СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ Российский патент 1995 года по МПК C21C5/28 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в конвертерах.

При выплавке стали в кислородных конвертерах известны различные варианты использования жидкого конечного шлака.

Известен способ производства стали, в котором конвертер с оставленным в нем шлаком предыдущей плавки с введенными в него нейтрализующими материалами покачивают 2-3 раза с последующим удалением остатков шлака из конвертера и загущением его остатков перед загрузкой лома и заливкой чугуна [1]
Однако, в [1] не используются оптимально тепло конвертерного шлака для подогрева и офлюсования извести, поскольку данное техническое решение, в первую очередь, решает задачу ошлакования внутренней поверхности футеровки.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является выплавка стали с использованием конечного шлака предыдущей плавки [2] По этому способу нейтрализацию конечного шлака осуществляют совместной присадкой 19,8 39,6 кг/т стали извести и или доломита и 3,3-9,9 кг/т стали отходов титаномагниевого производства, загружают лом, заливают жидкий чугун, вводят шлакообразующие материалы и продувают жидкий металл кислородом.

Однако, этот способ является весьма сложным и энергоемким, требует дополнительной присадки 3,3-9,9 кг/т стали отходов титано-магниевого производства.

Целью изобретения является повышение технологичности процесса за счет улучшения процесса шлакообразования, ошлакования футеровки конвертера, снижения расхода извести, чугуна, снижения затрат тепла на подогрев и офлюсование извести на плавку при совмещенных этих двух операций.

Поставленная цель достигается тем, что способ производства стали в конвертере включает оставление и загущение конечного шлака предыдущей плавки известью, покачивание конвертера, загрузку лома, заливку жидкого чугуна, ввод шлакообразующих материалов и окислительную продувку жидкого металла, при котором на оставленный жидкий шлак предыдущей плавки загружают 30-50% извести от общего его расхода на плавку, наклоняют конвертер и покачивают его 2-3 раза на угол 70-80^о от вертикальной оси, после чего сливают жидкую часть шлака и покачивают конвертер 1-2 раза на угол 70-80^оС относительно вертикальной оси в одну и другую стороны, после чего, загружают лом, заливают жидкий чугун и ведут окислительную продувку с вводом оставшейся части извести.

Осуществляемые загрузки извести в количестве 30-50% от общего ее расхода на плавку на оставленный жидкий шлак от предыдущей плавки и покачивания конвертера 2-3 раза на угол 70-80^о от вертикальной оси конвертера позволяет офлюсовать жидким шлаком поверхности кусков извести и прогреть его. Часть жидкого шлака густеет и ошлаковывает внутреннюю рабочую поверхность конвертера. Оставшийся жидкий шлак вспенивается. Слив основной массы оставшегося жидкого шлака позволяет оставить в конвертере часть шлака, которая частично жидкая и густая.

Затем приступают к дальнейшему офлюсовыванию извести и ошлакованию футеровки конвертера, переводя густую часть шлака в твердую, а жидкий в густую путем 1-2 разовым покачиванием конвертера в одну и другую стороны относительно вертикального положения на угол 70-80^о.

При покачивании конвертера часть шлака продолжает обволакивать куски извести, а часть его образовывает шлаковый гарнисаж на внутренней поверхности футеровки конвертера, тем самым, жидкая часть шлака полностью нейтрализуется. После нейтрализации жидкого шлака, перехода его в твердое состояние в конвертер загружают металлолом, заливают жидкий чугун и приступают к продувке кислородом.

Таким образом, конечный шлак, оставленный от предыдущей плавки, используется для подогрева и офлюсования извести, ошлакования и внутренней поверхности футеровки конвертера, а сам оставленный шлак нейтрализован. Все это позволит снизить расход чугуна, увеличить расход лома, уменьшить обычный расход извести на плавку за счет ускорения шлакообразования, повысить стойкость футеровки конвертера за счет ошлакования ее поверхности.

Покачивание конвертера в одну и другую стороны от вертикальной оси на 70-80^о позволяет ошлаковать значительную часть футеровки конвертера. Если наклонять конвертер на угол, меньше 70^о, то поверхность ошлакования значительно уменьшается. При наклоне конвертера на угол более 80^о жидкий шлак при качании конвертера будет неорганизованно сливаться через сталевыпускную летку.

Масса загружаемой извести на шлак в количестве 30-50% от общего расхода на плавку является оптимальной, т.к. при расходе менее 30% эффект охлаждения шлака и офлюсования извести будет минимальным, мало наморозиться шлака на известь. При расходе извести более 50% наоборот много наморозится шлака, будет плохо протекать процесс ошлакования футеровки конвертера. Кроме того, при окислительном рафинировании образуется большое количество шлака, который вместе с металлом будет выплескиваться из конвертера.

Число покачивания конвертера до слива жидкой части шлака должно быть 2-3. Если число покачиваний будет меньше 2, т.е. одно, то время контакта жидкого шлака с кусковой известью уменьшится, соответственно, в 2-3 раза, известь будет недостаточно нагрета и офлюсована. При покачивании ускоряется перемешивание шлака и извести, способствует поступлению свежих порций жидкого шлака к твердой поверхности кусковой извести. При числе покачиваний более 3, т.е. 4,5 и т.д. увеличивается задалживание конвертера, растет намороженная часть шлака, увеличиться количество шлака на плавке, что, как отмечалось выше, приведет к негативным процессам. После слива жидкой части шлака число наклонов конвертера должно составлять 1-2.

