Способ выплавки стали в конвертере Советский патент 1992 года по МПК C21C5/28 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству стали в конвертерах.

Известны способы конвертерной плавки с использованием флюсов в обожженном и необожженном виде.

Необожженные флюсы в конвертерной плавке не нашли широкого применения из- за большего охлаждающего эффекта в результате разложения карбонатов, а также низкой скорости усвоения шлаком необожженных флюсов. Преимущественное распространение получили обожженные флюсы, подаваемые в конвеотер в кусковом и порошкообразном виде. Однако, в результате затрат на обжиг, стоимость обожженных флюсов в сравнении с необожженными увеличивается, вследствие чего применение обожженных флюсов сопровождается возрастанием стоимости выплавляемой стали. Кроме этого, в процессе транспортировки обожженного флюса к конвертерам имеют

место потери физического тепла приобретенного флюсом в процессе обжига, что сопровождается увеличением расхода чугуна и снижением доли металлолома.

В качестве прототипа выбран известный способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, вдувание порошкообразных флюсов в струе кислорода в период продувки. Недостатком известного способа является его низкая эффективность, вследствие повышенной стоимости флюса и расхода чугуна, малых величин доли металлолома и выхода жидкой стали.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет удешевления выплавляемой стали, сокращения расхода чугуна, увеличения доли металлолома и выхода жидкой стали.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве порошкообразного флюса используют известняк, который вдувают в

S

ел

00

N

смеси с порошкообразным топливом в соотношении 20) :1, в качестве порошкообразного топлива используют уголь.

Заявляемый способ включает завалку лома, заливку чугуна, вдувание порошкооб- разных флюсов в струе кислорода в период продувки. В качестве порошкообразного флюса используют известняк, который вдувают в смеси с порошкообразным топливом в соотношении (4 - 20): 1, в качестве по- рошкообразного топлива используют уголь.

Способ осуществляют следующим образом. После завалки в конвертер металлолома и слива чугуна опускается фурма, включается подача кислорода и начинается продувка. После появления над горловиной факела пламени (зажигания плавки) осуществляется вдувание в конвертер порошкообразных известняка и угля в соотношении (4:20):1.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем. В процессе верхней кислородной продувки в конвертерах с помощью водоохлаждаемой фурмы специальной конструкции в потоке кислородного дутья вносится порошкообразная смесь известняка и топлива. В результате сжигания порошкообразного топлива в потоке кислорода происходит нагрев и обжиг порошкообразного известняка.

При факельном торкретировании футеровки металлургических агрегатов расстояние 0,3 - 0,4 мм от среза сопла является достаточным для нагрева порошкообраз- ных частиц магнезита до температуры плавления - 2825°С. Расчеты показали, что при вводе порошкообразных частиц необожженного флюса и при том же, что и при торкретировании, количестве топлива (20 - 30% от массы порошкообразной смеси)тем- пература частиц флюса будет меньше приблизительно на 1000°С, т.е. около 1800°С. Указанное подтверждает возможность обжига порошкообразного известняка в про- цессе кислородной продувки, для чего достаточным является нагрев порошкообразных частиц до температуры 900 - 1000°С.

Наиболее рациональным в качестве топлива для нагрева порошкообразных частиц известняка использовать порошкообразный уголь, Применение его позволяет известняк и топливо вводить в струю кислорода в виде подготовленной , тщательно переме- шанной смеси, что способствует ускорению нагрева и обжига известняка. Кроме этого применение этого топлива позволяет значительно упростить конструкцию дутьевого устройства для осуществления сжигания топлива и

нагрева известняка в потоке кислорода в период продувки расплава кислородом.

