Способ выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере Советский патент 1983 года по МПК C21C5/28 

сл

со

о

:л

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в конвертере с увеличенным расходом лома.

Известен способ производства стали из скрапа или подобных ему материалов, например металлизованной гу&ки и твердого чугуна, включающий завалку скрапа и углеродосодержащего теплоносителя, например кокса или угля, в конвертер, в котором ниже зеркала жидкого металла имеются кислородные сопла с защитой углеводородами, причем процесс расплавления лома разделен на два периода. R первом периоде углеводороды и кислород подают через сопла в стехиометрическом соотношении, необходимом для горен до COj и HjO, а во втором периоде отношение расхода кислорода к расходу топлива постепенно изменяется в сторону избытка кислорода jfj .

Недостатком этого способа явля ется низкая степень использования |Тепла теплоносителя, что связано с повышенным выносом теплоносителя из конвертера. Кроме того, по окончании плавки получают высокое содержание серы в металле, равное 0,4% и выше, что требует дополнитеной обработки металла с целью десульфурации.

Наиболее близким к предлагаемом изобретению по технической и достигаемому результату является способ выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере включающий завалку металлического лома, ввод углеродосодерясаадего теплоносителя, продувку газообразным окислителем заливку чугуна и дальнейшую продувку расплава газообразным окислителем до заданног содержания углерода 2 .

Недостатком указанного способа является Низкая степень использования теплоносителя. Это связано с повышенным выносом теплоносителя (угля кокса) из конвертера в процессе продувки в период нагрева И расплавления, а также низким тёпловосприятием заваленного в конвертер лома. Высокое содержание серы в теплоносителе повышает содержание серы и обуславливает необходимость дополнительной обработки металла с целью десульфурации.

Целью изобретения является увеличение степени использования теплоносителя.

Поставленная цель достигается ,тем, что согласно способу выплавки стёипи с предва1жтельным нагревом лома в конвертере, включающему завалку металлического лома, ввод углеродосодержащего теплоносителя

продувку газообразным окислителем, заливку чугуна и дальнейшую продувк расплава газообразным окислителем до заданного содержания углерода, перед началом продувки в конвертер вводят шлак в виде расплава в количестве 25-100 % от веса заваленного лома.

В качестве шлакового расплава в конвертер можно вводить шлак сталеплавильного производства, например конвертерный.

В качестве шлакового расплава в конвертер можно вводить шлак доменного производства.

В качестве шлакового расплава в конвертер) можно вводить шлак ферросплавного производства.

В качестве твердого углеродосодержащего теплоносителя можно использовать кокс, полукокс, древесные и каменные угли, термоантрацит, электродный бой и другие подобные материалы.

Способ осуществляют следукицим образом.

При нагреве лома в конвертере за счет газокислородного или кислородно-топливного файела, а также за счет сгорания твердого или жидкого топлива непосредственно в конвертере, значительная часть вьщелякнцегрся тепла уносится с выходящими конвертерны1ии газами, вследствие низкого тепловосприятия лома.

Одним из возможных путей увеличения степе1яи использования тепла от сгорания топлива является ввод шлака в виде расплава, совместно с теплоносителем и продувают кислородно-топливной смесью.

В качестве шлакового расплава можно вводить шлаки сталеплавильного производства, например мартеновский, электростсшеплавильиый, шлаки внепечной обработки стали в ковш или специально подготовленные шлаковые расплавы. Однако подготовка таких шлаковых расплавов требует специального агрегата для их расплавления и нагрева, что усложняет технологичность и эконокшчность процесса.

Эти недостатки отсутствуют при использовании конвертерного шлака, поскольку из конвертера выпускают в расплавленном состоянии при 1600-1700®С.

В качестве шлакового расплава можно вводить шлак доменного проиэводЪтва чугуна ил1 ферромарганца ПреимущестБСМ использования шлаков ферросплавного производства является возможность восстановления легирующих элементов из окислов в процессе продувки и экономии ферросплавов на раскисление и легирование стали.

Шлаковый расплав следует вводит в конвертер в количестве 25-100% от веса заваленного лома.

При вводе ишакового расплава с расходом менее 25% от веса заваленного лома не достигается достаточный контакт лома со шлаком из-за малого количества шлакового расплава, что сдерживает прогрев лома и снижает усвоение тепла теплоносителя.

