Способ производства стали

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах с использованием в шихте горячебрикетированного железа (ГБЖ). Выплавку стали осуществляют в кислородном конвертере, при этом в состав металлозавалки вводят ГБЖ в количестве не более 20% от общей массы металлозавалки, а по ходу продувки плавки осуществляют присадку ГБЖ порциями по 0,1-8,0 т с общим расходом не более 50 т, при этом присадку последней порции ГБЖ осуществляют не позднее 10 мин от начала продувки. Изобретение позволяет увеличить вводимую в состав шихты долю ГБЖ в качестве первородного сырья на сортамент с жесткими требованиями по содержанию остаточных элементов и вредных газов, получить максимальную степень восстановления железа из оксидов железа ГБЖ при отсутствии эффекта локального спекания ГБЖ, а также увеличить выход годной стали. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к производству стали в кислородных конвертерах и дуговых сталеплавильных печах, с использованием в шихте горячебрикетированного железа (ГБЖ).

Известен способ выплавки стали в электрической печи, включающий загрузку в печь шихты, содержащей стальной лом, металлизованные окатыши и шлакообразующие материалы, плавление шихты, доводку и выпуск металла, использующий загрузку в составе шихты металлургических брикетов со степенью металлизации 65-70%, которые изготавливают из железосодержащих отходов производства процесса прямого восстановления железа, при этом металлургические брикеты загружают на подину печи послойно со стальным ломом, а металлизованные окатыши и шлакообразующие материалы подают по мере расплавления шихты [Патент RU 2573847, МПК С21С 5/52, 2016].

Недостатками данного изобретения являются неприменимость послойной загрузки завалочной бадьи или совка в условиях массового производства стали, требующей применения не менее двух единиц кранов, с различными на каждом из них типами навесных грузозахватных приспособлений, а также низкая степень восстановления оксидов железа брикетов из-за недостатка восстановителя (углерода) в шихте и времени на прохождение химической реакции восстановления железа, что приводит к высокому шлакообразованию, потерям железа со шлаком и замедлению процесса плавки при отсутствии достаточного количества тепла для эндотермических реакций восстановления.

Наиболее близким к предложенному является способ выплавки стали в дуговой электропечи, включающий завалку в печь металлолома и извести, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, при этом в состав завалки в количестве 5-40% от общей массы металлолома вводят горячебрикетированное железо, полученное в результате прямого восстановления окисленных руд, и/или образующийся после отсева на грохотах горячебрикетированного железа железосодержащий материал фракцией 4-25 мм, с массовой долей железа металлического не менее 70%, закиси железа в пределах 15-20% и углерода не менее 0,8% [Патент RU 2542157, МПК С21С 5/52, 2015].

Недостатками данного способа являются локальное спекание ГБЖ, загруженного сразу всем объемом в корзину в рабочем пространстве печи, что приводит к неравномерному расплавлению и риску оставления части нерасплавленного ГБЖ в холодных зонах рабочего пространства печи, налипанию настылей на футеровке, прямым потерям нерасплавленного железа, выплескам и выбросам из рабочего пространства сталеплавильного агрегата в процессе позднего расплавления спекшегося ГБЖ, а также низкая степень восстановления оксидов железа из-за ограничения площади контакта оксидов железа ГБЖ и углерода расплава, участвующих в реакции восстановления.

Задачами изобретения являются:

- значительное увеличения доли использования ГБЖ в составе шихты сталеплавильного агрегата (в периоды максимальной сезонной стоимости металлолома);

- возможность ввода существенной доли ГБЖ в состав шихты в качестве первородного сырья на сортамент с жесткими требованиями по содержанию остаточных элементов и вредных газов;

- получение максимальной степени восстановления железа из оксидов железа ГБЖ при отсутствии эффекта локального спекания ГБЖ;

- увеличение выхода годной стали.

