СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ Российский патент 2002 года по МПК C21C5/28 

Описание патента на изобретение RU2185446C1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам выплавки стали в конвертере.

Наиболее близким по технической сущности является способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку расплава в конвертере кислородом сверху через многосопловую фурму, подачу в расплав шлакообразующих материалов и охладителей, изменение положения фурмы по ходу продувки расплава над уровнем ванны в спокойном состоянии.

Положение фурмы над уровнем ванны расплава изменяют в зависимости от количества плавок конвертера (см. табл.1). /См. Сталеплавильщик конвертерного производства. Кривченко Ю.С. и др. Учебное пособие для ПТУ. М., Металлургия, 1991, с.102/.

Недостатком известного способа является недостаточная интенсивность шлакообразования в процессе продувки в 1-й и во 2-й периоды продувки, повышенный угар железа, а также недостаточная стойкость футеровки конвертера и низкая стабильность процесса продувки расплава. Это объясняется тем, что изменение положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии производят без учета емкости конвертера, конструктивных параметров фурмы, величины износа футеровки конвертера, расхода кислорода в начале и в конце кампании футеровки конвертера.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в оптимизации процессов выплавки стали в конвертере и шлакообразования, в снижении угара железа в расплаве и расхода металлошихты, а также в повышении стойкости футеровки конвертера.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ выплавки стали в конвертере включает продувку расплава в конвертере кислородом сверху через многосопловую фурму, подачу в расплав шлакообразующих материалов и охладителей, изменение положения фурмы по ходу продувки расплава над уровнем ванны в спокойном состоянии. Высоту положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии в процессе продувки устанавливают по эмпирической зависимости:

и

где Н1 и Н2 - значения высоты положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м;
К1 - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в процессе продувки расплава в 1-й период, равный 0,65-0,79;
К2 - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности процесса обезуглероживания расплава в процессе продувки во 2-й период, равный 0,48-0,65;
dвых - диаметр выходного отверстия сопла фурмы, мм;
dкр - критический диаметр сопла фурмы, мм;
n - число сопел фурмы, безразмерное;
α - угол наклона оси сопла к продольной оси фурмы, градус;
D - текущее значение диаметра футеровки внутренней полости конвертера, м;
Q1 и Q2 - текущие значения расходов кислорода соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м3/т•мин.

Расходы кислорода Q1 и Q2 могут быть различными или одинаковыми.

В процессе продувки расплава высота положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии будет соответствовать текущим значениям износа футеровки конвертера в процессе его кампании. Сказанное приводит к повышению стойкости футеровки и к увеличению продолжительности кампании конвертера, к уменьшению угара железа и к снижению расхода металлошихты.

Диапазон значений эмпирического коэффициента К1 в пределах 0,65-0,79 объясняется физико-химическими закономерностями шлакообразования в процессе продувки расплава в 1-й период. При меньших значениях будет снижаться интенсивность шлакообразования сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить излишнее образование шлака, что приведет к его выбросам из конвертера.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от емкости конвертера и износа его футеровки.

Диапазон значений эмпирического коэффициента К2 в пределах 0,48-0,65 объясняется физико-химическими закономерностями обезуглероживания расплава в процессе продувки. При меньших значениях будет повышаться скорость обезуглероживания расплава сверх допустимых значений, что приведет к заметалливанию фурмы и кессона конвертера. При больших значениях будет происходить снижение скорости обезуглероживания расплава и излишнее образование шлака, что приведет к его выбросам из конвертера.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от емкости конвертера.

Анализ научно-исследовательской и патентной литературы показывает отсуствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа выплавки стали в конвертере с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ выплавки стали в конвертере осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе выплавки в конвертере стали марки 08Ю расплав продувают кислородом сверху через многосопловую фурму. В конвертер подают шлакообразующие материалы в виде доломита с расходом 20-50 кг/т, высокоосновного агломерата расходом 5-35 кг/т и извести с расходом 50-80 кг/т, а также охладители в виде твердого конвертерного шлака с расходом 3-25 кг/т расплава.

Футеровка боковых стенок конвертера выполнена из арматурного и рабочего слоев. Футеровка арматурного слоя выполнена из магнезитовых кирпичей. Футеровка рабочего слоя выполнена из известковопериклазовых кирпичей. Футеровка боковых стенок и днища конвертера выложена в стальном корпусе.

В процессе кампании конвертера от плавки к плавке происходит выработка и износ рабочего слоя футеровки при одновременном увеличении диаметра внутренней полости футеровки конвертера. Продолжительность кампании или число плавок, последовательно выплавляемых в конвертере, определяется выработкой рабочего слоя до, например, арматурного слоя. При выработке рабочего слоя вплоть, например, до основного слоя очередная кампания конвертера прекращается и производится перефутеровка нового рабочего слоя.

