Способ ведения конвертерной плавки Советский патент 1989 года по МПК C21C5/32 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии выплавки стали в кислородном конвертере с продувкой металла сверху.

Цель изобретения - повышение выхода годного металла и снижение износа футеровки.

Особенностью конвертерного процесса производства стали является образование шлакометаллической эмульсии, которая вспенивается в результате Протекания в ней реакции обезуглероживания металлических капель, попадающих в шлак из зоны взаимодействия кислородной струи с металлом. Высокий уровень вспененной шлакометаллической эмульсии в процессе продувки может быть причиной выбросов и переливов, а по окончании продувки является препятствием для наклона конвертера, отбора пробы металла и измерения его температуры. Кроме того, при попадании кислорода в газоотводящий тракт возможно образование взрывоопасной смеси, что приводит к разрушению тракта. Поэтому осаживание шлака является важной задачей, которую целесообразно осуществлять методами, не ухудшающими технико-экономические показатели,- в частности - выход металла, износ футеровки.

Проведенными экспериментами установлено оптимальное сочетание техноло гических параметров, позволяющее успешно решить поставленную задачу.

Прекращение кислородной прбдувки при положении фурмы менее 0,15 рассто яния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера приводит к вспениванию шлака пузырями, окири углерода, усилению взаимодействия кислорода с железом, переходу его в шлак, снижению выхода металла и повышению износа футеровки. Прекращение продувки кислородом при положении фурмы более 0,30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвентера приводит к переокислению шлака, умень шению выхода металла, возрастанию износа футеровки, перерасходу кислорода.

Замещение кислорода нейтральным газом с расходом менее 0,4 расхода кислорода перед прекращением подачи последнего не позволяет длительное время осадить конечный переокцсленный шлак, который контактирует с футеровкой, повьш1ает ее износ, не обеспечивает хорошего перемешивания металла со шлаком, что сохраняет повышенную окисленность шлака и уменьшает выход металла. Замещение кислорода нейтраль цьы газом с расходом более 0,8 расхо- да кислорода приводит к перерасходу нейтрального газа, обмыванию переокисленным шлаком футеровки, что увеличиг вает ее износ. Кроме того, при этом шлак осаживается в основном за счет нейтрального газа, реакция раскисления шлака углеродом металла не получает развития, что не позволяет существенно снизить окисленность шлака и снижает выход металла.

Если, прекращать подачу нейтрального газа до прохождения головкой фурмы отметки на уровне 0,6 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, то шлак не осаживается, дольше контактирует с футеровкой, повьш1ая ее износ, снижается выход металла, затрудняется повалка конвертера. При прекращении подачи

10

15

20

25

30

5

0

5

0

5

нейтрального газа после прохождения головкой фурмы отметки на уровне 1,0 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера перерасходуется нейтральный газ, который дольше воздействует на шлак, .перемещая его футеровке, что повышает ее износ. Кроме того, шлак остается переокисленным, что снижает вькод металла.

Если по каким-либо причинам механизм перемещения фурмы выходит из строя, т.е. невозможно оперативно вывести фурму из конвертера, то продолжать продувку кислородом нельзя. Иначе это приводит к сильному переокислению металла, шлака, выбросам, созданию аварийных ситуаций. При этом снижается выход металла, резко возрастает износ футеровки и перерасход кислорода. Просто отключить кислород в этом случае также нельзя иначе за- металлится фурма, если продув ка идет . в заглубленном режиме, шлакометалли- ческая эмульсия попадает внутрь головки, происходит ее прогар, вытекание охлаждающей воды и возможен взрыв. Поэтому согласно предлагаемого способа в таких ситуациях также производят зймену кислорода на нейтральный газ. Подавать нейтральный газ необходимо в течение времени, требуемого на. осаживание шлака. Если прекратить подачу газа раньше, чем осядет шлак, то шлак может попадать в головку фурмы, при . этом происходят прогар фурмы, взрыв, потери металла. Момент осаживания шлака можно определить, например, по уровню шума в полости конвертера (при резком его усилении) или по вибраций фурмы (при ее прекращении или резком уменьшении). Время, необходимое для осаживания шлака, определяется многими параметрами: высотой шлака, его физико-химичес.кими свойствами, скоростью обезуглероживания в данньй мо- мент, и др. Пример 1. Осуществление способа плавки проводили в 350-тониом конвертере Череповецкого меткомбина- та. В конвертер загружали 110 т металлолома, 15 т известц, заливали 290 т чугуна. Продувку проводили через водоохлаждаемую шестисопловую фурму с расходом кислорода 1400 нм /мин. Оставшуюся известь вводили в первые 5 мин продувки. Момент окончания про- дУвки кислородом определяли согласно расчету материального и теплового

