СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ Российский патент 1999 года по МПК C21C5/35 

Описание патента на изобретение RU2125100C1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы после израсходования определенного количества кислорода и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку, при необходимости, плавки по температуре и содержанию углерода (патент РФ N 2096487, C 21 C 5/28, 10.10.95 "Способ охлаждения плавки в конвертере").

Недостатками данного способа являются низкий выход годного, низкая производительность сталеплавильного агрегата-конвертера, низкая стойкость футеровки конвертера. Это связано с тем, что фактически отсутствует регламентированный технологический режим осуществления измерения температуры металла и содержания углерода в металле с помощью измерительной фурмы.

Вследствие неотработанной технологии измерения старт измерительной фурмы нередко осуществляется при наличии в металлическом расплаве полностью нерастворившегося лома, в результате дорогостоящая измерительная фурма, попадая в него, ломается и при этом уже не поступает фактической информации по температуре металла и содержанию в нем углерода.

Отсутствие такой достоверной информации приводит к додувкам по температуре, либо охлаждению плавок и негативно отражается на стойкости футеровки конвертера, его производительности, увеличивает расход легирующих и раскислителей.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении выхода годного, повышении производительности конвертера, стойкости футеровки конвертера, расхода легирующих и раскислителей.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали в конвертере, включающем загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы после израсходования определенного количества кислорода на плавку, осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода, согласно изобретению момент ввода измерительной фурмы определяют в зависимости от процента израсходованного кислорода на плавку по уравнению A = (60,0 - 62,5) + B, где A - количество израсходованного кислорода на плавку, %; B - доля лома в шихте плавки, %; (60,0 - 62,5) - эмпирические коэффициенты.

Сущность заявляемого предложения заключается в следующем.

Нерегламентированный ввод измерительной фурмы часто приводит к ее поломкам по причине удара о нерастворившийся лом, находящийся в металлическом расплаве.

Регламентированный ввод измерительной фурмы в конвертер гарантирует ее погружение в жидкую ванну без наличия нерастворившегося лома. Это позволяет эксплуатировать дорогостоящее оборудование измерительной фурмы без поломок и получение фактической информации "по температуре металла и содержанию в нем углерода.

Исходя из расчетного уравнения, следует, что увеличение доли лома в шихтовке плавки приводит к увеличению процента израсходованного кислорода на продувку, при котором осуществляется ввод измерительной фурмы, а уменьшение доли лома - к уменьшению процента израсходованного кислорода.

Из практики конвертерного производства замечено, что повышение доли лома в шихтовки плавки приводит к увеличению времени на его растворение и частым поломкам измерительной фурмы при раннем ее вводе.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает получение фактических данных по содержанию углерода в металле и ее температуре при вводе измерительной фурмы, сохранению ее в целостности и позволяет тем самым повысить производительность конвертеров, увеличить выход металла, повысить стойкость футеровки конвертера, снизить расход ферросплавов и раскислителей.

Время ввода измерительной фурмы корректируется, ориентируясь на динамику теплового состояния плавки в зависимости от осуществления таких технологических операций, как скачивание шлака в процессе плавки или ее проведение сразу же после выполнения операции факельного торкретирования футеровки конвертера, либо ведение плавки с использованием оборванной "горловины".

Так, при осуществлении скачивания шлака используется коэффициент 62,5, а без скачивания - 60,0.

При проведении плавки сразу же после факельного торкретирования можно использовать коэффициент 60, а при наличии в завалке оборванной шлакометаллической горловины - 62,5.

Как показали многочисленные промышленные эксперименты для достижения высоких показателей конечных технологических параметров необходимо строгое выполнение регламентированных значений заявляемого технического процесса израсходованного кислорода на плавку, который рассчитывается от доли лома в шихтовке плавки по уровню A = (60,0 - 62,5 ) + B, то есть процент кислородной продувки = (60,0 - 62,5) + % лома.

