СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ПОДОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ АГРЕГАТАХ Российский патент 1997 года по МПК C21C5/52 C21C5/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в подовых агрегатах.

Известен способ выплавки стали в дуговой печи: загружают металлошихту в печь в два приема: вначале вводят под поверхность расплава шихтовую заготовку в количестве 0,2-1 т на 1 т расплава, а затем через 20-60 с загружают оставшуюся металлошихту и проводят расплавление ванны без подачи кислорода до достижения его температуры 1450^oC (прототип).

Технической задачей изобретения является полнота удаления шлака, ускорение его скачивания и наведение нового шлака.

Технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах, включающем загрузку шихты, ее расплавление, скачивание шлака, наводку нового шлака, доводку металла и выпуск плавки, перед скачиванием шлака осуществляют загрузку в 1-3 приема с интервалом 0,5-5 мин шихтовой заготовки в количестве 0,2-3% от массы плавки, состоящей из железосодержащего сплава и оксидного материала при следующих соотношениях компонентов, мас.

Оксидный материал 5-50
Железосодержащий сплав Остальное
Способ, в котором наводку нового шлака осуществляют шихтовой заготовкой, дополнительно содержит оксид кальция при следующих соотношениях компонентов, мас.

Оксидный материал 5-35
Оксид кальция 5-15
Железосодержащий материал Остальное
Количество вводимой шихтовой заготовки 0,2-3% от массы плавки обеспечивает достижение наилучших технологических, технических и экономических показателей. При этих значениях достигается быстрое расплавление исходной завалки, получение по расплавлению требуемого содержания углерода в пределах 0,8-1,2% и необходимой степени перегрева металла.

Оксиды железа, содержащиеся в шихтовой заготовке и нагретые за счет тепла ванны после включения печи за счет вводимой энергии, по мере проплавления ванны переходят в расплавленное состояние. При этом химический потенциал кислорода в оксидах становится на один-два порядка больше газообразного кислорода. Вследствие этого окисление углерода начинают при более низких температурах 1350-1450^oC и протекает с большой скоростью, это позволяет отказаться от вдувания кислорода в первый период плавления, характеризующийся наименьшей температурой ванны, наибольшим окислением железа и сильным пылеобразованием. Раннее начало окисления углерода, сопровождающееся выделением окиси углерода, ускоряет шлакообразование и обеспечивает вспенивание шлаков в начале плавления, способствуя тем самым закрытию дуг и работе с максимальной электрической мощностью. Помимо этого барботаж металла и шлака усиливает отвод тепла из зон металла, находящихся под дугами, в объем ванны, способствуя тем самым уменьшению степени перегрева в локальных зонах и ускоряя расплавление участков конгломерата и металлизированной шихты, находящихся на периферии ванны. Положительное влияние пузыри окиси углерода оказывают и на качество металла, защищая его от поступления азота и очищая металл от включений, кроме того, барботаж ванны пузырями окиси углерода способствует получению ванны с однородным распределением температур и концентрацией. Проведение периода проплавления исходной завалки без применения газообразного кислорода вплоть до достижения ванной температуры 1450^oC связано с тем, что высокий химический потенциал кислорода, содержащегося в оксидах, делает по условиям кинетики реакций ненужным вдуванием газообразного кислорода. Отказ от применения кислорода позволяет исключить окисление железа и образование бурого дыма. При этом окисление железа протекает менее интенсивно, так как большая часть кислорода расходуется на окисление углерода.

Для оценки проведена серия опытных плавок с изменением предлагаемых параметров как в указанных пределах, так и с выходом из них.

В данном случае загрузку шихтовой заготовки осуществляют в 1-3 приема с интервалом 0,5-5 мин, режимы выбраны экспериментальным путем.

Наводку нового шлака осуществляют шихтовой заготовкой, дополнительно содержащей оксид кальция при следующих соотношениях компонентов, мас.

Оксидный материал 5-35
Оксид кальция 5-15
Железосодержащий материал Остальное
Преимущества ввода шихтовой заготовки по сравнению с железной рудой заключается в следующем:
ускоряется переход фосфора из металла в шлак вследствие усиления перемешивания шлака и металла и увеличения их реакционной поверхности, вследствие чего содержание фосфора в готовом металле снижается;
повышается степень удаления шлака, скачиваемого из печи.

Шихтовую заготовку получали путем заливки жидкого чугуна в мульды разливочной машины чугуна, предварительно заполненные оксидным материалом (железорудные окатыши), а также материалом, включающим оксид кальция (агломерат, известь и др.).

Результаты опытных плавок приведены в табл. 1 и 2.

В табл. 1 показаны режимы выплавки стали с шихтовой заготовкой, имеющей компоненты оксидного материала и железосодержащего материала.

В табл. 2 показаны степень дефосфорации и степень десульфурации в опытных плавках с шихтовой заготовкой, состоящей из оксидного материала, оксида кальция и железосодержащего материала.

Приведенные данные показывают, что применение шихтовой заготовки разных вариантов обеспечивает полноту удаления шлака, так как он находится во вспененном состоянии, и его ускоренное скачивание также обеспечивает повышение степени десульфурации и степени дефосфорации.

Использование: в черной металлургии при выплавке стали в подовых агрегатах. Сущность изобретения: способ выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах включает загрузку шихты, ее расплавление, скачивание шлака, наводку нового шлака, доводку металла и выпуск плавки. Перед скачиванием шлака осуществляют загрузку в 1-3 приема с интервалом 0,5-5 мин шихтовой заготовки в количестве 0,2-3% от массы плавки, состоящей из железосодержащего сплава и оксидного материала при следующих соотношениях компонентов, мас.%: оксидный материал 5-50, железосодержащий сплав - остальное. Кроме того, наводку нового шлака могут осуществлять шихтовой заготовкой, дополнительно содержащей оксид кальция, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: оксидный материал 5-35, оксид кальция 5-15, железосодержащий материал - остальное. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах, включающий загрузку шихты, ее расплавление, скачивание шлака, наводку нового шлака, доводку металла и выпуск плавки, отличающийся тем, что перед скачиванием шлака осуществляют загрузку в 1 3 приема с интервалом 0,5 5 мин шихтовой заготовки в количестве 0,2 3,0% от массы плавки, состоящей из железосодержащего сплава и оксидного материала при следующих соотношениях компонентов, мас.

Оксидный материал 5 50
Железосодержащий сплав Остальное
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наводку нового шлака осуществляют шихтовой заготовкой, дополнительно содержащей оксид кальция, при следующих соотношениях компонентов, мас.

Оксидный материал 5 35
Оксид кальция 5 15
Железосодержащий материал Остальноею