Способ передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере Советский патент 1983 года по МПК C21C5/28 

ot

4 СО О) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам передела низкомарганцовистых чугуно Известен способ выплавки стали, согласно которому в конвертер заливают чугун в количестве 10-30% от необходимого веса после завалки все го металлического лома. Непосред. ственно после заливки tiyryHa в конвертер вводят топливо (коксик, каменноугольный, пек , мазут. Расход топлива 5-15 кг/т стали 1 . Однако в связи с малым удельным весом .топлива по отношению к распла ленному металлу оно всплывает на поверхность ванны При использовани низкомарганцовистых чугунов(содержа марганца менее 0,3%), это приводит резкому увеличению выносов металла из конвертера в процессе продувки, заметалливанию фурмыи газротводяще тракта из-за отсутствия жидкой фазы шлака в связи с раскисляющим действием на шлак углерода топлива. -Кром того, ввод топлива непосредс.твенно после сплава чугуна приводит к увеличенному его выносу из конвертера, повышенному нагреву футеровки конвертера из-за горения топлива в об еме конвертера, что снижает ее стой кость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в кислородном конверте ре, включающий завалку металлическо го лома, заливку чугуна, ввода шлакообразующих материалов, продувку газообразным окислителем - кислородом и подачу до начала продувки тве дого углеродсодержащего топлива. При этом продувку проводят с раз личной интенсивностью подачи кислорода в ванну 2 . Недостатком известного способа является то, что в условиях низких концентраций марганца в чугуне , (марганца менее 0,3%) наблюдаются повышенные выносы металла из конвер тера вследствие отсутствия жидкой фазы шлака из-за раски.сляющего действия углерода твердого топлива, введенного в конвертер в процессе продувки, что ухудшает растворение извести. В связи с этим происходит заметалливание фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта. Кроме того, это приводит к ускорению разрушения- футеровки конвертера из-за взаимодействия углерода топлива с огнеупором футеровки, так как происходит чередование восстановительных и окислительных сред на границе футеровка-металл/ шлак, газ Цель изобретения - предотвращени заметалливания фурмы, г.азоотводя.щего тракта и повышение стойкости футеровки.. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере, включающему завалку металлического лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов, продувку газообразным окислителем - кислородом и подачу до начала продувки твердого углеродсодержащего топлива, углеродсодержащее топливо подают после ввода на дно конвертера шлакообразующих материалов в количестве 50-200 кг/м поверхности ванны, а продувку проводят с интенсивностью расхода кислорода 15-30 на 1 м поверхности ванны. Подача всего количества углеродсодержащего топлива после ввода на днище конвертера шлакорбразующих материалов предотвращает непосред-ственный контакт углерода топлива с материалом футеровки. Подача углеродсодержащего топлива на шлакообразующий материал исключает взаимодействие углерода с поверхностным слоем футеровки. Механизм этого взаимодействия можно объяснить следующим образом. Поверхность футеровки конвертера ошлакована окислами железа, марганца и других металлов. При вводе углеродсодержащего топлива согласно известному способу на днище конвертера происходит реакция восстановления окислов в поверхностном слое футеровки с образованием пор. При последующем попадании в поры огнеупорной футеровки окислительного шлака создаются условия для ускоренного износа футеровки. При этом в поверхностном слое создается более высокая концентрация окислов железа и марганца, что приводит к ускорению их химического взаимодействия с материалом футеровки и образованию легкоплавких химических соединений, легко вымываемых в процессе продувки в шлак.Таким образом, происходит чередование восстановительных и окислительных условий на границе футеровки - металл, шлак ган. Именно для предотвращения такого воздействия -предлагается на дно конвертера перед вводом углеродсодержащего топлива вводить шлакообразующие материал, например, известь, известняк, доломит и др. в количестве 50-200мг/м поверхности ванны... .. При вводе на дно конвертера лшакообразующих материалов менее 50 кг/м поверхности ванны не -достигается наведение защитного слоя, исключающего попадание твердого углеродсодержащего топлива на -днище футеровки конвертера. При вводе в конвертер шлакообразующих материалов более 200 кг/м поверхности ванны затрудняется его

усвоение, что приводит к эаметалливанию фурмы и газоотводящего тракта

В качестве углеродсодержащих материалов можно вводить кокс, антрцит, электродньлй бой, каменноуголь,ный пек и др. Зола этих материалов содержит готовые компоненты шлака (окислы кремния, алюминия и железа), комплексное взаимодействие которых с известью приводит к ускорению ее растворения за счет образования более легкоплавких, чем СаО химических соединений. В связи с этим ввод углеродсодержащего топлива на шлакообразующий материал приводит к улучшению шлакообразования, образованию жидкоподвижного шлака на поверхности металла, ассимилирующего частицы железа, предотвращающее заметалливаиие фурмы игорловины конвертера за счет резкого снижения выносов металла.

При переделе ниэкомарганцевого чугуна в кислородном конвертере резко возрастает роль интенсивности расхода кислорода на единицу поверхности ванны на предотвращение заметалливания фурмы и газоотводящего тракта. Растворение извести и получение жидкого шлака, ассимилирующего частицы выносимого металла, зависят от интенсивности расхода кислорода на 1 м поверхности ванны,i

. Продувка с интенсивностью расхода кислорода 15-30 на 1 м поверхности ванны обеспечивает возможность предотвращения заметалливания фурмы и газоотводящего тракта при использовании чугуна с содержанием марганца менее 0,3%. Это мйжно объяснить тем, что при интенсивности расхода кислорода более 30 на 1 м поверхности ванны усиливается барботаж ванны за счет большей кинетической энергии струи, и главным образом, от .более интенсивной скорости обезуглероживания снижается скорость накопления окислов железа в шлаке и сдерживается растворение извести. Отсутствие жидкоподвижного шлака и интесивное газовьщеление приводит к резкому увеличению выносов металла и заметалливанию. фурмы и газоотводящего тракта. 1-. .

