Способ производства стали в конвертере Советский патент 1985 года по МПК C21C5/28 

Изобретение относится к черной металлургии и может найти применение при переделе фосфористых чугунов в конвертерах. Известен способ производства стали из фосфористых чугунов с применением кусковой извести lj . Недостатком данного способа является значительное увеличение длитель ности операции по заливанию чугуна в конвертер, связанное с опасностью возникновения выбросов, поскольку конечпьш шлак с высоким содержанием закиси железа (25-30%) практически не подвергается нейтрализации. Известен также способ рафинирования фосфористых чугунов с оставлением конечного шлака, который после выпуска металла переводят в инертно состояние путем присадок флюсов, представляющих собой продукты восстановления железных руд - губчатое железо и железные крицы. После нейтрализации на шлак заливают чугун 2J Недостатком этого способа является удорожание производства, обусловленное тем, что для перевода шлака в неактивное сосд-ояние приходится использовать новые материалы, получени которых, транспортировка и ввод в конвертер на шлак связаны с дополни тельными капитальными затратами. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ произ водству стали в конвертере, включающкй завалку лома, заливку чугуна, присадку пшакообразующих материалов продувку расплава в два периода с п межуточным смачиванием шлака, выпус металла с оставлением конечного шла ка в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем присадки добавочных материалов 3j . Согласно известному способу оставшийся от предыдущей плавки шлак присаживают 20-25% извести от суммарного ее расхода на плавку, что составляет 18-23 кг/т стали при переделе обычного чугуна и 28-35 кг/ стали при переделе фосфористого чугуна. После этого проводят завгшку лома, заливку чугуна и ведут продувку ванны кислородом в течение 1525% времени всего периода продувки плавки, В момент начала интенсивного окисления углерода продувку прекращают и спивают 70-80% шлака. После слива шлака продувку продолжают, причем в начале второго периода присаживают 50-60% количества извести, необходимой на плавку. Однако известный способ характеризуется недостаточно полным использованием рифинирующей способности конечных шлаков предьщущей плавки, потерями металла со шлаком и увеличением длительности плавки. Указанные недостатки связаны с тем, что предложенная технология позволяет полностью использовать рафинирующую способность оставляемых конечных шлаков Только при выплавке стали из обычных предельных чугунов. Практика показала, что при переделе фосфористых чугунов в большегрузных конвертерах загущение конечных шлаков присадками извести в количестве 20-25% от суммарного расхода шлакообразующих материалов не позволяет полностью нейтрализовать этот шлак. Часть конечного шлака с содержанием оксида каль- ция до 55% находится в жидком состоянии. Поэтому для предотвращения опасности возникновения выбросов при завалке лома и запивке чугуна в конвертер жидкую составляющую шлака с высоким содержанием оксида кальция сливают в шлаковую чашу. Кроме того, присадка извести на щлак после выпуска металла из конвертера сопровождается протеканием бурной реакции. При этом возникают трудности смачивания большого количества пенистого шлака. Процесс этот длительный и от присадки в конвертер флюса до окончания слива жидкого шлака проходит в среднем 6 мин. Увеличение длительности плавки сопровождается потерями производства. Кроме того, вместе со сливаемом шлаком теряется часть металла, что приводит к уменьшению выхода годного. Перечисленные недостатки обусловлены тем, что передел фосфористых чугунов протекает, как правило, с образованием большого количества шлака (более 250 кг/т стали) с высоким содержанием закиси железа (до 25%). Поэтому присадки извести на переокисленный шлак в количествах 20-25% от суммарного ее расхода на плавку сопровождаются интенсив- ; ным кипением конвертерной ванны и

не позволяют полностью загустить конечньш шлак.

