Способ выплавки стали для производства металлокорда Советский патент 1992 года по МПК C21C5/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали для металлокорда в подовых сталеплавильных агрегатах,

Известен способ получения стали для металлокорда, включающий ввод в ковш перед легированием силикокальция с расходом 1,8 - 3,5 кг/т металла с повторным вводом силикокальция в изложницу при соотношении масс первой и второй порции :(1 -3).

Недостатками известного способа являются высокая стоимость и дефицитность применяемых материалов, в частности силикокальция, и нерациональное его расходование на раскисление металла.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выплавки стали, который применяется в том числе для производства

металлокорда, включающий завалку шлако- образующих материалов, лома, заливку чугуна, плавление, доводку и раскисление, причем его характерной особенностью является ввод на поверхность шлакообразую- щих материалов легкоплавких материалов, содержащих оксид железа.

Данный способ позволяет получить металл для производства металлокорда без ис- пользования дефицитных материалов. Однако само по себе использование твердых окислителей в завалку не гарантирует повышение уровня выполнения заказов вследствие отсутствия регламентации соотношений между расходами материалов и непредсказуемости теплового состояния ванны при произвольном расходе твердых и газообразных окислителей.

Ч

Јь О

4 ГО 00

Целью изобретения является повышение уровня выполнения заказов на производство стали для металлокорда в условиях минимального расхода жидкого чугуна и максимальной производительности сталеплавильного агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали для производства металлокорда, включающему ввод в печь в период завалки шлакообра- зующих материалов, содержащих оксиды железа и кальция, металлолома, заливку жидкого чугуна и продувку ванны кислородом, в качестве шлакообразующих материалов в завалку присаживают смесь агломерата и обожженной извести в соотношении (1,5 - 4,5): 1, причем массу агломерата устанавливают равной 0,16 - 0,40 от массы чугуна, а массовый расход газообразного кислорода устанавливают равным 0,7 - 1,3 от массы кислорода, введенного в состав окислов железа агломерата.

Основной причиной срыва заказов на производство металлокорда является высокое содержание примесей цветных металлов и серы в готовой стали. Как показывает обработка экспериментальных данных, для получения минимального содержания серы необходимо использование в завалку смеси извести и агломерата. При совместном вводе этих материалов уже в период прогрева начинается формирование жидкого шлака, состоящего в основном из ферритов кальция. Это связано с тем, что при применении агломерата уже при 1200°С начинается его расплавление. Образующийся низкожелезистый низкоосновной расплав обеспечивает растворение в нем извести, т.е. является стимулятором шлакообразования. В качестве второго известьсодержащего компонента обязательно использование предварительно обожженной извести, так как использование в этих целях, например, известняка приводит к получению после прогрева твердо обожженной извести вследствие высокой интенсивности прогрева материалов в мартеновской печи. В результате с помощью агломерата не удается повысить скорость шлакообразования и степень десульфурации металла вследствие низкой реакционной способности такой извести, высокой ее плотности, недостаточной пористости и низкой скорости ее пропитки высокожелезистым расплавом агломерата. Для получения максимального эффекта совместного использования извести и агломерата необходимо применять эти материалы в определенной пропорции. В частности, при соотношении масс агломерата и извести менее 1,5 не обеспечивается

достаточное для заметного повышения степени десульфурации стали ускорение процесса растворения извести, а при соотношении масс агломерата и извести более 4,5 быстрое растворение извести не компенсирует потерь в степени десульфурации из-за снижения основности шлака.

Кроме того, необходимо одновременное получение заданного содержания угле0 рода и заданной температуры металла без перерасхода чугуна и потери производительности. Для решения этого вопроса необходима строгая регламентация соотношений расходов твердых материалов

5 и газообразного кислорода. Изменение скорости нагрева металла при изменении массы введенного в состав завалки агломерата связано не только с изменением затрат тепла на эндотермическую реакцию восстанов0 ления окислов железа углеродом расплава (что легко рассчитать известными методами), но и с изменением скорости протекания реакции окисления углерода при различном соотношении масс чугуна и агломерата. При

5 расходе агломерата менее 0,16 массы чугуна снижается скорость нагрева ванны (несмотря на уменьшение затрат тепла на восстановление железа) вследствие снижения интенсивности кипения ванны из-за

0 снижения объема оксида углерода, выделяющегося в глубинных горизонтах ванны, При этом к концу плавки ванна приходит с дефицитом тепла, что требует или изменения заказа или увеличения

5 продолжительности плавки для нагрева металла факелом. При расходе агломерата более 0,40 от массы чугуна скорость нагрева металла снижается вследствие увеличения затрат тепла на проведение эндотермиче0 ской реакции до значений, превышающих дополнительный приход тепла за счет интенсивного перемешивания ванны.