Расчеты показали, что для нагрева известняка до 900°С и его разложения достаточно иметь величину соотношения известняка и угля в порошкообразной смеси 20:1. При большем отношении указанная температура не достигается, что снижает эффективность способа. С увеличением количества угля в порошкообразной смеси (уменьшением величины соотношения известняка в угля в смеси) увеличивается количество тепла, выделяемое от сжигания топлива, что способствует возрастанию скорости и полноты обжига известняка. Однако опытные плавки, проведенные по заявляемому способу, показали, что при величине соотношения известняка и угля в порошкообразной смеси менее 4:1 имело место ухудшение показателей процесса (см.таблицу): снижение основности конечного шлака и увеличение содержания серы в металле. Снижение основности объясняется чрезмерным уменьшением количества окислов кальция и магния, поступающих в шлак, в результате снижения доли известняка в смеси: чрезмерное увеличение содержания серы являетсяследствиемснижениясеропоглотительной способности шлака в результате уменьшения его основности, а также увеличением количества серы, вносимой в конвертер с углем.

Оптимальным является соотношение известняка и угля в порошкообразной смеси (4- 20): 1.

Конкретные примеры осуществления предлагаемого способа.

Практические испытания предложенного способа осуществлялись в 1,5-тонном конвертере ИЧМ. В качестве флюса применялась смесь порошкообразного известняка с содержанием СаСОз-79-80,5%; МдСОз-Ю-12%; Si02-4-5%; Р20з-3-4-и угля, антрацита с содержанием серы 1,3%. Порошкообразные материалы вдувались в кон- вертер с помощью пневмокамерных питателей через кислородную фурму, оборудованную дополнительной магистралью.

Продувка осуществлялась газообразным кислородом чистотой 99,5% через три сопла, расположенные в головке фурмы под наклоном 15 градусов к ее оси. Интенсивность подачи кислорода - 3,5 м /мин.т.

Перерабатывался чугун следующего химического состава: углерод - 3,8 - 4,0%; кремний - 0,55 - 0,65%; марганец - 0,55 - 0,65%; фосфор - 0,1 - 1,12%; сера - 0,04 - 0,05%. Температура чугуна перед сливом в конвертер - 1300 - 1320°С. Применялся ку- сковый лом.

После завалки металлолома и слива в конвертер чугуна опускалась кислородная фурма и начиналась продувка. После зажигания плавки осуществлялось вдувание порошкообразного флюса с расходом 0,016 - 0,018 т/мин. Присадка необходимого количества порошкообразного флюса заканчивалась к моменту выдачи 65 - 68% потребного на плавку количества кислорода. Показатели плавок приведены в таблице (плавки №№ 1 - 6).

Для оценки полученных результатов было проведено две плавки по известному способу (прототип - плавки №№ 7 и 8). Перерабатывался чугун и лом с теми же параметрами, что и на плавках, проведенных по известному способу. В качестве флюса применялась обожженная известь с суммарным содержанием окиси кальция и магния 90 - 92%, п.п.п. - 5%. Порошкообразную известь вводили после расходования 25% необходимого на плавку количества кислорода.

Показатели плавок в

Из таблицы следует, что технические преимущества предложенного способа в сравнении с известным заключаются в возможности замены обожженного флюса необожженным с соответствующим сокращением затрат, сокращении расхода чугуна, увеличении доли металлолома, увеличении выхода жидкой стали, т.е. в повышении эффективности процесса.

Формула изобретения

1. Способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, вдувание порошкообразных флюсов в струе

кислорода в период продувки, отличаю- щ и и с я тем, что, в качестве порошкообразного флюса используют известняк, который вдувают в смеси с порошкообразным топливом в соотношении (4 - 20): 1.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве порошкообразного топлива используют уголь.

Использование при производстве стали в конвертерах. Сущность изобретения: при выплавке стали предусматривают завалку лома, заливку чугуна, вдувание порошкообразных флюсов в струе кислорода в период продувки, в качестве порошкообразного флюса используют известняк, который вдувают в смеси с порошкообразным топливом в соотношении (5 20): 1, причем в качестве порошкообразного топлива используют уголь. 1 табл.