Способ выплавки стали

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп 537П6

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.07.75 (21) 2168085/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 13.01.77 (51) М. Кл. С 21С 5/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 669.187.25 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. А. Буряков, В. И. Явойский, А. Ф. Вишкарев, В. П. Григорьев, Б. С. Петров и Ю. Ф. Лобанков (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии и может оыть использовано при производст.ве стали в электродуговых печах. известны спосооы выплавки стали с присадкой на подину печи перед завалкой металлической шихты различных шлакообразующих смесей.

Известен способ, в котором с целью сокращенияя продолжительности плавки за счет ликвидации времени на образование шлака после расплавления шихты и улучшения условии дефосфорации в период плавления предлагается на подину печи присаживать с окислами железа известково-глиноземистый шлак в количестве 1 — 8% от веса расплава (1J.

Однако для производства известково-глиноземистого шлака необходимы специальные печи.

Для совмещения процесса раоплавления и дефосфации чаще используется смесь, состоящая из железной руды и извести, присаживаемых на подину печи перед завалкой в количестве 8 кг/т. Для интенсификации расплавления применяют кислород, который подается на разогретую шихту или расплавленный металл в стороне от зоны шлакоооразования.

Иначе говоря, зона шлакообразования и подачи кислорода в начале периода плавления разделены в пространстве печи одна от другой (21.

В этом случае основное количество тепла, необходимое для расплавления шихты, выделяется горящими дугами, а дополнительное тепло — за счет экзотермических реакций окисления железа и примесей металлошихты кислородом.

Количество тепла, выделяемое в дугах, за висит от активной мощности, возводимой в печь, которая в свою очередь определяется при дан10 ном трансформаторе стабильностью их горения. любой разрыв дуг приводит к прекращению выделения тепла и падению активной мощности, выделяемой в дугах. Таким образом, величина активной мощности, снимаемая

15 с печного трансформатора в период плавления, является характеристикой стабильности горения дуг. Известно, что наиболее благоприятные условия для стабильного горения дуг создаются в том случае, когда дуги пол20 ностью погружены в расплавленный шлак, который содержит достаточное количество ионов кальция. В этом случае .выполняются два условия стабильного горения дуг: достаточно высокая температура окружающего ду25 гу замкнутого пространства и низкий потенциал ионизации шлака.

11рименение указанного выше способа не приводит к стабилизации горения дуг в период плавления. Это объясняется тем, что

З1 шлакообразующая смесь,,присаженная на по537116

65 дину, не обеспечивает образования шлака под электродами после проплавления колодцев в металлошихте при подаче кислорода в стороне от непосредственной зоны шлакообразоваппя. Шлак в этом случае образуется только при расплавлении 20 — 30% завалки, что составляет 25 — 30% времени периода плавления. К тому же объем и консистенция образующегося шлака в количестве, необходимом для технологических целей, оказываются недостаточными для полного погружения в него дуг. Поэтому в этом случае не достигается стабильность их горения и не наблюдается увеличение средней активной мощности, снимаемой с печного трансформатора за период плавления.

Причиной этого также является тот факт, что образу ощийся шлак по своему химическому составу не склонен к вспениванию, а специальных добавок, приводящих к:вспениванию, в своем составе не имеет. Плотный невспененный шлак не может полностью закрыть дугу в период плавления, так как его толщина при необходимых для технологических целей весовых количествах, как правило, не превышает 6 — 10 см, а длина дуги в современных печах колеблется в пределах 12

15 см. При этом необходимо учитывать аксиальное давление дуги, которое в сочетании с кипением, ванны может приводить к тому, что для полного погружения дуги в шлак толщина последнего должна значительно превышать длину дуги.

С целью сокращения продолжительности плавки и экономии электроэнергии шлакообразующую смесь вводят в виде смеси из железной руды, извести, плавикового шпата и кускового кокса в соотношении 2 — 5: 2 — 6:

: 0,1 — 1,0:0,1 — 2,0 соответственно в количестве 2 — 6% от веса садки, а кислород подают непосредственно в зону шлакообразования, находящуюся в начале периода плавления на подине под слоем твердой шихты, через 5—

15 мин после включения печи в количестве

4 — 10 мз/мин в течение 0,3 — 2 ч.

