Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь Советский патент 1988 года по МПК C21C5/04 

относится к черной частности к способам в мартеновских печах

аг

Изобретение металлургии, в вь Плавки стали на кислом поду.

Целью изобретения является снижение удельных расходов чугуна и высо- коуглеродиЬтых шихтовых слитко увеличение выхода жидкой стали.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что после загрузки чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него прока ленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5% от массы кок- сика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3): :(5-10):1 соответственно.

Предлагаемый способ позволяет эффективно использовать коксик (весьма агрессивный по отношению к кислой футеровке материал) без ухудшения стойкости кислых подины и откосов печи. При этом часть чугуна может быть заменена менее дефицитными металличес кими материалами, в частности стальными отходами. Для предохранения по- дины от непосредственного контакта с коксиком на нее загружают слой чугуна - от 35 до 60% общего его количества. При шихтовке по углероду на 0,4-0,7% вьпде среднезаданного его содержания в стали это количество чугуна достаточно для создания слоя, изолирующего кислый под печи от непосредственного контакта с загруженным коксиком. Количество чугуна в первом слое менее 35% недостаточно для обеспечения гарантированной изоляции коксика от подины. Увеличение количества чугуна в первом загружаемом на подину слое.более 60% приводит к уменьшению количества чугуна в покровном слое, увеличивают досту окислительных газов в коксику и увеличивает его потери на бесполезное сгорание,

Оптимальное количество коксика, загружаемого в печь, составляет 0,7-1,2% от массы металлической шихты. Количество коксика менее 0,7% н приводит к заметному науглероживанию и снижению расхода чугуна, уве- личеш1е количества коксика более 1,2% вызывает замедление усвоения коксика. Часть его не успевает раст

0

5

0

5

0

5

0

45

50

55

вориться в металле, всплывает в шлак и снижает окислительный потенциал шлака в период окисления углерода, а при контакте всплывшего в шлак коксика с откосами и стенами печи происходит их повышенный износ. На коксик в печь загружают смесь, состоящую из прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести в соотношении (2-3):(5-10):1 соответственно. Количество смеси задают по прокаленному и затем ошлакованному кислым мартеновским шлаком кварцевому песку,расход которого принимают 0,3-0,5 от массы коксика. Смесь выполняет несколько функций. Она накрывает коксик и дополнительно изолирует его от печных ОКИслител ьных газов. Смесь ускоряет образование первичного шлака периода плавления. При взаимодействии с первичным ; шлаком коксик регулирует окисленность этого первичного шлака в оптимальных пределах, обеспечивающих уменьшение угара железа и углерода металлошихты. Смесь также способствует более полному усвоению коксика расплавляюш мся металлом.

Сухой кварцевый песок в смеси является шлакообразующим материалом, поставщиком кремнезема, необходимого для формирования кислого шлака. Использование взамен кварцевого других сортов песка приводит к попаданию в ванну нежелательных примесей, ухудшающих рафинирующие свойства кислого шлака. Применение недостаточно просушенного кварцевого песка приводит к замедлению процесса формирования шлака и повьш1енному износу подины и откосов печи.

Пределы соотношения кварцевого песка в смеси выбраны из условий достижения на промышленных плавках . существенного положительного эффекта за счет ускоренного наведения первичного шлака кислой плавки, замедления окислительных реакций, снижения и удельного расхода металлических материалов на 1т стали. При отношении прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка к извести (2-3);1 уменьшение соотношения сухого кварцевого песка и извести менее 5:1 приводит к получению чрезмерно жидкого и агрессивного по отношению к футе-

ровке печи первичного шлака с повышенными окислительными свойствами, а увеличение этого соотношения более 10:1 приводит к замедлению реак- ций шлакообразования и увеличению потерь железа за счет более продолжительного непосредственного контакта металлошихты с окислительной печной атмосферой.

Известь ускоряет плавление смеси за счет образования легкоплавких соединений силикатов кальция. Уменьшение количества извести в смеси не обеспечивает ускорения процессов шла кообразования, увеличение количества извести приводит к получению более жидкоподвижного и более агрессивного по отношению к кислой футеровке первичного шлака. Известь использу- ют свежеобожженную с содержанием оксида капьция не менее У3%, кусками размером 10-40 мм.

