СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ Российский патент 2006 года по МПК C21C5/28 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению стали в кислородных конвертерах с верхней продувкой.

Известно, что классический кислородно-конвертерный процесс (иначе называемый ЛД-процесс) представляет собой передел жидкого чугуна в сталь путем продувки ванны кислородом сверху. Процесс идет без подачи тепла извне, поскольку потребность в нем покрывается за счет экзотермических реакций окисления составляющих чугуна, из которых основная доля приходится на углерод.

Процесс получил широкое распространение вследствие возможности перерабатывать чугун практически любого состава и переплавлять металлолом, являющийся отходом производства машиностроения.

Ход процесса обуславливается температурным режимом и регулируется изменением количества дутья и введением в конвертер охладителей, основными из которых являются металлолом и железная руда. В силу доступности и необходимости его утилизации основным охладителем на сегодня является металлолом (скрап).

В кислородных конвертерах с верхней продувкой углерод окисляется, в основном, до монооксида СО, что обеспечивает возможность использования в завалку до 25% металлолома, что приемлемо, но недостаточно: необходимость использования все увеличивающегося количества металлолома определяет стремление увеличить его долю в металлозавалке конвертеров.

Из анализа теплового баланса конвертерной плавки следует, что повышения доли металлолома в конвертере можно добиться при дожигании СО до СО₂ в полости конвертера, при котором можно довести долю металлолома до 40%.

Альтернативой методу с дожиганием СО является предварительный нагрев металлолома перед плавкой, который реализуется обычно либо в самом конвертере, либо вне его.

Наибольшее распространение получил конвертерный процесс с предварительным нагревом металлолома непосредственно в полости конвертера, для чего используют специальные фурмы.

Известен способ получения стали в конвертере с повышенной долей металлолома за счет его нагрева в полости конвертера, который включает завалку металлолома, части извести, заливку чугуна и последующий нагрев шихты газокислородным факелом. По ходу нагрева осуществляют дозированную присадку извести совместно с углем. Полученный расплав продувают кислородом (RU 2037526, кл. С 21 С 5/28).

Цикл плавки, осуществляемой в 250-тонном конвертере в соответствии с указанным способом, составляет 42 мин, из которых 11 мин приходится собственно на продувку и 5 мин на нагрев шихты, что говорит о его низкой производительности: занятость конвертера на нагрев металлолома составляет почти половину времени продувки.

Кроме указанного недостатка известному способу присущи и другие.

Нагрев металлолома требует дополнительного расхода как газообразного топлива, так и твердого, что увеличивает себестоимость стали. При этом сера топлива неизбежно переходит в металл, что требует дополнительного расхода извести.

Использование газокислородной фурмы для нагрева шихты вызывает дополнительный угар железа, что снижает выход годного, а также чрезмерный локальный износ футеровки, вызывающий дополнительные затраты на ее восстановление, а следовательно, и негативно сказывающийся на себестоимости стали.

Задачей изобретения является создание способа получения стали в конвертере с увеличенной долей металлолома, свободного от указанных выше недостатков известного способа.

С учетом указанной задачи техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является сокращение продолжительности плавки, повышение производительности процесса, снижение расхода кислорода, топлива, шлакообразующих, снижение себестоимости стали и повышение стойкости футеровки.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе получения стали, включающем выплавку жидкого металла в кислородном конвертере с увеличенной долей металлолома в металлошихте, осуществляемую с присадкой шлакообразующих и продувкой жидкого металла кислородом, и выпуск жидкого металла в ковш, на каждую тонну увеличения расхода металлолома снижают температуру выпускаемого из конвертера жидкого металла на 3-5°С, а расход кислорода снижают на 0,85-0,97 м³/т при снижении температуры на каждые 10°С, при этом расход кислорода на продувку составляет 50-58 м³/т, по ходу продувки присаживают ожелезненный доломит, жидкий металл выпускают в предварительно нагретый ковш, во время выпуска в жидкий металл подают ферросплавы и алюминий, а также известь с расходом 5-8 кг/т и плавиковый шпат с расходом 1,3-2 кг/т, при этом 40-60% извести и плавикового шпата подают на зеркало металла в ковше, а после выпуска жидкий металл подвергается электрическому нагреву в ковше до температуры, необходимой для внепечной обработки и последующего непрерывного литья.

