Способ завалки шихты в мартеновскую печь Советский патент 1992 года по МПК C21C5/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в мартеновских печах скрап-процессом.

Известен способ завалки шихты в мартеновскую печь при скрап-процессе, включающий загрузку на подину мелкого стального скрапа в количестве 10-20% отвеса шихты, затем известняка или извести сплошным слоем, оставшейся части металлошихты и, наверх, чугуна.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ завалки шихты в мартеновскую печь при скрап-процессе, включающий загрузку на поверхность подины мелкого стального скрапа, затем более крупного скрапа, рассредоточение (линзами) известняка (извести) и, наверх, чугуна.

В известном способе вследствие рассредоточенной загрузки известняка (извести) длительность периода плавления несколько уменьшается. Однако производительность печи остается сравнительно низкой. Другим недостатком данного способа является высокий и нестабильный угар углерода, в результате чего затягивается процесс плавления и в целом плавки, снижается производительность агрегата. Кроме того, способ недостаточно экономичен в отношении использования чугуна.

Целью изобретения является сокращение длительности плавки, снижение удельVJ

CJ

о

XI

ного расхода чугуна и стабилизация процесса расплавления ванны по углероду.

Цель достигается тем, что в способе завалки шихты в мартеновскую печь, включающем загрузку на подину печи мелкого стального скрапа, шлакообразующих материалов, их прогрев, подачу крупного стального скрапа, прогрев загруженных материалов и последующую подачу твердого чушкового чугуна, загрузку твердого чушкового чугуна производят двумя порциями, при этом первую порцию чушкового чугуна в количестве 65-75% от расчетного загружают на откосы и переднюю линию печи после прогрева мелкого стального скрапа и шлакообразующих и одновременно подают по всей площади подины печи легковесный стальной лом, а вторую порцию чушкового чугуна подают на крупный стальной скрап в конце завалки металлошихты, прогрев которой осуществляют в течение 10-20 мин.

Период завалки и плавления шихты при. скрап-процессе занимает до 3/4 всего времени плавки, и поэтому от рационального способа загрузки зависит и производительность печи. Значительный ущерб производительности мартеновской печи оказывает нестабильное расплавление ванны по углероду, так называемые мягкие и твердые плавки. Чугун должен внести лишь то количество углерода, окисление которого было бы достаточным для нормального проведения процесса.

Процесс плавления лома протекает в условиях непрерывного повышения температуры ванны примерно с 1300 до 1550°С и одновременного уменьшения содержания углерода в расплаве приблизительно с 4,0 до 1,0%. Плавление твердого лома в высокоуглеродистом расплаве железа происходит из-за .насыщения его поверхности углеродом из жидкого металла (диффузионный режим). При организации завалки по предлагаемому способу чугун, введенный в начале плавки, обладая более низкой температурой плавления, образует локальные высокоуглеродистые зоны. Процесс плавления скрапа в высокоуглеродистом расплаве облегчается вследствие науглероживания поверхностного слоя и связанного с этим значительного понижения температуры ликвидуса, что способствует плавлению кусков скрапа, а также ускоряет процесс растворения еще не перешедших в жидкое состояние кусков шихты,

Загрузка большей части чугуна вместе со скрапом в начальный период завалки на откосы и по передней линии печи исключает проникновение расплавившегося чугуна к холодным нижним слоям, так как в этом

случае чугун рассредоточивается по всей ванне, увеличивая площадь поверхности, что, как известно, увеличивает общую скорость плавления.

Чугун, загружаемый на прогретый верхний слой шихты, оплавляясь, также науглероживает поверхностный слой, не успевая проникать в холодные нижние области, тем более не достигает известняка. Окисление

0 кремния и образование силикатов сопровождаются выделением тепла, ускоряется плавление металла.

При загрузке чугуна в начале завалки заметного окисления углерода в период

5 плавления не происходит из-за термодинамического торможения процесса обезуглероживания, что объясняется высокой концентрацией в расплаве кремния и марганца, имеющих при существующей низкой

0 температуре большее сродство к кислороду. 8 результате кремний и марганец не позволяют развиваться процессу обезуглероживания на таких межфазных поверхностях, как металл-футеровка, металл-шлак. Низкая

5 температура и относительно высокая вязкость металла за пределами реакционной зоны не обеспечивают необходимой скорости подвода углеродистой составляющей к месту реакции, что приводит к небольшим об0 щим скоростям окисления углерода в период плавления и стабилизации расплавления ванны по углероду.

Количество чугуна в начальный период завалки определено на опытных плавках.