10

15

баланса. Продувку прекратили при высоте фурмы над уровнем спокойной ванны 1,7 м (0,2 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, которое составляло 8,5 м). В этот момент одновременно начали замещение азотом кислорода и подъем фурмы со скоростью 0,2 м/с. Спустя 2 с., когда головка фурмы находилась на высоте 2,1 м над уровнем ванны, . кислород был полностью замещен aso-foM с расходом 560 нм (0,4 от расхода кислорода 1400 ) . Затем в течение 23 с при дальнейшем подъеме фурмы происходило истечение азота из сопла фурмы с указанньм расходом, что привело к осаживанию шлака. В момент достижения головкой фурмы отметки 6,8 м над уровнем ванны (0,8 - расстояние от уровня в&нны до горловины) подача азота была прекращена и фурма выведена из конвертера со скоростью 0,7 м/с.

Осаживание шлака прошло нормально, 25 выход металла составил 90,8%, а износ футеровки конвертера 1,4 мм за плав- ку.

Примеры осуществления по предлагаемому способу и Прототипу приведены в таблице.

Анализ ее прка зывает, что выход редложенных параметров за заявленные ределы (примеры 4-9) снижает йыход

20

30

0

5

5

0

0

металла, повышает износ футеровки конв.ертера, ухудшает осаживание шлака, т.е. ухудшает достижение поставленной цели, что свидетельствует о существенности заявленных пределов.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет более эффективно проводить осаживание шлака, повысить выход металла на 0,5% и снизить износ футеровки на 0,4 мм на плавку.

Формула и.3 обре т-е и- и я

Способ ведения конвертерной пла вки, включающий продувку ванны кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного металла и снижения износа футеровки, продувку кислородом прекращают при рабочем положении фурмы, соответствующем 0,15-0,30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, замещают кислород нейтральным газом с расходом, равным 0,4-0,8 расхода кислорода перед прекращением его подачи, затем поднимают фурму, поддерживая указанный расход газов, а после прохождения головкой фурмь отметки на уровне 0,6-1,0 расстояния от уровня спокойной ванны до горлови- ны конвертера подачу нейтрального газа прекращают.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии выплавки стали в кислородном конвертере с продувкой металла сверху. Цель изобретения - повышение выхода годного металла и снижение износа футеровки. В способе ведения конвертерной плавки путем продувки ванны кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму продувку кислородом прекращают при рабочем положении фурмы, соответствующем 0,15-0,30 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера, замещают кислород нейтральным газом (аргоном или азотом) с расходом, равным 0,4-0,8 расхода кислорода перед прекращением подачи последнего, затем поднимают фурму, поддерживая указанный расход газа, а после прохождения головкой фурмы отметки на уровне 0,6-1,0 расстояния от уровня спокойной ванны до горловины конвертера подачу нейтрального газа прекращают. Замещение кислорода нейтральным газом производят также в любой момент плавки при невозможности вывоза фурмы из конвертера, причем подачу нейтрального газа осуществляют в течение времени, необходимого на осаживание шлака. Предлагаемый способ позволяет эффективно проводить осаживание шлака, повысить выход годного металла на 0,5% и снизить износ футеровки на 0,4 мм на плавку. 1 табл.

0,2 0,15 0,3 1,71,3

0,4 0,6 0,8 0,6 560 840 1120 840

0,8 1,0 0,6 6,8 8,5 5,1

90,8 90,9 90,8

1,4 1,5 1,4 Норм Норм Норм

0,3 0,12 2,5 1,0

1,0 8,5 90,5 1,7

Длительная

0,6 840

0,12 0,35 0,2 0,3 1,0 3,0 1,7 2.,5

0,3 2,5

0,15 1,3

0,8 0,3 1120 420

1,0 0,8 0,6 1400 1120 840

0,2 280

0,6 0,8 0,6 5,1 6,8 5,1 90,3 90,4 90,5 .1,8 1,7 1,7 Осад- Долго Медка оса- лен- шлака жива- ная

пока- ется

чива- шлак

нием

вывросы

0,4 1,2 3,4 10,2 90,5 90,6 1,7 1,7 Мед- Мед- леи- ленная ная осад- осад- осадка ка ка шлака шлака шлака

90,3 1,.9

Длительная

осадка ишака, выбросы