Способ выплавки стали в глуходонном конвертере Советский патент 1993 года по МПК C21C5/28 

со

с

Использование: в черной металлургии, конкретнее в сталеплавильном производстве в способах выплавки стали в кислородных конвертерах из твердой металлошихты. Сущность изобретения: в конвертере оставляют 20-30% расплава предыдущей плавки и на него загружают легковесн ый скрап тремя равными порциями. На каждую порцию скрапа после ее прогрева до 500-80б°С равномерно подают углеродсодержащёе топливо по 10-14 кг/т скрапа с интервалом 50-80 с и одновременно начинают вдувать кислород. Третью порцию скрапа загружа - ют совместно с кремнийсодержащим материалом и десульфурирующим реагентом, например ферросилицием. Кислород подают в количестве, равном 130-150 нм /т скрапа. Расход ферросилиция поддерживают в пределах 2,5-8,5 кг/т стали. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке в конвертере стали из твердой металлошихты.

Технология выплавки стали в конвертере из твердой металлошихты известна. Недостатком способа является сложность оборудования комбинированного процесса с обязательной подачей снизу через донные фурмы с низкой стойкостью газообразного кислорода. Этот процесс в глуходонном конвертере осуществить невозможно.

По технической сущности наиболее близким к изобретению является способ выплавки стали в глуходонном конвертере с применением твердой шихты, в котором часть шихты с теплоносителями загружают в конвертер, нагревают и расплавляют, а

затем постепенно добавляют частями остальную шихту. Недостатком способа являетсяповышенный расход углеродсодержащих теплоносителей, низкий коэффициент использования топлива, низкий КПД процесса.

Целью изобретения является снижение расхода топлива за счет рассредоточенной подачи углеродсодержащего материала: на предварительно подогретый скрап до 500- 800°С.

Процесс выплавки стали из твердой металлошихты состоит из 2-х технологических режимов - предварительного активного на- грева скрапа до тёмПера тур ы воспламенения твердого; топлива и расплавления и растдарен ия шихты путём по Дач й сбёрхУ окислителя (технического кислорода) и углеVI

00

о

О О

ю

родсодержащего топлива (уголь, кокс и т.д.).

В соответствии с изобретением процесс на 100% твердой шихты проводится в глуходонном конвертере без использования топливно-кислородных донных фурм. Скрап загружается в конвертер 3-мя равными порциями. Первая порция вводится на оставшуюся от предыдущей плавки часть металла в количестве 20-30%. Каждая порция скрапа нагревается с помощью боковых топливно-кислородных горелок до температуры воспламенения твердого топлива. После нагрева скрапа на его поверхность подается порционно твердое топливо в регламентированном режиме по. 10-14 кг/т скрапа и с определенным интервалом в 50- 80 с. Такой режим ввода топлива позволяет повысить степень использования тепла топлива и снизить его расход. С началом ввода твёрдого топлива сверху подают через кислородную фурму газообразный кислород для сгорания топлива.

Как показали эксперименты, ввод топлива менее 10 кг/т скрапа не обеспечивает ускоренный нагрев кусков лома до температуры плавления, а более 14 кг/т скрапа - нецелесообразно - проявляется эффект неполного сгорания топлива. После расплавления и растворения скрапа для нагрева ванны до температуры выпуска 1600°С используют кремнийсодержащие материалы - ферросилиций, так как при вводе в этот период топлива коэффициент использования его снижается до 0,20-0,25 против 0,45-0,65 при нагреве твердой шихты. Перед вводом с третьей порцией скрапа кремнийсодержа- щих материалов производят промежуточное скачивание шлака. Расход ферросилиция менее 2,5 кг/т стали недостаточен для получения температуры ванны в пределах 1600-1620°С, а более 8,5 кг/т стали получают перегрев металла.

При расходе суммарного газообразного кислорода в. количестве менее 130 нм3/т скрапа - недостаточно для полного сгорания всех вводимых энергоносителей, а более 150 нм /т - снижается коэффициент использования кислорода вследствие его избытка.

Пример. Перед загрузкой первой порции скрапа массой 45 т в 160-т конвертере, оборудованном 2-я боковыми стационарнымифурмами-горелками, работающими с использованием мазута и верхней кислородной фурмой, оставляют 20% металла от предыдущей плавки (30 т от плавки весом 150 т). Затем на скрап вводят известь в количестве 5,96 т. Через боковые фурмы-горелки нагревают скрап с расходом

мазута по 450 кг на каждую фурму и 2250 м кислорода. Удельный расход кислорода составил 10 нм /т-мин. Через 5 мин горелки отключают, температура скрапа составила

780°С, что достаточно для воспламенения антрацита.

После этого на подогретый скрап подают порционно антрацит по 10 кг/т скрапа с периодом цикла 60 с, одновременно через

верхнюю кислородную фурму для сжигания топлива подают газообразный кислород с расходом 640 м /мин. На первую порцию скрапа загружают 2700 кг антрацита за 6 циклов. Визуальный осмотр показал, что

скрап полностью расплавился и перешел в жидкую фазу. Затем производят промежуточное скачивание шлака и загружают вторую порцию скрапа в количестве 45 т. Нагрев и расплавление второй порции проводят с теми же расходами мазута, антрацита и кислорода, что и при расплавлении первой порции скрапа. После второго промежуточного скачивания шлака загружают остальной скрап совместно с ферросилицием в количестве 750 кг (5 кг/т стали). Третью порцию скрапа переводят в жидкую фазу с прежними расходами энергоносителей в течении 8 мин. По расплавлению температура ванны составляет 1599°С, а состав металла

наповалке: С 0,28%; MnO,42%; S0,030%: P 0,028%. После додувки слили сталь Зкп. Цикл плавки 64 мин.

С целью доказательства снижения расхода топлива проведена серия опытов, результаты которых представлены в таблице, где для сравнения показаны данные для способа-п рототи па.

Из данных таблицы следует, что заявленный способ обеспечивает наиболее эффективные результаты (оп. 1-4).

Предложенный способ позволяет эффективно использовать глуходонный конвертер, экономить углеродсодержащие энергоносители и выплавлять сталь с высокой, включая 100% твердой шихты в метал- лозавалке.

Формула изобретения

Способ выплавки стали в глуходонном конвертере, включающий оставление части расплавленного металла предыдущей плавки, загрузку скрапа тремя равными порциями, ввод шлакообразующих, подачу сверху

газообразного кислорода, ввод углеродсо- держащего топлива и ферросилиция, о т л и- чающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, первую порцию скрапа в количестве 20-30% загружают на оставленный металл предыдущей плавки, после загрузки всего скрапа вводят порциями по 10-14 кг/т скрапа с интервалом 50-80 с угле- родсодержащее топливо и одновременно подают кислород в количестве 130-150 м3/т скрапа, при этом после расплавления первой и второй порций скрапа скачивают

шлак, а ферросилиций вводят с расходом 2,5-8,5 кг/т стали совместно с третьей порцией скрапа, причем каждую порцию скрапа нагревают до 500-800°С подачей сверху мазута в токе кислорода.