В процессе выработки рабочего слоя и увеличения диаметра внутренней полости футеровки конвертера изменяются физико-химические условия продувки расплава и выплавки стали. В процессе выплавки стали изменяют положение фурмы по ходу продувки расплава над уровнем ванны в спокойном состоянии. Высоту положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии в процессе продувки устанавливают по эмпирической зависимости:

и

где H1 и H2 - значения высоты положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м;
К1 - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в процессе продувки расплава в 1-й период, равный 0,65-0,79;
К2 - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности процесса обезуглероживания расплава в процессе продувки во 2-й период, равный 0,48-0,65;
dвых - диаметр выходного отверстия сопла фурмы, мм;
dкр - критический диаметр сопла фурмы, мм;
n - число сопел фурмы, безразмерное;
α - угол наклона оси сопла к продольной оси фурмы, градус;
D - текущее значение диаметра футеровки внутренней полости конвертера, м;
Q1 и Q2 - текущие значения расходов кислорода соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м3/т•мин.

Расходы кислорода Q1 и Q2 могут быть различными или одинаковыми.

При изменении высоты положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии от плавки к плавке по указанной зависимости в 1-й и во 2-й периоды продувки достигается оптимизация процесса выплавки стали и шлакообразования в конвертере, снижается угар железа в расплаве, снижается расход металлошихты, устраняются выбросы расплава и шлака из конвертера, а также заметалливание фурмы. При этом в процессе кампании футеровки рабочего слоя конвертера различной емкости при каждой очередной плавке стали высота положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии в 1-й и во 2-й периоды продувки будут находиться в необходимом соответствии с текущими значениями износа футеровки конвертера и расходами кислорода. Сказанное приводит к снижению интенсивности износа футеровки и к повышению ее стойкости с одновременным увеличением кампании конвертера.

Величину износа рабочего слоя футеровки от плавки к плавке определяют интрументальными методами и/или эмпирически на основе опытных замеров износа футеровки на предыдущих кампаниях конвертера с учетом равномерности ее износа от плавки к плавке.

В табл. 2 приведены примеры осуществления способа выплавки стали в конвертере с различными технологическими параметрами.

В первом и пятом примерах вследствие несоответствия высоты положения фурмы над уровнем ванны расплава необходимым значениям снижается стойкость футеровки конвертера, уменьшается длительность его кампании, повышается угар железа в расплаве, а также нарушается стабильность процесса выплавки стали.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соответствия положения фурмы над уровнем ванны расплава в 1-й и во 2-й периоды продувки необходимым значениям в зависимости от текущего износа футеровки рабочего слоя обеспечивается повышение ее стойкости, увеличивается длительность кампании конвертера, снижается угар железа в расплаве и расход металлошихты, повышается стабильность процесса выплавки стали.

