Способ производства стали в конвертере из фосфористого чугуна Советский патент 1993 года по МПК C21C5/28 

Цель изобретения - снижение расхода извести, доломита и повышение выхода 4идкой стали.

Известный способ производства стали в конвертере из фосфористого чугуна закл ю- фется в оставлении конечного шлака, его нейтрализации, завалке лома, заливке чугу- н|а, вводе кусковых шлакообразующих материалов и двухстадийной продувке с промежуточным скачиванием шлака. I Сущность предлагаемого способа за- ||лючается в улучшении процесса шлакообразования в первом периоде при фдновременном обеспечении безопасных условий завалки лома и заливки чугуна на вставленный в конвертере шлак предыдущей плавки (исключение хлопков и выбросов металла и шлака). Растворение извести возможно лишь при достаточном количестве жидкоподвижного шлака с высоким содержанием оксидов железа, марганца и других разжижающих оксидов. Оставленный к конвертере шлак при его нейтрализации значительными присадками только извести или доломита с учетом завалки холодного металлического лома (происходит замораживание шлака и части чугуна) не может в первые минуты продувки играть роль активного растворителя присаживаемой извести. Следовательно, основной причиной замедленного шлакообразования в начальный период продувки является низкий температурный режим и малое количество жидкой составляющей (чугун, шлак), особенно при использовании легковесного лома. Отсутствие жидкоподвижного шлака в достаточном количестве приводит к тому, что при продувке ванны незаглубленной струей наблюдаются выносы металла и значительное окисление металлического лома, приводящее в дальнейшем к выбросам и к снижению выхода жидкой стали.

Одним из путей решения этой задачи является снижение расхода извести на нейел

С

трализацию оставленного в конвертере шлака и использование шлакообразующих материалов, содержащих готовые компоненты первичной фазы шлакового расплава (FeO, CaO, МпО и т.д.) или флюсов, понижающих температуру плавления первичной эвтектики. Наиболее эффективным является присадка плавикового шпата, однако при переделе фосфористого чугуна плавиковый шпат не применяют и в этом случае более целесообразно использование низкофосфористого мартеновского шлака. Это связано прежде всего с отсутствием отрицательного влияния на растворимость фосфат-шлаков при использовании в качестве удобрения, с существенной разницей в стоимости плавикового шпата и мартеновского шлака, с на- личием в его составе (в отличие от конвертерного шлака) оксидов магния и алюминия и низкой температурой его плавления (1200-1400°С), что оказывает благоприятное воздействие на формирование жидкоподвижного первичного шлака, процесс ассимиляции извести и спокойный ход продувки.

Таким образом, мартеновский шлак, являясь комплексным оксидосодержащим материалом, наиболее эффективен и доступен. Присадка его в конвертер по наиболее рациональному режиму позволяет обеспечить требуемый ход процесса шлакообразования без выносов и выбросов металла, снизить содержание фосфора и серы в стали при общем снижении расхода извести и доломита.

Проведенными исследованиями установлен наиболее рациональный режим присадки мартеновского шлака, предусматривающий его рассредоточенный порционный ввод, причем первую порцию мартеновского шлака необходимо присаживать на оставленный в конвертере шлак, так как в отличие от тугоплавкой извести (или доломита) мартеновский шлак имеет низкую температуру плавления и расплавляется в конвертерном шлаке. Дополнительная нейтрализация оставленного в конвертере шлака небольшими присадками извести или доломита не приводит к образованию тугоплавких коржей и в то же время благоприятно сказывается на процессе дефосфорции и десульфурация металла ввиду более высокой основности первичного шлака.

При общем расходе мартеновского шлака 20-50 кг/т стали на протяжении всей плавки конвертерный шлак поддерживается с требуемыми физико-химическими свойствами. Расход менее 20 кг/т стали не обеспечивает эффективного влияния на нейтрализацию шлака и растворение извести, а расход более 50 кг/т стали приводит к заметному влиянию на температурный режим процесса и повышение содержания серы в металле (в мартеновском шлаке 0,074%

серы).

Расход твердого мартеновского шлака на нейтрализацию конвертерного шлака в количестве 50-70% от общего расхода обусловлен безопасными условиями завалки ло0 ма и заливки чугуна (без хлопков и выбросов) и удовлетворительным ходом процесса шлакообразования в первом периоде продувки. При расходе менее 50% от общего количества не обеспечивается эф5 фективного влияния на нейтрализацию конечного шлака, при этом возрастает расход извести и доломита на загущение конечного шлака, что приводит к образованию коржей и ухудшает условия шлакообразования

0 в начальный период продувки. При расходе более 70% от общего расхода мартеновского шлака снижается основность шлака в первом периоде, что вызывает необходимость присадки повышенного количества

5 извести и(или) доломита, при этом затрудняются условия их ассимиляции, вследствие чего наблюдаются выносы и выбросы. Это обусловлено еще и тем, что при этом меньшее количество мартеновского шлака вво0 дится в начальный период продувки, затягивается процесс шлакообразования, а при недостаточном количестве жидкоподвижного шлака продувка происходит незаглубленной струей с выносами металла.