Экспериментальные данные по скорости нагрева металла в 300 т мартеновской

5 печи при различных соотношениях масс агломерата и чугуна при постоянной интенсивности продувки приведены в табл.1.

Регламентированное соотношение масс чугуна и агломерата является необхо0 димым, но недостаточным условием синхронизации процессов нагрева и обезуглероживания ванны с целью получения их заданных значений перед выпуском для обеспечения полного выполнения зака5 зов. Обязательным условием является также регламентация соотношения масс кислорода, вводимого в ванну в составе твердого окислителя и в газообразном виде. Если окисление углерода твердым окислителем способствует ускорению нагрева ванны путем интенсификации ее перемешивания, то окисление углерода газообразным кислородом обеспечивается за счет ее перемешивания.

При массовом расходе газообразного кислорода менее 0,7 от массы кислорода, введенного в составе окислов железа агломерата, не достигается максимальной скорости нагрева ванны из-за недостаточного выделения тепла, т.е. тепловоспринимаю- щая способность ванны используется не полностью. Это приводит к недогреву металла в течение лимитированной условиями обеспечения высокой производительности продолжительности периода плавления и доводки. При массовом расходе газообразного кислорода более 1,3 от массы кислорода агломерата скорость окисления углерода превышает скорость нагрева металла, так как выделяемое при этом тепло не усваивается ванной и расходуется на нагрев продуктов сгорания. В обоих случаях происходит снижение уровня выполнения заказов и снижение производительности печи.

В качестве материала, содержащего оксиды железа, наиболее целесообразным является использование агломерата вследствие высокой продолжительности его действия как интенсификатора перемешивания ванны; это является следствием того, что в структуре агломерата чередуются слои, содержащие окислы железа, и слои, состоящие из окиси кальция и кремнезема. Это приводит к медленному растворению агломерата в металле и увеличению таким образом продолжительности его воздействия на ванну на период плавления и 2/3 периода доводки.

Пример. Сталь для производства металлокорда выплавляли в 300 т мартеновской печи. В состав завалки кроме металлолома вводили совместно агломерат и известь при их различном массовом соотношении.

Химический состав применяемых шла- кообразующих смесей приведен в табл.2.

После завалки шихты производили ее прогрев до 1250°С и заливали жидкий чугун в определенной пропорции к расходу агломерата. Продувку металла кислородом осу- ществляли с различной интенсивностью, что обеспечивало получение различных массовых расходов кислорода. Продолжительность плавки определялась условиями обеспечения плановой производительности печи и составляла 8,33 ч (8 ч 20 мин). По каждому варианту технологии было проведено 10 плавок, что дало возможность определить уровень выполнения заказов по каждому из них.

Результаты эксперимента приведены в табл.3.

Формула изобретения

1.Способ выплавки стали для производства металлокорда, включающий ввод в

печь шлакообразующих материалов, содержащих оксиды железа и кальция, металлолома, заливку жидкого чугуна и продувку ванны кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения уровня выполнения

заказов за счет снижения содержания вредных примесей цветных металлов и серы в стали, в качестве шлакообразующего материала в завалку присаживают смесь агломерата и обожженной извести в соотношении

(1,5 - 4,5):1, причем массу агломерата устанавливают равной 0,16- 0,40 от массы чугуна.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что расход газообразного кислорода на продувку устанавливают равным 0,7 - 1,3 от

массы кислорода, введенного в составе окислов железа агломерата.

Таблица 1

Таблица 2

Использование: в области металлургии, а именно в способах выплавки стали. Сущность изобретения: в завалку присаживают смесь агломерата и обожженной извести в соотношении (1,5 - 4,5): 1, причем массу агломерата устанавливают равной 0,16 - 0,40 от массы чугуна, а массовый расход газообразного кислорода устанавливают равным 0,7 - 1,3 от массы кислорода, введенного в составе окислов железа агломерата. Оптимальное соотношение между вводимыми в завалку известью и агломератом обеспечивает раннее формирование шлака, что приводит к получению стали для металлокорда с минималь- ным содержанием примесей, а оптимальные соотношения между чугуном и окислителями обеспечивают синхронизацию скоростей нагрева и обезуглероживания, что исключает срыв выполнения заказов. 1 з.п.ф-лы, 3 табл, Ј