Поставленные задачи решаются тем, что в способе производства стали, включающем заливку в сталеплавильный агрегат жидкого чугуна, продувку расплава кислородом, выпуск стали в ковш, согласно изобретению, выплавку стали осуществляют в кислородном конвертере, при этом в состав металлозавалки вводят горячебрикетированное железо в количестве не более 20% от общей массы металлозавалки, а по ходу продувки плавки осуществляют присадку горячебрикетированного железа порциями по 0,1 - 8,0 т с общим расходом не более 50 т, при этом присадку последней порции горячебрикетированного железа осуществляют не позднее 10 мин от начала продувки.

Размер фракций горячебрикетированного железа составляет не более 100 мм.

В состав металлозавалки вводят окалину в количестве не более 3% от общей массы металлозавалки.

В состав металлозавалки вводят твердый чугун в количестве не более 20% от общей массы металлозавалки.

Доля завалки ГБЖ в совок, в пределах, не превышающих 20% общей массы металлозавалки на плавку, получена опытным путем и обусловлена отсутствием при этом эффекта локального спекания ГБЖ и налипания его на футеровку сталеплавильного агрегата.

Размер порции ГБЖ, присаживаемой по трактам подачи сыпучих материалов, менее 0,1 т, приводит к существенному увеличению суммарного времени ввода всего объема ГБЖ, необходимого на плавку и увеличению цикла плавки. Размер порции ГБЖ в количестве не более 8,0 т обусловлен ограничениями технических характеристик существующих трактов подачи сыпучих, а также необходимостью обеспечения равномерной температуры расплава и максимальной площади контакта оксидов железа ГБЖ с углеродом расплава, участвующих в реакции восстановления.

При удельном расходе ГБЖ, присаживаемого по ходу продувки, в количестве более 50 т, степень восстановления железа из оксидов ГБЖ резко снижается, а тепловой баланс плавки требует увеличения доли жидкого чугуна.

Ограничение времени отдачи последней порции ГБЖ, не позднее окончания 10 минуты от начала продувки, обусловлено необходимостью полного проведения реакций восстановления железа из оксидов ГБЖ. При присадке ГБЖ по истечению 10 минут от начала продувки, восстановление оксидов железа последних порций ГБЖ не происходит.

Максимальный размер фракции 100 мм обусловлен техническим ограничением трактов подачи сыпучих материалов, а также снижением скорости растворения куска ГБЖ в расплаве.

При избыточном тепловом балансе (высоком коэффициенте соотношения чугун/лом) в состав металлозавалки вводят окалину. При превышении доли термической окалины в количестве более 3%, при использовании больших объемов ГБЖ и одновременном высоком расходе жидкого чугуна, ухудшается процесс шлакообразования и удаления фосфора.

Ограничение расхода твердого чугуна, в количестве не более 20% от общей массы металлозавалки, связано со способностью больших масс твердого чугуна и ГБЖ образовывать настыли на футеровке сталеплавильного агрегата, с непредсказуемым содержанием углерода в стали и ее объемом.

Заявляемый способ производства стали был реализован при выплавке стали в 360-т кислородном конвертере. В общей сложности было произведено 12 плавок по заявляемому способу. Пример одной из них.

Выплавка производилась в 360-т кислородном конвертере. В конвертер из совка осуществили завалку 55 т лома и 15 т ГБЖ. После этого произвели заливку 310 т жидкого чугуна и начинали продувку расплава кислородом. Отдачу оставшейся части ГБЖ, в количестве 35 т, осуществляли по тракту подачи сыпучих материалов. Присадка ГБЖ осуществлялась несколькими порциями, в количестве не более 8 т в каждой. Последняя порция ГБЖ была загружена на 9 минуте продувки. Далее процесс плавки происходил в штатном технологическом режиме. Также осуществляли присадку шлакообразующих материалов по ходу продувки. На выпуске плавки из конвертера производили отсечку шлака.