Способ получения стали согласно изобретению осуществляется следующим образом.

В 400-тонный кислородный конвертер загружают металлолом, известь, заливают жидкий передельный чугун и осуществляют продувку ванны кислородом. После достижения жидким металлом температуры 1610°С производят повалку конвертера и начинают слив металла в предварительно подогретый сталеразливочный ковш. При выпуске в металл вводят необходимое количество ферросплавов и алюминия, а также дополнительное количество извести и плавикового шпата, При этом примерно половину извести и плавикового шпата вводят в процессе выпуска, а оставшуюся половину подают на зеркало металла в ковше после завершения выпуска.

Ковш с металлом подают на установку «печь-ковш», где поднимают температуру металла в ковше посредством электродугового нагрева. Затем металл подвергают внепечной обработке для доведения его состава до требуемого и направляют на установку непрерывного литья.

Конкретные примеры осуществления способа с граничными и средними значениями его параметров приведены в таблицах, где в таблицу 1 сведены данные с абсолютными значениями параметров плавок, а в таблицу 2 - результаты плавок с удельными расходами материалов. В таблице 3 приведены данные о затратах на получение стали с увеличенным расходом металлолома.

Изобретение позволяет снизить расход чугуна на 59,5 кг/т стали, доведя его расход практически до 800 кг/т стали, увеличив долю лома до 330 кг/т стали при обеспечении стойкости футеровки на уровне 4500 плавок, снизить расход извести на 6,8 кг/т, ожелезненного доломита на 1,2 кг/т, при этом расход ферросплавов не изменился и сохранился равным 13,5 кг/т стали.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению стали в кислородных конвертерах с верхней продувкой. Сущность изобретения заключается в том, что в кислородном конвертере осуществляют выплавку жидкого металла с увеличенной долей металлолома в металлошихте. На каждую тонну увеличения расхода металлолома снижают температуру выпускаемого из конвертера жидкого металла на 3-5°С, а расход кислорода снижают на 0,85-0,97 м³/т при снижении температуры на каждые 10°С. Минимальная температура металла при ее снижении не ниже 1610°С. При выпуске жидкого металла в ковш по ходу продувки присаживают ожелезненный доломит, а жидкий металл выпускают в предварительно нагретый ковш. Во время выпуска в жидкий металл подают ферросплавы и алюминий, а также известь и плавиковый шпат. Расход извести 5-8 кг/т, плавикового шпата 1,3-2 кг/т. 40-60% извести и плавикового шпата подают на зеркало металла в ковше. После выпуска жидкий металл подвергается электрическому нагреву в ковше до температуры, необходимой для внепечной обработки и последующего непрерывного литья. Изобретение обеспечивает сокращение продолжительности плавки, повышение производительности процесса, снижение расхода кислорода, топлива и шлакообразующих, а также снижение себестоимости стали и повышение стойкости футеровки. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ получения стали, включающий выплавку жидкого металла в кислородном конвертере с увеличенной долей металлолома в металлошихте, осуществляемую с присадкой шлакообразующих и продувкой жидкого металла кислородом, и выпуск жидкого металла в ковш, отличающийся тем, что на каждую тонну увеличения расхода металлолома снижают температуру выпускаемого из конвертера жидкого металла на 3-5°С, а расход кислорода снижают на 0,85-0,97 м³/т при снижении температуры на каждые 10°С, по ходу продувки присаживают ожелезненный доломит, жидкий металл выпускают в предварительно нагретый ковш, во время выпуска в жидкий металл подают ферросплавы и алюминий, а также известь с расходом 5-8 кг/т и плавиковый шпат с расходом 1,3-2 кг/т, при этом 40-60% извести и плавикового шпата подают на зеркало металла в ковше, а после выпуска жидкий металл подвергают электрическому нагреву в ковше до температуры, необходимой для внепечной обработки и последующего непрерывного литья.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что снижение температуры выпускаемого жидкого металла производят до уровня не ниже 1610°С.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход кислорода на продувку составляет 50-58 м³/т.