Ввод измерительной фурмы в конвертер при вычисленном проценте израсходованного кислорода с коэффициентом, меньшим чем 60, приводил к ее поломкам, увеличению цикла плавки вследствие аварийного извлечения измерительной фурмы, додувкам на температуру из-за остывания плавки, и вследствие этого снижению выхода металла, повышению скорости износа футеровки, увеличенному расходу раскислителей и легирующих материалов.

Ввод измерительной фурмы в конвертер при вычисленном проценте израсходованного кислорода с коэффициентом более 62,5 приводил к увеличению цикла плавки вследствие дефицита времени для корректировки теплового баланса плавки и повышению скорости износа футеровки конвертера.

Таким образом, принципиальным отличием заявляемого технического решения является регламентированный режим ввода измерительной фурмы, а именно, ввод измерительной фурмы осуществляется в зависимости от процента израсходованного кислорода на плавку, который рассчитывается от доли лома в шихтовке плавки по уравнению A = (60,0 - 62,5) + B, то есть процент кислородной продувки = (60,0 - 62,5) + % лома, что соответствует критерию "новизна".

Для оценки данного способа была проведена серия опытных плавок в соответствии с заявляемым предложением и прототипом.

Пример осуществления предлагаемого способа (соответствует в таблице прим. 1).

В 350-т конвертер завалили 120 т лома, присадили 11 т извести, залили 280 т чугуна с температурой 1420oC, содержащего, %: 4,8 углерода; 0,80 кремния; 0,25 марганца; 0,065 фосфора; 0,015 серы.

Доля лома в шихтовке составила 30%.

Осуществили продувку расплава кислородом сверху с присадками по ходу 12 т извести. Расчетное количество кислорода на продувку для достижения заданных значений по углероду и температуре, составило 20000 м3.

Исходя из расчетной формулы времени ввода измерительной фурмы, заявляемого в техническом решении, вычислили процент кислородной продувки, при котором обеспечивается жидкая металлическая ванна:
1) % кислородной продувки = 60 + 30 = 90% , что составляет 18000 м3 кислорода.

После израсходования 18000 м3 кислорода на продувку осуществили ввод измерительной фурмы в жидкую ванну.

Прямое измерение показало данные по температуре металла и содержанию в нем углерода, на основе которых плавка была доведена по динамической модели при общем расходе на плавку 20000 м3 кислорода до заданных значений по температуре металла и содержанию в нем углерода. Плавка слита с первой повалки.

Пример осуществления известного способа (прототипа).

В 350-т конвертер завалили 120 т лома, присадили 11 т извести, залили 280 т чугуна с температурой 1420oC, содержащего %: 4,8 углерода, 0,80 кремния, 0,25 марганца, 0,065 фосфора, 0,015 серы.

Доля лома в шихтовке составила 30%. Осуществили продувку расплава кислородом сверху с присадками по ходу 12 т извести.

Расчетное количество кислорода на продувку для достижения заданных значений по углероду и температуре металла составило 20000 м3.

После израсходования 16820 м3 кислорода на продувку осуществили ввод измерительной фурмы в металлическую ванну. После ввода измерительной фурмы в ванну она осталась в металле и ее вывод в автоматическом режиме не осуществлялся. В результате кислородная продувка была аварийно прекращена, кислородная фурма выведена из агрегата. Вытаскивание измерительной фурмы осуществляли краном в течение 45 минут. Визуальное обследование измерительной фурмы показало, что она оказалась сильно погнутой в результате удара о нерастворившийся лом. Впоследствии измерительная фурма простояла на ремонтных работах в течение трех суток, в течение которых конвертер эксплуатировался без нее.

После вывода из агрегата сломанной измерительной фурмы для достижения заданных значений по температуре металла из-за сильного остывания плавки осуществили перерасход кислорода 2500 м3 по сравнению с расчетным значением, что привело к "передуву" плавки по углероду ниже нижнего значения. В результате были увеличены расходы раскислителей и легирующих на плавку в ковш.

Результаты опытных плавок в 350-т конвертере в соответствии с заявляемым способом, а также плавки в соответствии с технологией прототипа приведены в таблице.