При вводе шлакового расплава с расходом более 100% от веса заваленно о лома в ходе продувки ванны в период прогрева возникают выбросы, что резко ухудшает технологичность процесса и опасность травмирования обслуживающего персонала. Выбросы появляются вследствие повышения склонности шлакового расплава, вспениванию nfM продувке его совместно с твердым углеродосодержашим топливом.

Важной особенностью выплавки стали с предварительным нагревом лома в конвертере является то, что нагрев и расплавление лома происходит от шлаковрго расплава, который нагревается пря продувке за счет тепла окисления углерода теплоносителя. В связи с тем, что окисление углерода теплоносителя протекает в объеме шлакового расплава, практически все тепло усваивается ванной, а степень его использования достигает 90-97%. В известных споЬобах при предварительном нагреве лома степень использования топлива не превьшает 30-50%.

Предлагаемый способ обеспечивает также возможность расплавления лома до заливки чугуна, так как отсутствует опасность увеличения сдержания серы в металле при увеличеииом расходе углеродосодержащего топлива, например антрацита.Это обясняется тем, что в хояе продувки ванны в прсщессе предварительного нагрева, происходит удаление серы в газовую фазу.

Способность серы в процессе про дувки удаляться в газовую фазу обеспечивает возможность использования углеродосодержащего теплоносителя с повышенным содержанием серы.

Способ осуществляют следующим образцом.

В конвертер заваливают лом, прясаживают твердое углеродосодержащее топливо, например антрацит, заливают шлаковый расплав в количестве 25-100% от веса завешенного лом и продувают кислородом или тошшвно-кислородной смесью до задаиной температуры ванны.

Расход твердого углеродосодержащего теплоносителя расчитыва рт исходя из заданной температуры ванны после предварительного нагрева. Пэ окончании нагрева лома шлаковый расплав скачивается из конвертера, а в конвертер заливают чугун, присаживгиот шлакообразующие матесжалы и продувают ванну до за-, данного содержания углерода. В ходе продувки присаживают необходимое количество шлакообразующих материалов, для обеспечения необходимой основности 1алака.

Ijo окончании продувки металл

сливается в сталеразливочиый ковш, а шлак - в шпаковый ковш, из которого он вновь сливается в кон- . для предварительного нагрева.

; Опробование способа проводят в 35О-ТОНИЫХ конвертерах. Продувку ведут 4-х сопловой фурмой с расхояс кислорода 700 MVMHH. .В ка- честве углеродсодержащего теплоносителя используют антрацит с содержанием углерода 76%, влаги 5%, золы 13%, серы 2%, водорода 1,5%, кислорода 1,5% и азота 1%. , Г Пример.В 350-тонный

конвертер присгвкдёиот 2,0 т извести,

.заваливают 87 т лсма и 12 т антрациla. Затем сливают 50 т (57,5% от . веса заваленного лома) конечного шлака предыдущей плавки пря ,

опускают фурму, продувгиот в течение 15 мин с расходом ккслорода 700 м/кйн. Температ фа в аи lAbi составляет 1485 С.

После скачивания шлакового распдава на нагретый лом заваливают еще

63 т поыл и 10 т извести, сливают

240 т чугуна с содержанием 0,25% Map ганца, 0,50% кремния, 0,070% фосфора, 0,020 % серы при 1430°С. Продувку проводят до содержания угле-рода 0,10% и температуры , В ходе продувки п ; гсаждают еще 8 т извести. Содержание марганца в металле после продувки составляет 0,06%.

После выпуска и раскисления получают сталь с содержанием 0,15% углерода, 0,49% марганца, 0,020% кремния, 0,008% фосфора и-0,012% серы. Общий расход на плавку составляет 240 т чугуна, 150 т лома, «. 12 т антрацита, 2400 м кислорода. Выход стали составляет 92,9%.

Степень использования тепла антрацита составляет 94,6%.

П мер 2 . В 350-тоиный

конвертер присаждгиот 2,0 т извести, заваливают 100 т лома и 12 т антрш|нта. Сливают 25 т доменного шлака при 1400°С (температура плавления домениого пшака 1250°С) или j

25% от веса заваленного лома. Затем продувают в течение 15 мин с расходом кислорода 700 MVMHH. . Температура ванны после предварительного нагрева составляет 1320 С После скачивания шлака заваливают еще 50 т лома, присаждают 10 т извести, сливают 240 т чугуна с содержанием 0,25% марганца, 0,50% кремния, 0,070% фосфора, 0,020% серы при 1430с. Продувку ведут до содержания углерода 0,10% и тёмперйтуры 1650ic, Содержание марганца составляет 0,07%,

В ходе продувки присаждают еще 8 т извести. После выпуска и раскисления получают сталь с содержанием 0,15% углерода, О,045% марганца, 0,17% кремния, 0,009% фосфора и 0,011% серы.