5 Присадка мартеновского шлака не ранее 10% времени продувки обусловлена необходимостью устойчивого зажигания плавки. Присадка его позже 20% длительности продувки приводит к замедлению рас0 творения извести в первичном шлаке и к увеличению выносов в этот период.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается типом приме5 няемого для нейтрализации конечного шлака материала и режим его ввода.

Известен способ производства стали в конвертере, при осуществлении которого с целью ускорения шлакообразования и по0 вышения производительности конвертеров, перед подачей окислителя в конвертер вводят отработанный жидкий известково-гли- ноземный шлак в количестве 2-6% от веса плавки.

5 Недостаток указанного способа заключается в том, что при использовании жидкого синтетического шлака нейтрализации оставленного конвертерного шлака практически не наблюдается, что приводит к выбросам при завалке лома и заливке чугуна.

Кроме того, значительное количество вводимого со шлаком глинозема отрицательно сказывается на процессе дефосфорации ме- та/|ла.

Таким образом, по сравнению с прототипом и другими техническими решениями заявленное техническое решение характеризуется новой совокупностью признаков (во-первых, использованием легкоплавкого мартеновского шлака с относительно высоки содержанием корольков и оксидов железа, во-вторых, режим нейтрализации конечного шлака и режимов присадки мартеновского шлака), что позволяет сделать вывод о его изобретательском уровне и про- мь)шленной применимости.

Для оценки существенности предлагае- мых параметров проведены опытные плавки с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничное значение. Кроме того, проведены плавки при нижнем, верхнем и среднем значениях заявленных параметров и в соответствии с прототипом.

Примеры осуществления способа.

Плавки проводят в 300-т конвертере Ка- pajra иди некого металлургического комбината, На оставленный в конвертере шлак от предыдущей плавки присаживают 6,6 т мартеновского шлака (35 кг/т стали), 3 т извести и 1,5 т обожженного доломита. Затем загружают 115 тлома с насыпным весом 1 т/м и заливают 245 т чугуна с температурой 1340°С следующего химического состава,%: 1,05% Р: 0,6% кремния, 0,55% Мп и 0,рЗО% серы. Мартеновский шлак содержит 42,5% СаО, 15,2% Si02, 8,1% МпО, 10,7% MjdO, 6,4 А120з, 1,2% P20s, 10,9% FeO и 0,|074% серы. Продувку кислородом произ- при переменном положении фурмы при расходе кислорода 1000 нм3/мин. Про- дфлжительность продувки составляет 20 MJIH. После 3 мин продувки (15% длительно- cjn продувки) присаживают дополнительно 4,4 т (60% от общего расхода) мартеновско- гф шлака (общий расход 35 кг/т), на 6,8,12-ой минутах продувки присаживают 20 т изве- с|и на 16-ой минуте при содержании 0,8% С и;температуре металла 1570°С производят смачивание промежуточного шлака. Во вто- р|эм периоде продувки присаживают 11,5 т извести и заканчивают продувку при содержании 0,05% С, 0,06% Мп, 0,008%Р и

0,009% серы и температуре металла 1610°С. При выпуске металла из конвертера по действующей технологии в ковш присаживают 1,8 т ферромарганца и 30 кг алюминия, производят обработку металла на УДМ и раз- ливку стали 08 кп в изложницы. По техническим условиям в стали 08 кг для производства жести содержание серы не должно превышать 0,020%.

Результаты опытных плавок приведены в таблице.

Данные опытных плавок показывают, что использование предлагаемого способа при соблюдении заявленных параметров

позволяет снизить расход шлакообразую- щих материалов и повысить выход жидкой стали за счет улучшения процессов шлакообразования и снижения выносов и выбросов металла. При этом некоторое

количество железа вносится корольками и оксидами мартеновского шлака.

Для расчета экономического эффекта от внедрения предлагаемого способа за базовый объект принята технология выплавки

стали из фосфористого чугуна с загущением конечного шлака известью в конвертерном цехе Карагандинского металлургического комбината.

Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого способа за счет снижения расхода извести, доломита и повышения выхода стали составляет около 1,1 руб./т.

Формула изобретения

Способ производства стали в конвертере из фосфористого чугуна, включающий ос- тавление конечного шлака, его нейтрализацию, завалку лома, заливку чугуна, ввод в качестве шлакообразующих материалов извести и доломита, двухстадийную продувку кислородом с промежуточным ска- чиванием шлака, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода извести и доломита, повышения выхода жидкой стали,

в качестве шлакообразующего материала дополнительно используют твердый мартеновский шлак от передела низкофосфористого чугуна в количестве 20-50 кг на 1 т стали, причем 50-70% мартеновского шлака присаживают с известью и доломитом на оставленный в конвертере шлак для его нейтрализации, а остальное количество - по истечении 10-20% времени продувки.

Использование: в черной металлургии, в частности, для передела фосфористого чугуна в кислородных конвертерах. Сущность изобретения: оставляют в конвертере конечный шлак, производят нейтрализацию шлака, загрузку лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих материалов извести и доломита и двухстадийную продувку с промежуточным скачиванием шлака. В качестве шлакообразующих используют твердый мартеновский шлак от передела низкофосфористого чугуна в количестве 20-50 кг/т стали. 50-70% шлака присаживают вместе с известью и доломитом на оставленный в конвертере шлак, а остальное количество по истечении 10-20% времени продувки. 1 табл.