В результате выплавки получили полупродукт (сталь) с заданным химическим составом для дальнейшей внепечной обработки. Средний налив жидкой стали в сравнении с традиционным способом выплавки был увеличен на 5 т.Футеровка конвертера была чистой от настылей и остатков нерасплавленной шихты. Степень извлечения железа из ГБЖ увеличилась на 5%, а себестоимость производства стали снизилась на 1,8%. Содержание вредных примесей в стали удовлетворяло требуемым нормам.

1. Способ производства стали, включающий загрузку в сталеплавильный агрегат металлозавалки, содержащей горячебрикетированное железо (ГБЖ), заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом, выпуск стали в ковш, отличающийся тем, что выплавку стали осуществляют в кислородном конвертере, при этом в состав металлозавалки вводят ГБЖ в количестве не более 20% от общей массы металлозавалки, а по ходу продувки плавки осуществляют присадку ГБЖ порциями по 0,1-8,0 т с общим расходом не более 50 т, при этом присадку последней порции ГБЖ осуществляют не позднее 10 мин от начала продувки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размер фракций горячебрикетированного железа составляет не более 100 мм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав металлозавалки вводят окалину в количестве не более 3% от общей массы металлозавалки.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав металлозавалки вводят твердый чугун в количестве не более 20% от общей массы металлозавалки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу загрузки шихты в дуговую электропечь для выплавки стали. Металлолом и ГБЖ, количество которого составляет (20-30)% от общей массы металлозавалки, подают в печь двумя корзинами, на дно которых загружают подушку из 10-15 т легковесного лома, при этом в первую корзину загружают (60-75)% от общей массы ГБЖ, используемого на плавку, а во вторую - оставшуюся часть ГБЖ, причем на упомянутую подушку из легковесного лома первой корзины сначала загружают 40-65% ГБЖ, а остальное количество ГБЖ распределяют послойно по 2-5% ГБЖ через каждые 10 т легковесного лома, а на упомянутую подушку из легковесного лома второй корзины - 10-15% ГБЖ, а остальное ГБЖ распределяют послойно по 2-5% ГБЖ через каждые 10 т легковесного лома.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к получению железоуглеродистых сплавов в металлургических агрегатах. Способ включает загрузку металлической части шихты, плавление и слив железоуглеродистого расплава из плавильной печи с доводкой металла по химическому составу смесью, содержащей кремний и углерод, при этом используют смесь из карбидкремнийсодержащего материала с содержанием SiC не менее 70% в количестве 0,5-99,8 мас.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали посредством выплавки в сталеплавильных агрегатах, преимущественно в дуговых электропечах.

Группа изобретений относится к получению гранулированного феррохрома. Способ включает гранулирование расплава феррохрома, содержащего 1-9 мас.% С, 25-70 мас.% Cr, ≤ 2,0 мас.% Si, остальное Fe и примеси не более 3 мас.%.

Изобретение относится к станции для перемещения расплава металла из плавильной печи в транспортировочный тигель, со стыковочной камерой, которая имеет стыковочное отверстие и установлена для того, чтобы посредством стыковочного отверстия пристыковаться к загрузочному отверстию транспортировочного тигля, с отсасывающим устройством, которое установлено для откачки газа из стыковочной камеры и/или из пристыкованного к стыковочной камере транспортировочного тигля, и с отсасывающей трубой, которая имеет проходящий между впускным отверстием и выпускным отверстием воздушный канал, причем впускное отверстие расположено вне стыковочной камеры, а выпускное отверстие расположено таким образом, что протекающий через воздушный канал и выходящий из выпускного отверстия расплав металла попадает через стыковочное отверстие.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению полуфабриката в виде полупродукта для сталеплавильного производства. Полупродукт выполнен в виде стальной капсулы, наполненной окислами железа с содержанием железа не менее 55% и влажностью не более 12% и металлоломом крупностью не более 250 мм, причем массовая доля окислов железа в полупродукте составляет 10-70%.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению полуфабриката в виде полупродукта для сталеплавильного производства. Полупродукт выполнен в виде стальной капсулы, наполненной железосодержащим материалом, в качестве которого использованы предварительно раздробленные отходы зачистки поверхности стальных заготовок перед прокаткой и окалина крупностью от 5 до 250 мм.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве конструкционных низколегированных сталей. В способе осуществляют получение в сталеплавильном агрегате полупродукта и его внепечную обработку в сталеразливочном ковше путем введения в жидкий металл алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла в сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм.

