металлолома: извести 12 т. плавикового шпата 0,2 т. рудных окатышей 0,8 т. Продувка плавки производилась по обычной технологии в соответствии с технологической конструкцией. Плавка протекала спокойно, никаких отклонений по шлаковому тепловому режимам и необходимому химическому составу не наблюдалось. Выплавляли углеродистую сталь марки Ст 20. После окончания продувки вводили в жидкую ванну раскислители, металл выпускали в ковш, который передавали на машину непрерывной разливки металла.

Выход жидкого металла был на уровне обычных плавок, полученных при использовании в металлошихте только металлолома, и составлял на указанной выше плавке 87,4% Опытно-промышленные плавки с использованием полуфабриката взамен металлолома в качестве охладителя показали эффективность замены, обеспечивая при этом необходимый шлаковый и тепловой режим ведения плавки, снижение содержания меди на 25% никеля на 29% по сравнению с плавками, проведенными с использованием в качестве твердой шихты только металлолома.

Использование полуфабриката в качестве охладителя позволяет сократить расход дефицитного металлолома при производстве стали в конверторах.

Формула изобретения

1. Способ выплавки стали в кислородных конверторах, включающий загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей, отличающийся тем, что в качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и оксидного материала, и металлический лом в соотношении 0,1 3,0:1, при этом полуфабрикат загружают в количестве 25 300 кг на 1 т жидкого чугуна.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полуфабрикат для металлургического передела содержит оксидный материал, залитый железоуглеродистым сплавом в соотношении 1:1,0 9,9 соответственно, при этом суммарное количество кислорода в оксидном материале равно его необходимому количеству для полного окисления компонентов железоуглеродистого расплава.