Целью изобретения является более полное использование рафинирующей способности конечного шлака предыдущей плавки, увеличение выхода годного и сокращение длительности плавки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства стали в конвертере, включающе гу завалку лома, запивку чугуна, присадку шлакообразующих материалов, продувку расплава в два периода с промежуточным смачиванием шлака, выпуск металла с оставлением конечного шлака в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем присадки добавочных материалов, в качестве добавочных материалов используют совместно кальций и (или) магнййсодержащие материалы совместно с углеродсодержащим материалом при их расходе 6-16 кг/т и 3-5 кг/т стал соответственно, причем присадку материалов осуществляют после прекращения продувки при температуре металла 1610-1630°С, а выпуск металла начинают спустя 4-5 мин после окончания, присадки указанных материалов

Присадка в конвертере 3-5 кг/т стали углеоодсодержащих-и 6-16 кг/т стали кальций- и (или) магнийсодер™ жащих материалов при температуре металла после око.нчания продувки 1610ТбЗО С позволяет полностью загустить конечньй переокисденный шлак в конвертере к моменту окончания выпуска и операции по завалке лома и заливке .-чугуна на следующую плавку проводить без дополнительных мер по нейтрализации оставляемого в конвертере шлака. Исключение мероприятий по загущению оставляемого шлака перед началом следующей плавки приводит к сокращению ее длительности. Взаимодействие переокисленного шлака с углеродсодержащими материалами (коксом, антрацитом, чугунной стружкой и др,). приводит к восстановлению железа из оксидон и увеличению выхода годного металла. Уменьшение концентрации оксидов железа в шлаке, его охлаждение и увеличение основности сопровождаются изменением физических свойств нейтрализованных шлаков. Увеличение вязкости и снижение жидкотекучести шлака позволяют уменьшить попадание

его в сталгразливочный к:(вш в процессе вьшуска металла

Использование углеродсодержащих материалов для раскисления конечного шлака в количестве менее 3 кг/т стали не позволяет при указанных в предлагаемом способе расходах кальцийк (или) магнийсодержащих материалов полностью загустить конечный пере- окисленный шлак к окончанию выпуска. В этом случае возникает необходимост частичного смачивания жидкой состав-Ляющей конечного шлака, что сопровождается увеличением длительности плавки и исключает возможность в полном объеме использовать рафинирующие свойства конечного шлака,, либо с целью повьш1ения вязкости и снижения жршкотекучести шлакового расплава увелкчКгь расход кальций- и (или) магнийсодержащих материалов. Однако лоследнее сопровождается значительным переохлаждением расплава, затрудняет получение необходимой для нормальной разливки металла температуры и увеличивает себестоимость стали.

Присадка в конвертер на пшак углеродсодержащих материалов в коли« естве Золе- 5 .кг/т стзли приводит ::; перараскоду дефицитного углеродсодержащего материала (например, кокса) , ле.рес хлажден йо расплава при yr;2.3aHHoLx в предложенном способе темпзрат-урзх и расходах кальцийи (или) магнийсодержащих материалов и также будет сопровождаться значительным увеличением себестоимости стали,

Присадка в конвертер на шлак после окончания продувки кальций- н (шш) магнийсодержащих материалов 3 количестззе менее 6 кг/т стали при температуре металла 1610-1630°С не позволяет из-за низкого охлаждающего зффекта используемых в небольшом количестве материалов и недостаточного увеличения основности обработанных шлаков полностью его загустить к моменту окончания выпуска.

Расход на загущение шлака кальцийи (или) магнийсодержащих материалов в количестве более 16 кг/т стали при укга...,:ком .з предлагаамом способе интервале температур приводит к переохла:щенш-о расплава и увеличению себестоимости стали.