Похожие патенты RU2185446C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2001
  • Лисин В.С.
  • Скороходов В.Н.
  • Настич В.П.
  • Ушаков Г.В.
  • Синюц В.И.
  • Аглямова Г.А.
  • Чернов П.П.
  • Соколов А.А.
  • Анисимов И.Н.
  • Кукарцев В.М.
  • Захаров Д.В.
  • Филяшин М.К.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2185445C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Настич В.П.
  • Кукарцев В.М.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Захаров Д.В.
  • Филяшин М.К.
  • Караваев Н.М.
  • Щелканов В.С.
  • Савченко В.И.
  • Лебедев В.И.
RU2112045C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1994
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Захаров Д.В.
  • Сафонов И.В.
  • Нырков Н.И.
  • Стомахин А.Я.
  • Лебедев В.И.
RU2051179C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2004
  • Рашников В.Ф.
  • Тахаутдинов Р.С.
  • Бодяев Ю.А.
  • Дьяченко В.Ф.
  • Метелев А.Ю.
  • Снегирев Ю.Б.
RU2261919C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1998
  • Кукарцев В.М.
  • Захаров Д.В.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Савченко В.И.
  • Королев М.Г.
  • Щелканов В.С.
  • Ярошенко А.В.
  • Лебедев В.И.
RU2133279C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 2002
  • Ламухин А.М.
  • Зинченко С.Д.
  • Ордин В.Г.
  • Филатов М.В.
  • Фогельзанг И.И.
  • Лятин А.Б.
  • Горшков С.П.
  • Шагалов А.Б.
  • Загорулько В.П.
  • Логинов В.Н.
  • Гуркин М.А.
  • Лебедев В.И.
RU2215793C2
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Аршанский М.И.
  • Чернушевич А.В.
  • Ильин В.И.
  • Минеев В.Н.
  • Корогодский В.Г.
  • Югов П.И.
  • Зинько Б.Ф.
  • Лебедев В.И.
RU2127766C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1999
  • Лисин В.С.
  • Скороходов В.Н.
  • Настич В.П.
  • Кукарцев В.М.
  • Мизин В.Г.
  • Захаров Д.В.
  • Савченко В.И.
  • Филяшин М.К.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2159289C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРАХ С ОГРАНИЧЕННЫМ РАСХОДОМ СКРАПА 1994
  • Рябов В.В.
  • Королев М.Г.
  • Савченко В.И.
  • Югов П.И.
  • Зинько Б.Ф.
RU2064507C1
СПОСОБ РЕМОНТА ФУТЕРОВКИ КОНВЕРТЕРА 1997
  • Кукарцев В.М.
  • Щелканов В.С.
  • Нырков Н.И.
  • Захаров Д.В.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Хребин В.Н.
  • Караваев Н.М.
  • Лебедев В.И.
RU2114919C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 185 446 C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам выплавки стали в конвертере. Технический результат - оптимизация процессов выплавки стали в конвертере и шлакообразования, снижение угара железа в расплаве и расхода металлошихты, повышение стойкости футеровки конвертера. Способ выплавки стали в конвертере включает продувку расплава в конвертере кислородом сверху через многосопловую фурму, подачу в расплав шлакообразующих материалов и охладителей, изменение положения фурмы по ходу продувки расплава над уровнем ванны в спокойном состоянии. Высоту положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии в процессе продувки устанавливают по эмпирической зависимости и
где Н1 и Н2 - значения высоты положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м; К1 - эмпирический коэффициент, равный 0,65-0,79; К2 - эмпирический коэффициент, равный 0,48-0,65; dвых - диаметр выходного отверстия сопла фурмы, мм; dкр - критический диаметр сопла фурмы, мм; n - число сопел фурмы; α - угол наклона оси сопла к продольной оси фурмы, градус; D - текущее значение диаметра футеровки внутренней полости конвертера, м; Q1 и Q2 - текущие значения расходов кислорода соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м3/т•мин. Расходы кислорода Q1 и Q2 могут быть различными или одинаковыми. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 185 446 C1

1. Способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку расплава в конвертере кислородом сверху через многосопловую фурму, подачу в расплав шлакообразующих материалов и охладителей, изменение положения фурмы по ходу продувки расплава над уровнем ванны в спокойном состоянии, отличающийся тем, что высоту положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии в процессе продувки устанавливают по эмпирической зависимости

и

где Н1 и Н2 - значения высоты положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м;
К1 - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности шлакообразования в процессе продувки расплава в 1-й период, равный 0,65-0,79,
К2 - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности процесса обезуглероживания расплава в процессе продувки во 2-й период, равный 0,48-0,65,
dвых - диаметр выходного отверстия сопла фурмы, мм;
dкр - критический диаметр сопла фурмы, мм;
n - число сопел фурмы, безразмерное;
α - угол наклона оси сопла к продольной оси фурмы, градус;
D - текущее значение диаметра футеровки внутренней полости конвертера, м;
Q1 и Q2 - текущие значения расходов кислорода соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки, м3/т•мин.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расходы кислорода Q1 и Q2 могут быть различными или одинаковыми.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2185446C1

КРИВЧЕНКО Ю.С
и др
Сталеплавильщик конвертерного производства
Учебное пособие для ПТУ
- М.: Металлургия, 1991, с.102
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1994
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Захаров Д.В.
  • Сафонов И.В.
  • Нырков Н.И.
  • Стомахин А.Я.
  • Лебедев В.И.
RU2051179C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Настич В.П.
  • Кукарцев В.М.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Захаров Д.В.
  • Филяшин М.К.
  • Караваев Н.М.
  • Щелканов В.С.
  • Савченко В.И.
  • Лебедев В.И.
RU2112045C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Клочай В.В.
  • Фогельзанг И.И.
  • Давыдов Ю.Н.
  • Зинченко С.Д.
RU2121512C1
Способ производства стали в конвертере 1991
  • Айзатулов Рафик Сабирович
  • Пак Юрий Алексеевич
  • Балковой Юрий Валентинович
  • Янковский Александр Самуилович
  • Соколов Валерий Васильевич
  • Комшуков Валерий Павлович
  • Буймов Владимир Афанасьевич
SU1777609A3
US 4436551, 13.03.1984
ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 0
SU311978A1

RU 2 185 446 C1

Авторы

Лисин В.С.

Скороходов В.Н.

Настич В.П.

Аглямова Г.А.

Синюц В.И.

Соколов А.А.

Маркин Г.И.

Кукарцев В.М.

Анисимов И.Н.

Кравченко А.И.

Филяшин М.К.

Хребин В.Н.

Суханов Ю.Ф.

Лебедев В.И.

Даты

2002-07-20Публикация

2001-06-28Подача