Способ производства стали в мартеновской печи Советский патент 1982 года по МПК C21C5/04 

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам производства стали в основных мартеновских печах.

Известен способ производства стали в мартеновских печах, включающий чистое кипение металла, подачу топлива, отключение вентиляторного воздуха, подаваемого в рабочее пространство печи через регенераторы, снижение расхода топлива, ввод ферросплавов в металл в выпуск его из печи Ul 1

Однако этот способ толысо несколько уменьшает окислительный потенциал , печи и не устраняет подсос воздуха в ее рабочее пространство. Способ не предусматривает также ускорение реакций диффузионного раскисления ванны.

Наиболее близким по технической сущности и дост1П аемому результату к предлагаемому является способ производства стали в мартеновской печн, Ежлючаюишй чистое кипение металла.

подачу топлива, отключение вентиляторного воздуха, подаваемого в (эабочее пространство печи через регенераторы, ввод ферросплавов в металл и выпуск его из печи, одновременно с выключением вентиляторного воздуха прекращают подачу топлива и вводят в рабочее пространство печи встречные потоки предварительно нагретого в регенераторах нейтрального или инертного газа, а

to перед вводом ферросплавов обрабатывают щлак раскислительной смесью, продувая металл нейтральным или инертным газом, причем количество газа, подаваемого через регенераторы, уменьшают на не- .

)S личику, равную количеству газа, вдуваемого в металл, поддерживая общий расход газа на уровне, обеспечивающем положительное давление в рабочем пространдтве печи 12 .