Окончание продувки второго период плавки при температуре ниже 1б10°С требует снижения расхода материалов На загущение конечного шлака с целью получения необходимой для нормальной разливки металла температуры, что при массе шлака более 250 кг/т стали 5 не позволяет полностью перевести шлак в неактивное состояние к моменту окончания слива металла из конвертера. Перегрев металла в конце продувки второго периода плавки выше 1630°С сопровождается, как правило, значительным переокислением конечных шлаков иснижением выхода годного. В этом случае для полной нейтрализации шлака потребуется дополнительньм расход 5 материалов на раскисление, охлаждение и загущение шлакового расплава, повьш1енный расход которых и уменьшение выхода годного приведут к увеличению себестоимости выплавляемого ме- 20 талла. Выпуск металла через 4-5 мин после присадки реагентов в конвертер на шлак позволяет полностью загустить конечный переокисленный шлак к момен- 25 ту окончания выпуска, предотвратить попадание конечного конвертерного шлака в сталеразливочный ковш, снизить угар ферросплавов и уменьшить развитие процесса дефосфорации. Присадка реагентов в конвертер на шлак сопровождается интенсивным перемешиванием шлакометаллической эмульсии. Длительность этой операции (до полного успокоения ванны 2-3 мин с учетом времени, необходимого для последующей повалки конвертера, не позволяет начать выпуск плавки ранее чем через 4 мин после присадки материалов в конвертер. К этому времени обслуживающий персонал, как правило получает информацию о химическом составе металла и начинает выпуск плавки. Выдержка металла в конвертере после ввода реагентов более 5 мин исключает попадание шлака в сталера ливочный ковш, однако при этом увели вается длительность плавки и снижает ся производительность сталеплавильного агрегата. Пример. В конвертер на шлак после окончания продувки второго периода плавки, отбора проб металла и шлака и замера температуры присади ли 1 т кокса и 3 т извести. Темпера тура металла до и после присадки 1§20 и 1600С соответственно. Ванн успокоилась через 2,2 мин после присадки материалов, выпуск начали через 12 мин после окончания продувки или через 4,5 мин после присадки реагентов. После раскисления получили сталь марки 3 сп, содержащую 0,022% фосфора при его концентрации в металле на выпуске 0,019%. Степень рефосфорации составила 13,6%, угар марганца раскислителей 7,2%. К концу выпуска, длительность которого составила 6 мин, шлак полностью загустился и был оставлен на следующую плавку без дополнительной нейтрализации. Чугун в количестве 270 т, содержащий 0,80% марганца, 0,73% кремния и 0,965% фосфора, залили в конвертер после присадки на 100 т лома 4 т извести. Заливка чугуна протекала нормально, без выбросов и значительного выбивания пламени. Длительность заливки 2,6 мин. Продувку первого периода плавки закончили через 16,7 мин, израсходовав 24 т извести и 14230м кислорода. На промежуточной повалке конвертера при температуре металла 1535°С получили 0,45% углерода, 0,23% марганца и 0,92% фосфора. Степень дефосфорации составила 90,5%. Для проверки эффективности предложенного способа выплавки стали была проведена серия опытных плавок, результаты которых сравнили с данными валовых плавок, проведенных по принятой в конвертерном цехе Карметкомбината технологии. Полученные результаты приведены в таблице. Анализ приведенных в таблице данных показывает, что использование предлагаемого способа в сравнении с известным позволяет при снижении расхода извести на первый период продувки в среднем на 4,9 т увеличить степень дефосфорации на 4,6%. Операция по загущению шлака не приI водит практически к увеличению длительности периода от окончания продувки до начала выпуска. Цикл плавки сокращается в среднем на 2,9 мин. Выход годной стали уве71ичивается на 1,4%. Кроме того, обработка данных опытных и валовых плавок показала, что использование предлагаемого способа загущения шлака позволяет при выплавке кипящих марок стали сократить угар марганца в среднем на 6,9% и снизить рефосфорацию при выпуске и раскислении металла в ковше

7. 1

в среднем на 15,6%. При выплавке спокойных марок стали эти величины составляют в среднем 8,5 и 12,1% соответственно.

Необходимость дополнительного использования углеродсодержащего материала для загущения конечного шлака компенсируется снижением расхода извести на загущение и увеличением

672058

производительности действуннцих конвертеров.

Применение изобретения в условиях КорМК обеспечит за счет сокращения 5 длительности плавки и увеличения sbf хода годного прирост производства на 300 тыс.т. в год и снижение расхода извести на.7700 т в год за счет более полного использования рафиниtO рующих свойств.

g S

M

tl «

CO

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий завалку лома, заливку чугуна, присадку пшакообразующих материалов, продувку расплава в два периода с промежуточным смачиванием шлака, вьшуск металла с оставлением конечного шлака в конвертере и переводом шлака в инертное состояние путем при- садки добавочных материалов, о тличающийся тем, что, с целью более полного использования рафинирующей способности конечного шлака гфедадущей плавки,, увеличения выхода годного и сокращения длительности плавки, -В качестве добавочных материалов используют совместно кальЦ1ГЛ и/или/ маг НИИ содержащие материалы совместно с углеродсодержащим материалом при их расходе кг/т (/ и кг/т стали соответственно, причем присадку материалов осуществляют после прекращения продувки при температуре металла 1610-1630 С, а выпуск металла начинают спустя 4-5 ь«нн после окончания присадки указанных материалов.