Общий расход на плаьку составляет 240 т. чугуна, 150 т лома, 20 т извести, 12т антрацита, 24- 000 м кислорода. Выход стали 93,0%.

Степень использования тепла антрацита составляет 97,0%.

Пример 3. В 350-тонный конвертер присаждают 2т извести, заваливают 50 т лома и 6,25 т антрацита, заливают .50 т (100% от веса заваленного лома.) электропечного шлака при и температуры плавления 1400°С производства ферромарганца с содержаниet4 МпО 28%. Продувки проводят до температуры ванны 1480°С. ЕЬсле скачивания шлака заваливают 70 т лома, присаждают 10 т извести и сливают 240 т чугуна с содержанием марганца 0,25%, кремния 0,49% .фосфора 0,068%, серы 0,018% при 14300с. Затем опускают фурму и ведут продувку до содержания углерода 0,10% и температуры . Содержание марганца при этом в металле составляет 0,18%. В ходе продувки присаждают еще 8 т извести.

После раскисления получают стал с содержанием 0,14% углерода, 0,55% марганца, 0,019% кремния, 9,009% фосфора и 0,011% серы.

Общий Е)асход на плавку составляет 240 т чугуна, 120 т лома, 20 т извести. Е1ЫХОД стали 92,8%.

Степень использования тепла антрацита составляет 96,0%.

Пример 4 . В 350-тонный .конвертер присаждают 2 т извести, заливают 87 т лома, 12 т антраци та и начинают продувать кислородом с целью предварительного нагрева лома. В ходе продувки наблюдают большие выносы топга ва нз конвертера, фодувку ведут. 15 мин. Температура нагрева лома составляет . В связи с получением низкой температуры после предварительного нагрева лома заваливают 20 т лома и сливают 240 т чугуна с содержанием марганца 0,25%, кремнияО,50%, фосфора 0,070%, серы 0,020% при 1430°С.

После слива чугуна присаждгшт 10 т извести и начинают основную , продувку. В ходе продувки присаждают еще 8 т извести. Цродувку заканчивают при содержании углерода 0,10% и температуре .

После раскисления получают сталь с содержанием углерода 0,15%, марганца 0,42%, кремния 0,18%, фосфора 0,008% и серы 0,039%.

Общий расход на плавку составляет 240 т чугуна, 120 т лома, 30 т извести, 24000 М кислорода 12 т антрацита.

.Степень использования тепла аитрацита составляет 33,0%.

Для лома в металлозавалке составляет 33,3% или повысилась на 5,8%, в то время как на плавках проведенных по предлагаемой технологии доля лома увеличилась на 10%.

Из прив гденныя примеров опробования предлагаемого способа следует, что продувка шлакового расплава совместно с теплоносителем и ломом 45 кислородом или кислородно-топливной смесью позволяет повысить степень использования тепла теплоносите,ля и за счет этого увеличить долю лома в шгисте конвертерной плавки.

1. СПОСОБ ВЬТОЛАВКИ СТАЛИ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАГРЕВОМ ЛОМА В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку металлического лома, ввод углеродсоДержащего теплоносителя, продувку га- сообразным окислителем, заливку чугуна и дальнейшую продувку расплава газообразным окислителем до зТщайного содержания углерода, отличаюци йс я тем, что, с целью увеличения степени использования теплоносителя, перед началом продувки в конвертер вводят . шлак в виде расплава в количестве 25-100% от веса лома. 2.Способ по п. 1, отличаюци и с я тем, что в качестве шлакового расплава вводят шлак сталеплавильного производства, например конвертерный. 3.Способ по п. 1, отличаюц и и с я тем, что в качестве шлакового расплава в конвертер вводят шлак доменного производства. 4.Способ по п. 1, о т л и ч а , ю ц и и с я тем, что в качестве шлакового расплава в конвертер вводят шлак ферросплавного производства.1