Если покачивание конвертера не делать вообще, то в конвертере останется некоторая часть жидкого шлака и при загрузке лома и заливке жидкого чугуна могут иметь место (взрывы, хлопки) с выбросами шлака и металла из конвертера. При этом, не завершается процесс офлюсования извести, и ошлакования футеровки конвертера. При числе наклонов более 2, т.е. 3-6 и т.д. процесс затягивается, задолженность конвертера для осуществления этой операции растет, что негативно скажется на производительности агрегата. Известно, что известь, предназначенная для конверторной плавки, содержит 90-95% СаО, степень усвоения шлаком составляет 80-85% По описываемому способу степень усвоения увеличится до 90-95% т.е. примерно на 10-15% что позволит на каждые 10 т извести сэкономить 1,0-1,5 т по сравнению с обычной, известной технологией.

Способ осуществляется следующим образом.

После слива плавки в конвертере остается конечный шлак от предыдущей плавки. Конвертер ставят в вертикальное положение и на оставленный жидкий шлак, загружают 8-15 т извести. Конвертер наклоняют 2-3 раза на 70-80^о в одну и другую сторону. Жидкий шлак офлюсовывают поверхность кусков извести и ошлаковывает рабочую поверхность конвертера. По завершению этой операции конвертер наклоняют и сливают основную жидкую часть шлака, затем, конвертер снова 1-2 раза покачивают в одну и другую стороны относительно вертикального положения на 70-80^о. В этот период оставшаяся густая и жидкая части шлака ошлаковывают футеровку конвертера, переходит в твердое состояние. После этого, конвертер наклоняют в сторону загрузочного пролета, загружают лома на 4 т больше, чем в прототипе и, соответственно, заливают жидкий чугун на 5 т меньше, начинают продувку ванны кислородом. По ходу продувки присаживают извести на 10-15% меньше обычного (без оставления конвертерного шлака). Следовательно, и продувка ведется уже с пониженным расходом кислорода.

П р и м е р. Способ осуществляется согласно описываемого технического решения и известного в конвертере садкой 360 т.

После слива плавки в конвертере оставили 40 т конечного шлака от предыдущей плавки. Конвертер поставили в вертикальное положение и на оставшийся жидкий шлак загрузили 10 т извести. Затем, конвертер наклоняли, в первом случае, 2 раза на угол 70^о, во втором случае, конвертер наклоняли 3 раза на угол 80^о. После этого, слили 20 т жидкого шлака, покачали конвертер в первом случае 1 раз, а во втором 2 раза, конвертер наклонили в сторону загрузочного пролета и загрузили 85 т лома (на 5 т больше, чем в известном) и залили 275 т жидкого чугуна, т.е. на 5 т меньше, чем в известном и начинали продувку ванны кислородом.

По ходу продувки присаживали 10 т извести, т.е. на 3 т меньше, чем в известном, без оставления конвертерного шлака.

Таким образом, продувку вели с расходом кислорода, равным 17000 м³, т.е. на 500 м³, меньшим, чем в известном. В дальнейшем, технологический процесс плавки завершается как по обычной технологии. Полученные результаты приведены в таблице.

Таким образом, изобретение позволяет снизить расход чугуна, кислорода, увеличить расход лома на плавку. За счет улучшения шлакообразования процессы десульфации и дефосфорации протекали быстрее и полнее. Содержание серы и фосфора в продутом металле по заявленному техническому решению ниже, чем по известному.

Использование: в черной металлургии, в частности в производстве стали в конвертере. Сущность изобретения: на оставшийся жидкий шлак от предыдущей плавки загружают 30 - 50% извести от общего расхода, наклоняют конвертер и покачивают его 2 - 3 раза на угол 70 - 80° от вертикальной оси, после чего сливают основную массу оставшегося жидкого шлака, затем снова покачивают на угол 70 - 80° конвертер 1 - 2 раза относительно вертикальной оси, в одну и другую сторону, после чего загружают лом, заливают жидкий чугун и ведут окислительную продувку с вводом оставшейся части извести.

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий оставление и загущение конечного шлака предыдущей плавки известью, покачивание конвертера, загрузку лома, заливку жидкого чугуна, ввод шлакообразующих материалов и окислительную продувку жидкого металла, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности процесса за счет улучшения процесса шлакообразования, ошлакования футеровки конвертера, снижения расхода извести, чугуна, снижения затрат тепла на подогрев и офлюсования извести на плавку при совмещении этих двух операций, на оставленный жидкий шлак от предыдущей плавки загружают 30
50% извести от общего ее расхода, наклоняют конвертер и покачивают его 2 3 раза на угол 70 80^o от вертикальной оси, после чего сливают жидкую часть шлака и покачивают конвертер 1 2 раза на угол 70 80^o относительно вертикальной оси в одну и другую стороны, после чего загружают лом, заливают жидкий чугун и ведут окислительную продувку с вводом оставшейся части извести.