5 Завалка более 75% чугуна от расчетного приводит к образованию тугоплавких локальных зон и затяжному плавлению, а менее 65% увеличивает долю чугуна после окончания завалки, что ведет к повышенно0 му окислению углерода и нестабильному расплавлению.

Прогрев перед завалкой второй порции чугуна менее 10 мин не обеспечивает уплотнения шихты, что снижает ее теплопровод5 ность и ухудшает процесс плавления, а более 20 мин приводит к резкому переохлаждению верхнего слоя расплавившейся шихты, а затем - к бурлению и мягкому расплавлению.

0 Такой комплексный подход к завалке шихты в мартеновскую печь при скрап-процессе позволяет повысить производительность агрегата, снизить расход чугуна и топлива за счет сокращения периодов за5 валки и плавления, а также стабилизировать процесс расплавления ванны по углероду.

Для подтверждения оптимальности технологических параметров предлагаемого способа проведены опытно-промышленные плавки. Походу плавки контролировали расход чугуна на плавку и первую часть завалки, продолжительность плавления и всей плавки, время прогрева шихты начала завалки второй части чугуна и содержание углерода по расплавлении. Для сравнения взяты плавки, отлитые по обычной технологии. Результаты опытных и рядовых плавок представлены в таблице.

Пример. Выплавку стали Ст. 45 производили скрап-процессом в 45-тонной мартеновской печи по предлагаемому способу.

После заправки рабочего пространства печи приступили к загрузке шихтовых материалов. На подину равномерно загрузили 6 мульд (5,7 т) мелкой шихты и 6 мульд (5,9 т) стружки. Затем в соответствии с технологической инструкцией, принятой на предприятии, - 5 мульд (4,3 т) обожженной извести, равномерно во все окна печи. Время загруз- ки данной порции 26 мин. Прогрели в течение 12 мин, так как шихтовые материалы располагались выше уровня порогов завалочных окон. Сразу после прогревания были загружен л две мульды (5,8 т) чугуна - одна на левый откос из крайнего окна и другая - по передней линии в крайнее правое окно, затем по оси печи загрузили 9 мульд мелкой шихты (7,4 т) и еще две мульды чугуна (6,6 т) - одна - на правый откос и одна - по пере- дней линии крайнего левого окна; по задней линии печи загружены отходы собственного производства (не мерные кусковые блюмсы, (9,4 т). После прогрева в течение 7 мин закончили завалку загрузкой мелкого лома (6,4 т). Затем прогрели 16 мин (контролируемый параметр) и загрузили вторую часть чушкового чугуна в количестве 5,2т поверх

всей шихты. Технологические параметры данной плавки представлены в таблице (пример 3).

Как видно из таблицы, расход чугуна плавок, отлитых по предлагаемому способу, ниже на 12-14%; при расходе чугуна рядовых плавок (пример 7) на уровне опытных плавок получено мягкое расплавление и отливка стали вне графика ; длительность опытных плавок снижается на 12-20%; опытные плавки характеризуются стабильностью по расплавлени э углерода (угар углерода по сравнению с расчетным - 20-25%).

Формула изобретения Способ завалки шихты в мартеновскую печь, включающий загрузку на подину печи мелкого стального скрапа, шлакообразую- щих материалов, их прогрев, подачу крупного стального скрапа; прогрев загруженных материалов и последующую подачу твердого чушкового чугуна, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности плавки, снижения удельного расхода чугуна и стабилизации процесса расплавления ванны по углероду, загрузку твердого чушкового чугуна производят двумя порциями, при этом первую порцию чушкового чугуна в количестве 65-75% от расчетного загружают на откосы и переднюю линию печи после прогрева мелкого стального скрапа и шла- кообразующих и одновременно подают по всей площади подины печи легковесный стальной лом, а вторую порцию чушкового чугуна подают на крупный стальной скрап в конце завалки металлошихты, прогрев которой осуществляют в течение 10-20 мин.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в мартеновских печах скрап-процессом. Целью изобретения является сокращение длительности плавки, снижение удельного расхода чугуна и стабилизации процесса расплавления ванны по углероду. Загрузку твердого чушкового чугуна производят двумя порциями, при этом первую порцию чушкового чугуна в количестве 65-75% от расчетного загружают на откосы и переднюю линию печи после прогрева мелкого стального скрапа и шлакообразующих и одновременно подают по всей площади подины печи легковесный стальной лом, а вторую порцию чушкового чугуна подают на крупный стальной скрап в конце завалки металлошихты, прогрев которой осуществляют в течение 10-20 мин. 1 табл. Чш/ fe