Снижение интенсивности расхода кислорода менее 15 м/мин на 1 м поверхнрсти ванны приводит к чрезмерному накоплению окислов железа в шлаке и выбросам из конвертера в период интенсивногообезуглероживания вследствие повышения температуры металла выше критической 1480с} и взрывообразного характера процесса обезуглероживания.

Опробование предлагаемого способа проводили в 350-тонном конвертере с площадью поверхности ванны 33 м и футерованного смолодоломйтовым огнеупором.

Стойкость футеровки и расход огнеупоров оценивали по содержанию

окислов магния в конвертерном Unaке. Количество необходимого расхода шлакообразующих материалов, присаживаемого на днище конвертера и обеспечивающего слой материала

0 не менее 100 мм,расчитывали; исходя из насыпного веса материала.

Пример. На днище конвертера присадили 6,6 т известняка (200 кг/м поверхности ванны), поверх известняка ввели 2,0 т кокса. Затем завалили 100 т лома, слили 300 т чугуна с содержанием марганца 0,26% при 1400°С. Продувку вели 4-сопловой фурмой с расходом кислоро- да 500 мVмин (15 мVмин на 1 м

поверхности ванны) и переменным положением фурмы. В процессе продувки порциями по 3-4 т присадили еще 16,0 т извести. Продувку закончили при содержании в металле 10,07%

5

углерода/ 0,08% марганца , 0,007% фосфора и 0,011% серы и 1640С. Общий расход кислорода 19200 м

,: Металл раскислили в ковше 0,1 т ; кокса/ 0,7 г алюминия , 2,0 т аиликомарганца и 1,2 т ферросилиция. Получили сталь, содержащую,%: углерода. 0,08; кремния 0,21; марганца 0,43/ фосфора 0,008.и серы 0,010. Шлход

35 стали составил 92,5%.

По окончании плавки заметалливания фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта не обнаружено. Содержание MgO в шлаке 1,5%.

40 Пример2.В конвертер приса дили 1,65 т извести (50 кг/м поверхности ванны, поверх извести ввели 10 т кокса. Затем завалили 120 т лома и сЛили 280 т чугуна с содержа 45 нием марганца 0,29% при . Продувку вели с интенсивностью расхода кислорода 990 (ЗО м мин на 1 м поверхности, ванны), присадили порциями по 4-2 т еще 20 т извести.

д Продувку закончили при содержаний . 0,08% углерода 0,08% марганца/ 0/009% фосфора; 0,012% серы и 1640 С Расход кислорода составил 21200 м. После раскисления получили сталь, содержащую, %: углерода 0,08, кремния 0,17j марганца 0,63/ фосфора 0,010 и серы 0/010.

По окончании плавки заметалливания фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта не обнаружено. Содержание MtfO в конвертерном шлаке 1,8%, выход стали 92,81%.

Примерз. Технология плавки аналогична примеру 1/ однако в- завалку на днище конвертера ввели 3,3 т

65 извести (100 кг/м поверхности ванны а поверх извести 6,0 т антрацита. Завалили 115 т лома и слили 285 т ч Гуна с содержанием марганца 0,25%, а продувку вели с интенсивностью 820 му/мин (25 м/мин на 1 м поверх ности ваннь. По окон ании плавки ,заметалливания фурмы и газротводящего тракта не обнаружено. Сод ржанИе MdO в конечном шлаке 1/7%, выход стали 92,79%. Пример4. В завалку на днище конвертера ввели 2,0 т кокса, а затем 6,6 т извести с последующей завалкой 100 т лома и сливом 300 т чугуна с содержанием марганца 0,26% Продувку ванны, присадку шлакообразующих и раскисление стали провели аналогично примеру 1. Выход стали 90,2%. По окончании плавки отмечено заметалливание фурмы, горловины конвертера и газоотводящего тракта. Вес настыля только с фурмы составил 380 кг. Содержание MrfO в конвертерном шлаке 7,8%. Следовательно ввод углеродсодержащего топлива после присадки на дно конвертера шлакообразующих материалов, например извести, известняка, в количестве 50-200 кг/м поверхнос-i ти ванны позволяет устранить заметалливание фурмы и газоотводящего тракта, повысить стойкость футеровки за счет меньшего износа огнеупорной футеровки, улучшить технологичность процесса, по ысигь производительность и выход стали. Суммарный экономический эффект может составить 1,56 млн. руб. в год.

СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА НИЗКОМАРiГАНЦОВИСТОГО ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку металлического лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов, продувку газоiобразным окислителем - кислородом и подЕчу до начала продувки твердого углеродсодержащего топлива, о тлйчающийся тем, что, с целью предотвращения заметалливанйя фурмы, газоотводящего тракта и повьааения стойкости футеровки, углеродсодержащее топливо подают после ввода на дно конвертера шлакообразующих материалов в количестве 50200 кг/м поверхности ванны, а продувку проводят с интенсивностью расхода кислорода 15-30 на 1 м поверхности ванны.,