Ирокаленньш и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок (Ш1) ускоряет (юрмирование первичного шлака, а таЮке ускоряет нейтрализацию наиболее агрессивного по отношению к кислой футеровке компонента смеси - извести. В составе ШП содержится 70-80% диоксида кремния, 5-15% оксида железа, 1-10% полуторного оксида железа, 3-6% оксида алюминия. Он имеет рыхлую неоднородную структуру, низкую прочность и легко измельчается при загрузке на него кусков металлической шихты. При нагревании этот материал образует жидку шлаковую фазу, ускоряет расплавление всех компонентов смеси и формирова- ние шлака. Этот материал активнее, чем сухой кварцевый песок, взаимодействует с углеродом коксика с образованием газообразного оксида углерода, разрыхляющего и перемешивающего смесь и образуюш;уюся шлаковую фазу, ускоряя дальнейшее формирование первичного шлака. Продуктами реакции углерода и ШП являются кремний и железо, а также низшие оксиды кремния, часть из которых выделяется в виде газообразной фазы и участвует в процессе перемешивания смеси, а другая часть выделяется в виде жестких оксидов кремния и ускоряет формирование первичного шлака. В результате форми рование первичного шлака ускоряется, продолжительность непосредственного контакта металлошихты с окислитель-

г JQ

-1520

25 о .,.

50

55

ными печными газами сокращается,угар металла уменьшается. Формирующийся первичный шлак имеет меньший окислительный потенциал и также способствует , снижению угара металлошихты и такого технологического элемента, как углерод, избыток которого необходим для нормального проведения периода кипения мартеновской плавки и получения высококачественной стали. При соотношении сухого кварцевого песка и извести ():1, уменьшение отношения Uffl к извести менее 2:1 не приводит к ускорению шлакообразования, увеличение этого соотношения более 3:1 не замедляет окислительные реакции в период плавления и не способствует снижению расхода металлических высокоуглеродистых материалов - чугуна и шихтовых слитков.

Количество ЫП не меньше 0,3 от массы коксика недостаточно для полного растворения коксика за период плавления. Часть кусков коксика всплывает в шлак, снижает стойкость футеровки кислой печи и задерживает формирование к концу плавления шлака с окислительным потенциалом, достаточным Для активного проведения периода кипения плавки. Увеличение количества ШП более 0,5 от массы кокси- ка приводит к повышению окислительного потенциала первичного шлака и увеличивает расход металлических высоко- углеродистых шихтовых материалов - чугуна и шихтовых слитков.

В предлагаемом способе применяют металлургический коксик с преобладаю- размерами кусков менее 10 мм. Прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок получают cлeдyюш м образом. После загрузки в кислую мартеновскую печь, металлической шихты на пороги подсыпают слой сухого или влажного кварцевого песка. В период прогрева шихты песок постепенно прогревается до высоких температур, высушивается и прокаливается, а в период интенсивного окисления углерода и кипения ванны кисльш мартеновский шлак заплескивается на прокаленный песок и ошлаковы- вает его. В конце плавки ошлакованный кварцевый песок удаляют с порогов и используют для приготовления шлакообразующей смеси на следуюшую плавку. Смесь рекомендуется готовить

5137

перед использованием. Готовую смесь засыпают в мульду и с помощью завалочной машины загружают на коксик, предварительно загруженный в печь на слой чугуна. Затем сверху загружают оставшийся чугун (40-65%), стальные прокатные отхо;цд и передельные высокоуглеродистые шихтовые слитки.

Примеры 1-3, При выплавке в 90-тонных кислых мартеновских печах подшипниковой стали ШХ15 используют предлагаемый способ загрузки шихтовых материалов. На плавках 1-3 на под печи загружают 35-60% чушкового передельного чугуна с низким содержанием примесей серы и фосфора. Затем на слой чугуна через среднее завалочное окно в печь загружают кок- сик в количестве 0,7-1,2% от массы металлошихты. Коксик накрывают смесь прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести, взятых в, соотношении (2 - - 3):5-10):1 соотБетственно. Количество смеси рассчитывают таким образом, чтобы ЫП составляло 0,3-0,5 от массы коксика. Затем в печь загружают остальной чугун, прокатные стальные отходы и передельные высокоугле- родистые шихтовые слитки. После расплавления шихты плавку ведут по обычной технологии.