я

Однако большой расход нейтрального или инертного газа удорожает себестоимость выплавляемой стали. Существенное уменьшение температуры в рабочем пространстве лечи снижает эффект рафинирования, раскисления и легирования сталеплавильной ванны. Целью изобретения является снижение расхода нейтрального или инертного газа и поддержание более высокой температуры в рабочем пространстве печи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства стали в мартеновской нечи, включающему чистое кипение металла, обработку шлака раскислительной смесью при одновремен ной продувке металла нейтральным или инертным газом, ввод ферросплавов в металл, регулирование состава газовой фазы и давления в рабочем пространств печи и выпуск металла, перед обработко шлака раскислительной смесью в рабоче пространство печи через регенераторы вводят встречные потоки вентиляторного воздуха и одновременно начинают ввод нейтрального или инертного газа, непре рьгоно и равномерно увеличивая его количество в дутье и уменьшая на ту же величину количество вентиляторного воэ духа, полностью прекращая его подачу непосредственно перед вводом ферроспла вов в металл, причем от начала обработки щлака раскислительной смесью до ввода в металл ферросплавов в рабочее пространство печи подают топливо в количестве, в 1,О5 - 1,1 раза превышающем стехиометрически необходимое по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе печи. Одновременный ввод в рабочеее про- странство печи встречных потоков смеси вентиляторного воздуха и нейтрального газа обеспечивает возможность снижения расхода, дефицитного нейтрального (инертного) газа. Количество нейтрального (или инертного) газа в дутье равномерно и непрерывно увеличивает впло до полного перехода на нейтральное дутье непосредственно перед вводом ферросплавов в металл. Это обеспечивает равномерное и непрерывное сниже- iftie окислительного потенциала газовой фазы рабочего прострайства печи в период обработки шлака рйскислительной смесью. По мере приближения системы металл - шлак к равновесию скорость Босстанс&ления железа из окислов шлака при прочих равных условиях уменьшаетс В этой- связи непрерывное снижение окислительного потенциала гозовой фазы печи обеспечивает непрерывное уменьшение содержания закиси железа в шлак ЧТО особенно важно при малых концентрациях (3-5%) закиси железа в шлаке. Присутствие некоторого количеютва свободного кислорода в дутье перед потуплением в рабочее пространство печи и одновременная подача топлива в петь обеспечивают более высокую температуру рабочего пространства и уменьшение окислительного потенциала его газовой фазы. Топливо подают в количестве, в 1,О5 - 1,1 раза превышающем стехиометрически необходимое по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе печи. Коэффициент избытка топлива находится в пределах 1,О5 - 1,1. Увеличение этого коэффициента свьпле 1,1 нецелесообразно, так как приводит к излишним потерям топлива в окружающую среду 6 виде продуктов его неполного сжигания и не обеспечивает дальнейшего повышения температурного уровня в рабочем пространстве печи. При коэффициенте избытка топлива менее 1,05 против теоретически необходимого для полного сгорания топлива не устраняет;ся возможность присутствия некоторого количества свободного кислорода в газовой фазе рабочего пространства печи вследствие несовершенства процессов смешения и массообмена вентиляторного воздуха, нейтрального газа и топлива. В период подачи топлива для нейтрализации свободного кислорода газовой фазы в рабочем пространстве печи образуются пары воды, так как в топливе всегда присутствуют водород и некоторое количество влаги. По этой причине в период легирования стали возникает опасность значительного перехода водорода из газовой фазы через шлак в металл. Полное прекращение подачи вентиляторного воздуха и соответствующего количества топлива и переход на 100%-ное нейтральное дутье непосредственно перед вводом ферросплавов обеспечивает значительное снижение парциального дав- 1ения паров воды в рабочем пространстве печи и получение стали с низким содержанием водорода. В 50-гтонную основную мартеновскую печь, отапливаемую мазутом и работающую скрап- троцессЪм, загружают 20 т чушкового чугуна, ЗО т металлического ома к 4 т известняка. По расплавлении содер: ит, %: С 0,9; Mvi 0,15; 5 q.OBO; РО,О2О; 5i следы. Присаживают 1 т железной руды и скачивают 8O% первичного шлака, после чего наводят новый шлак, загружая 1 т извести и 0,15 т шамотного боя. При содержании углерода О,7% ванна переходит на чистое кипение. В конце чистого кипения металл содержит, % : С 0,4; .MviO,2; 9 0,025; Р 0,015. Вдувают в ванну 4ОО кг молотого электродного боя и получают в металле 1% углерода. Шлак после науглероживания металла содержит 6% Fe О и 2% , . В этот период работает первая головка печи и продукты горения идут справа налево. I Перед началом обработки шлака рас, кислительной смесью переходят на двухстороннюю передачу вентиляторного воздуха через левый и правый воздушные регенераторы в рабочее пространство печи. Мазут также подают в левую и правую форсунки в количестве, в 1,1 раза большем по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе рабочего пространства печи (содержание кислорода фиксируется с помощью контрольно-измерительной аппаратуры). Дав ление в рабочем пространстве печи поддерживают при этом на уровне 2-2,5 м вод.ст. Расход вентиляторного воздуха устанавливают около 3 м /мин. Общий ДЫМОВОЙ шибер с этого периода опушен в нижнее крайнее положение. Присаживают на шлак смесь извести, плавиковог шпата и алюминия в количестве 250 кг и одноврек енно в общий боров печи начинают подачу азота в течение 10 мин с непрерывным увеличением его расхода до 3 и соответствующим уменьшением расхода вентиляторного воздуха, поддерживая общий расход дутья на уровне 3 м /мин. Через 5 мин после ввода раскислителъной смеси продувают металл аргоном с интенсивностью 0,02 .-мин в течение 5 мин. Расход дутья уменьшают на величину, равную , расходу аргона. После десятиминутной обработки шлака переходят на азотное дутье, присаживают в ванну 1О5О кг феррохрома, выдерживают металл в печи 1О мин и выпускают в ковш при со.держании, %: С 1,0; Мм1,0, S-) 0, С 1,85; S О,1О, Р О,020. После выпуска плавки прекращают подачу азота в рабочее пространство печи и переходят на обычный тепловой режим периода заправки. Ьпособ обеспечивает снижение расхода азота (или аргона) в среднем с 3 до 2,2 или 0,32 стали. 10в Экономия при этом составляет при использовании азота О,,32 О,О16 руб/т, а при использовании аргона 1,5X0,32 0,48 руб/т, где 0,О5 и 1,5 - стоимость соответственно азота и аргона руб/м . Более высокая температура в рабочем пространстве печи обеспечивает повышенную реакционную способность шлака, что Сокращает продолжительность периода раскисления, результатом чего является увеличение производительности печи в среднем на 2% и снижение условно-постоянных рйсходов по переделу . на 0,28 руб/т, а также получение стали с более низким соцержанием серы. Ожидаемый экономический эффект от реализации изобретения составляет, таким образом (О,О2-0,48) + О,28 0,3-ОДб руб/т без учета повышения качества стали. Формула изобретения Способ производства стали в мартеновской печи, включающий чистое кипение металла, обработку шлака раскислительНой смесью при одновременной продувке металла нейтральным или инертным газом, ввод ферросплавов в металл, регулирование состава газовой фазы и давления в рабочем пространстве печи и вьшуск металла, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода нейтрального или инертного газа и поддержания более высокой температуры в рабочем пространстве печи, перед обработкой шлака раскислительной смесью в рабочее пространство печи через реген - раторы вводят встречные потоки вентиляторного воздуха и одновременно начинают ввод нейтрального или инертного газа, непрерывно и равномерно увеличивая его количество в дутье и уменьшая на ту же величину количество вен- тиляторного воздуха и полностью пре- кращая его пойачу непосредственно перед вводом ферросплавов в металл, причем от начала обработки шлака раскисли- тельной смесью до ввода в металл ферросплавов в рабочее пространство печи подают топливо в количестве, в 1,051,1 райа превышающем стехиометрически необходимое по отношению к содержанию свободного кислорода в газовой фазе печи.

79183108

Источники информации,М., Металпургиздат, 1961, с. 336-337

принятые во внимание при экспертизе

1, Абросимов Е. В., Аншелес И. А.,по заявке № 2788227, кл. С 21 С S/O4,

Кудрин В. А. и др. Металлургия . 1979 (прототип).

2. Авторское свидетельство СССР