Начало подачи кислорода определяется временем появления в зоне шлакообразования расплавленного металла, который появляется в результате проплавления электродами,колодцев и образует к моменту окончания их прожигания определенный слой на шлакообразующей смеси. Подача кислорода способствует быстрому повышению температуры непосредственно в зоне шлакообразования вследствие горения кокса и окисления жидкого металла и его примесей. В результате создаются благсприятные условия для:раннего образования шлака (через 10 — 20 мин после включения печи) определенного состава и консистенции. Наличие в составе шлаковой смеси плавикового шпата ускоряет этот процесс. Образующаяся за счет горения кускового кокса окись углерода приводит к,вспениванию шлака, т. е. увеличению его объема, а избыток кислорода способствует переходу СО

25 зо

55 в СО2, тем самым обеспечивая дополнительный нагрев шихтовых материалов. Горячие дуги гослс прожигания колодцев опускаются в расплавленный шлак и начинают гореть стабильно без разрывов. Это обеспечивается достаточно высокой температурой окружающего дугу замкнутого пространства и низким потенциалом ионизации ионов кальция, находящихся в шлаке. В результате у величивается

-вводимая в печь активная монщость и, следовательно, сокращается, продолжительность периода плавления и длительность всей плавки в целом.

Промышленное опробование изобретения проводилось на дуговых сталеплавильных печах садкой 100 iH 200 т с мощностью печных трансформаторов 25 и 45 Мва соответственно. На центр подины печи перед завалкой металлической шихты присаживают с помощью бросковой машины ленточного типа шлакообразующую смесь, состоящую из железной руды, извести, плавикового шпата и кускового кокса в соотношениях 2:2:0,1:0,1 или 3:3:

: 0,5: 1,0 или 5: 6.1;2 соответственно в количестве 2,4 и 6% от веса садки. При этом для предотвращения приваривания извести к подине на подину дают в первую очередь 50% железной руды от ее общего количества в шлакообразующей смеси. Затем присаживают остальные шлакообразующие, смешанные с оставшейся рудой и кусковым коксом. После этого на шлаковую смесь через рабочее окно печи закладывают металлическую трубку диаметром 1 дюйм и производят завалку шихты корзиной. Конец трубы во избежание ее выворачивания раскрывающейся корзиной должен находиться под дальними от рабочего окна секторами корзины. После окончания завалки свободный конец трубы соединяют с кислородопроводом и через 5 — 15 мин после включения печи начинают подавать кислород с интенсивностью 4,8 или 10 и /мин в течение 0,3;

1; 2 ч.

Время начала подачи кислорода определяют по скорости проплавления электродами колодцев, которая зависит в основном от насыпной плотности металлошихты. Расход кислорода в единицу времени и продолжительность его подачи зависит от количества шлакообразующей смеси на подине. По мере расплавления шихты и сгорания трубы, подающейкислород, ее проталкивают в печь с таким расчетом, чтобы конец ее постоянно находился в расплаве. После расплавления шихты подачу кислорода прекращают и в дальнейшем ведут плавку по обыскной технологии.

Промышленное опробование способа показало, что в результате его применения активная мощность печного трансформатора за счет стабилизации горения дуг в период плавления увеличивается на 12 — 14%. Это позволяет на 15 — 17% сократить продолжительность периода плавления и на 9 — 11% (или

40 — 50 мин) уменьшить длительность всей плавки. В результате удельный расход умень537116

Формула изобретения

Составитель Л. Веревкина

Техред М. Семенов

Редактор Е. Дайч

Корректор Т. Гревцова

Заказ 2767/6 Изд. Ме 1849 Тираж 654 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 шается на 6 — 8 /о. Кроме того,,в период плавления на 20 — 30 снижается уровень шума от работающей печи.

Экономический расчет, основанный на результатах промышленной проверки способа, показал, что в результате сокращения продолжительности плавки на 40 — 50 мин можно получить дополнительно 45 — 55 тыс. т стали при существующей годовой производительности цеха 500 тыс. т. Это дает экономию за счет снижения условно постоянной части расходов по пределу 500 — 600 тыс. руб. в год.

Снижение удельного расхода электроэнергии на 35 — 45 кВт ч/т дает дополнительно 220—

290 тыс. руб. в год.

Предложенный способ не требует дополнительных затрат и может быть применен на любой дуговой электросталеплавильной печи.

1. Способ выплавки стали в дуговых электропечах, включающий введение на подину печи шлаковой смеси, завалку шихты с ее последующим расплавлением с использованием кислорода, отлич ающий ся тем, что, с öåлью сокращения продолжительности плавки и экономии электроэнергии, кислород подают через 5 — 15 мин после включения печи в количестве 4 — 10 м /мин в течение 0,3 — 2 ч непосредственно в зону шлакообразования, находящуюся,в начале периода плавления на

10 подине под слоем твердой шихты.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлаковую смесь вводят в виде смеси из железной руды, извести, плавикового шпата и кускового кокса в соотношении соответст15 венно 2 — 5:2 6:0,1 — 1,0:0,1 — 2,0 и в количестве 2 — 6 от веса садки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. Ко 420684, кл. С 21с 5/52, 1974.

2. Строганов А. И. и др. Дуговые электропечи. М., «Металлургия», 1972, с. 224 (прототип).