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для управления процессом горения дуги при электродуговой плавке металлов. Способ включает загрузку холодной шихты в футерованный огнеупором кожух и опускание с помощью привода и системы управления в него графитового электрода, подключенного к источнику питания.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению стали в конвертере. Способ включает загрузку металлолома и полупродукта, содержащего окислы железа, заливку жидкого чугуна, продувку плавки и ввод шлакообразующих.

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке стали в конвертере с комбинированной продувкой. В способе осуществляют продувку аргоном или углекислым газом в пульсирующем режиме с частотой 0,01-1,0 Гц, при этом в начале плавки сталь продувают снизу аргоном до его израсходования в количестве 0,3-5,0 м3/т стали, после чего осуществляют попеременную продувку стали снизу аргоном и углекислым газом.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению полуфабриката в виде полупродукта для сталеплавильного производства. Полупродукт выполнен в виде стальной капсулы, наполненной окислами железа с содержанием железа не менее 55% и влажностью не более 12% и металлоломом крупностью не более 250 мм, причем массовая доля окислов железа в полупродукте составляет 10-70%.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению полуфабриката в виде полупродукта для сталеплавильного производства. Полупродукт выполнен в виде стальной капсулы, наполненной железосодержащим материалом, в качестве которого использованы предварительно раздробленные отходы зачистки поверхности стальных заготовок перед прокаткой и окалина крупностью от 5 до 250 мм.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства чугуна чушкового и/или гранулированного на разливочных машинах доменного цеха и/или на установках для грануляции чугуна.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению стали в конвертере. Способ включает загрузку металлолома и полупродукта, содержащего окислы железа, заливку жидкого чугуна, продувку плавки и ввод шлакообразующих.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства марганцевого флюса для конвертерного производства. Флюс содержит, мас.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку металлолома и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести и магнезиального флюса, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к извлечению ванадия из природнолегированного ванадиевого чугуна. Сущность изобретения заключается в том, что на первой стадии дуплекс-процесса, включающей заливку ванадиевого жидкого чугуна в конвертер, продувку его кислородом и ввод в конвертер охладителей в виде брикета железосодержащего для деванадации чугуна в количестве 20-100 кг/т чугуна.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородном конвертере. Способ включает завалку лома, заливку чугуна, загрузку флюсов, продувку расплава металла газообразным окислителем, отбор пробы металла и шлака на химический анализ, замер температуры металла, анализ, выпуск металла, слив шлака, осмотр и подготовку конвертера к очередной плавке.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сталеплавильным агрегатам, и может быть использовано при получении стали из жидкого чугуна и металлического лома, содержащих в своем составе повышенное количество таких вредных примесей, как фосфор и сера.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали в кислородных конвертерах с использованием в шихте горячебрикетированного железа. Выплавку стали осуществляют в кислородном конвертере, при этом в состав металлозавалки вводят ГБЖ в количестве не более 20 от общей массы металлозавалки, а по ходу продувки плавки осуществляют присадку ГБЖ порциями по 0,1-8,0 т с общим расходом не более 50 т, при этом присадку последней порции ГБЖ осуществляют не позднее 10 мин от начала продувки. Изобретение позволяет увеличить вводимую в состав шихты долю ГБЖ в качестве первородного сырья на сортамент с жесткими требованиями по содержанию остаточных элементов и вредных газов, получить максимальную степень восстановления железа из оксидов железа ГБЖ при отсутствии эффекта локального спекания ГБЖ, а также увеличить выход годной стали. 3 з.п. ф-лы.

Наверх