Сравнительный анализ двух способов показал, что при осуществлении предлагаемой технологии с соблюдением заявляемых технологических параметров обеспечивалось получение фактических данных по содержанию углерода в металле и ее температуре при вводе измерительной фурмы и ее сохранение в целостности, что приводило к повышению производительности конвертеров, снижению цикла плавки, увеличению выхода металла, повышению стойкости футеровки конвертеров, сокращению расхода раскислителей и легирующих материалов.

Похожие патенты RU2125100C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
RU2126840C1
СПОСОБ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
RU2133781C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
RU2125099C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2014
  • Никонов Сергей Викторович
  • Ключников Александр Евгеньевич
  • Беляев Алексей Николаевич
  • Папушев Александр Дмитриевич
RU2583216C1
СПОСОБ ПРОДУВКИ КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЫ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
RU2123056C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ФУТЕРОВКУ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО АГРЕГАТА ИЛИ ФУТЕРОВКУ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
  • Гельфенштейн А.В.
RU2131571C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Клочай В.В.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
RU2121512C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУТЕРОВКИ КОНВЕРТЕРА 1998
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
RU2131467C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
RU2124568C1
СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЛАВКИ В КОНВЕРТЕРЕ 1995
  • Тишков В.Я.
  • Кулешов В.Д.
  • Коркин В.А.
  • Терентьев А.О.
  • Амбарцумов В.Б.
  • Родионов Ю.В.
  • Горшков С.П.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Кашников П.В.
RU2096487C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 125 100 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в кислородных конвертерах. Заявленный способ выплавки стали в конвертере включает в себя загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы (ИФ), доводку при необходимости плавки по температуре и содержанию углерода. ИФ вводят для измерения температуры металла и содержания углерода. Момент ввода ИФ определяют по формуле: А = (60,0 - 62,5) + B, где А - количество израсходованного кислорода на плавку, % В - доля лома в шихте плавки, %; (60,0 - 62,5) - эмпирические коэффициенты. Изобретение позволяет увеличить выход годного металла, повысить производительность конвертера, стойкость его футеровки, снизить расход легирующих и раскислителей. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 125 100 C1

Способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы после израсходования определенного количества кислорода на плавку и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода, отличающийся тем, что момент ввода измерительной фурмы определяют в зависимости от процента израсходованного кислорода на плавку по уравнению А = (60,0 - 62,5) + В, где А - количество израсходованного кислорода на плавку, %, В - доля лома в шихте плавки, %, (60,0 - 62,5) - эмпирические коэффициенты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2125100C1

СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЛАВКИ В КОНВЕРТЕРЕ 1995
  • Тишков В.Я.
  • Кулешов В.Д.
  • Коркин В.А.
  • Терентьев А.О.
  • Амбарцумов В.Б.
  • Родионов Ю.В.
  • Горшков С.П.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Кашников П.В.
RU2096487C1
Способ выплавки стали 1985
  • Липухин Юрий Викторович
  • Жаворонков Юрий Иванович
  • Климов Леонид Петрович
  • Молчанов Олег Евгеньевич
  • Зинченко Сергей Дмитриевич
  • Кириленко Виктор Петрович
  • Юзов Сергей Вениаминович
SU1339133A1
Зонд для измерения параметров жидкого металла 1984
  • Нечаев Евгений Алексеевич
  • Торохов Валерий Геннадьевич
  • Жаворонков Юрий Иванович
  • Морозов Александр Антипович
  • Щеголев Альберт Павлович
  • Афанасьев Владимир Николаевич
  • Перфильев Виктор Григорьевич
  • Булатов Юрий Иванович
SU1211301A1
GB 1290883 A, 29.07.72
Устройство для измерения температуры и взятия пробы металла 1974
  • Стремовский Виктор Маркович
  • Голодухин Герман Анатольевич
SU486054A1
Устройство для отбора проб и замера температуры 1987
  • Морозов Александр Иванович
  • Трофименков Александр Ульянович
  • Голубев Лев Иванович
SU1481619A1

RU 2 125 100 C1

Авторы

Чумаков С.М.

Фогельзанг И.И.

Давыдов Ю.Н.

Зинченко С.Д.

Бубнов А.Т.

Даты

1999-01-20Публикация

1997-11-04Подача