На плавке 4 шихтовые материалы в печь загружают по известному способу; на под печи весь чугун, затем шлакообразующую смесь из сухого квар цевого песка и извести (15 кг смеси на 1 т металлической шихты), прокат- Hbie стальные отходы и в последнюю очередь высокоуглеродистые шихтовые слитки.

На плавках 5 и 6 реализованы прие

мы предлагаемого способа, однако па- раметры их осуществления отклонялись от оптимальных..

Параметры предлагаемого способа (плавки 1-З), известного способа (плавки 4) и способа, отклоняющегося по параметрам от оптимального (плавки ,5-Ь) приведены в табл.1, технико-экономические показатели способов - в табл.2.

0

г 20

25

30

35

40

.,

Как видно из приведенных в табл.1 и 2 данных, наилучшие технико-экономические показатели достигнуты на плавках 1-4, на л оторых шихтовые материалы в кислую мартеновскую печь загружают в соответствии с предлагаемым способом. На этих плавках первич - ный шлак формируется быстрее, окислительные реакции в период плавления развиваются в меньшей степени, благодаря чему меньше был угар металла и углерода и вьшае выход жидкой стали (на 24-26 кг/т).

Предлагаемый способ может быть использован на предприятиях, выплавляющих сталь кислым мартеновским процессом. Реализация способа не требует дополнительных капитальных затрат.

По сравнению с известным способом технический эффект от использования предлагаемого состоит в ускорении наведения первичного шлака, замедлении окислительных реакций в период плавления, снижения расхода чугуна- на 12 кг/т и высокоуглеродистых шихтовых слитков на 25 кг/т, увеличении выхода жидкой стали на 24 кг/т.

Формула изобретения

Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь,включающий последовательную загрузку металлических материалов - чугуна, стальных отходов, высокоуглеродистых шихтовых слитков и загрузку шлакооб- разующих материалов - сухого кварцевого песка и извести в процессе загрузки металлических материалов, о т - ли чающий ся тем, что, с целью снижения удельных расходов чу- Гуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличения выхода ЖИДРС ОЙ стали, после загрузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него - прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3):(5 - - 10) :1 соответственно.

П1Л

« О Э

S

О

о «f

в 1Л

fOi rl «ч| (М

о

л

л М

во

(

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке стали в мартеновских печах на кислом поду. Целью изобретения является снижение удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличение выхода жидкой стали.После за:грузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и из вестью в соотношении (2-3):(5-10);1 соответственно. За счет использования коксошлаковой смеси достигается ускорение наведения первичного шлака и снижение потерь металла из-за окисления как шлаком, так и воздухом. В результате выход жидкой стали повышается до 95,5-95,7% по сравнению с 93,3/J в известном способе. 2 табл. /) ОЭ « сд о ел ел

C7I в в

« S

X Ь

&|

п Е;

tl

о ч 2

о р о р , 2 о

Показатели

Расход чугуна на 1 т жидкого, т

Расход шихтовых слитков на 1 т жидкого, т

Продолжительность от конца эавалки до пок рытия шлаком уровня метаала, ч

Содержание углерода в металлошихте, %

0,138 0,UO 0,1400,1520,1540 ,155

0,730 0,727 0,7200,7500,7580,761

1,92 1,831,92

2,15 2.,U82,из

2,92 2,18

3,003,00

2,182,19

Содержаине углерода в металле по расплавлении ,21, b 7

1,701,ЬУ

Количество окислившегося иа металлошихты углерода, X

Расход кеталлошихты

на 1 т жидкой стали,т

Выход жидкой стали,%

Плавки 5 и 6 по значениям параметров осуществления выходят за предпагае а|1е пределы.

Составитель О,Веретенников Редактор Г.ВолковаТехред Л,СердюковаКорректор о.Кравцова

Заказ 743/2ЬТираж 544Подписное

ВШМШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М-33, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

137Ь655

10 Таблица 2

Плавка

(известная)

:izi

2,92 2,18

1,55

0,63

3,003,00

2,182,19

1,571,61

0,610,58

1,071

93,3

1,073 93,2

1,069 93,6