Способ передела ванадиевых чугунов дуплекс-процессом @

Способ передела ванадиевых чугунов дуплекс-процессом @

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА ВАНАДИЕВЫХ ЧУГУНОВ ДУПЛЕКС-ПРОЦЕССОМ УДК, йключающий заливку ванадиевого чугуна в коннертер, продувку его кислородом сверху, перелив полученного полупродукта в другой агрегат, продувку его нейтральным газом, отличающий ся тем, что, с целью снижения себестоимости стали в J)eэультате экономии ферросплавов и увеличения выхода жидкого металла, улучшения качества ванадиевого шлака , после продувки чугуна кислородом его продувают нейтральным газом , а продувку полупродукта нейтральным газом чередуют с продувкой его кислородом. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что удельный расход кислорода на продувку ванадиевого чугуна устанавливают в пределах 5-7 м 02/т, а продувку нейтральным газом ведут до завершения процесса деванадации. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что при переделе полупродукта в высокоуглеродистую сталь удельный расход кислорода устанавливают в пределах 8-12 м /т, а продувку нейтральным газом веi дут до получения заданного содержания углерода в стали. ел 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выплавке низкоуглеродистой стали полупродукт сначала продувают кислородом при удельном расходе 5-6 , после чего в течение 2-3 мин продувают нейтральным газом, затем вторично продувают кислородом при удельном расходе 6-10 и завершают про00 00 00 цесс продувкой нейтральным газом до получения заданного состава металла . о 4

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

C1% (11) Sm.с 21 С 5/28

Феей, . ал1Др;„

1-Щ! Ц у ЦРЩФ 1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3398519/22-02 (22) 22.01.82 (46) 30.08.83. Бюл. Р 32 (72) Б.Д. Червяков, M.A. Третьяков, И.Х. Ромаэан, В.M. Баранов, В.Г.УдовеHKG, С.П. Киселев, В.T. ApHayòoâ и Л.A. Смирнов (71) Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И. Ленина (53) 669.184.244.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 316727, кл. С 21 С 5/28, 1971.

2. Патент Японии М 55-26685, кл. С 21 С 5/32, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 405948, кл. С 21 С 5/32, 1974. (54) (57) 1. СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА ВАНАДИЕВЫХ ЧУГУНОВ ДУПЛЕКС-ПРОЦЕССОМ ЧДК, включающий заливку ванадиевого чугуна в конвертер, продувку его кислородом сверху, перелив полученного полупродукта в другой агрегат, продувку его нейтральным газом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения себестоимости стали в результате экономии ферросплавов и увеличения выхода жидкого металла улучшения качества ванадиевого шлака, после продувки чугуна кислородом его продувают нейтральным гаэом, а продувку полупродукта нейтральным газом чередуют с продувкой его кислородом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что удельный расход кислорода на продувку ванадиевого чугуна устанавливают в пределах 5-7 м О /т, а продувку нейтральным газом ведут до завершения процесса деванадации.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что при переделе полупродукта в высокоуглеродистую сталь удельный расход кислорода устанавливают в пределах 8-12 м /т, а продувку нейтральным газом ведут до получения заданного содержания углерода в стали.

Я

4. Способ по п. 1, о т л и ч а — фф ю шийся тем, что при выплавке низкоуглеродистой стали полупродукт сначала продувают кислородом при удельном расходе 5-6 мз/т, после чего в течение 2-3 мин продувают нейтральным газом, затем вторично . продувают кислородом при удельном расходе 6-10 м /т и завершают процесс продувкой нейтральным газом до получения заданного состава металла.

1038364

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переделе ванадийсодержащих чугунов дуплекс-процессом в кислородных конвертерах.

Известен способ переработки ва надиевых чугунов дуплекс-процессом в конвертерах с верхней кислородной продувкой с разделением процесса на период деванадации и период передела полупродукта в сталь f1) .

Эффективность передела ванадиевых чугунов определяется как степенью перевода ванадия в шлак, так и теплосодержанием получаемого полупродукта, т.е. его температурой и содержанием в нем углерода. Максимальное удаление ванадия из расплава возможно при окислении угле-, рода до 2,5-2,8% и. температуре полупродукта не выше 1400 С, однако в этом случае переработка полупродукта в сталь затруднена, посколь-. ку поступление тепла в ванну от окисления остаточного углерода недостаточно для создания условий шлакообразования и рафинирования металла. Дефицит тепла восполняется за счет повышенного угара железа, что снижает выход годного металла. .Известен способ переработки чугунов, включающий продувку его кислородом и аргоном сверху с получением низкоуглеродистой. стали (2) .

Ограничение технологии продувкой передельных чугунов монопроцессом лишает этот способ универсальности, возможности переработки специальных чугунов с селективным извлечением элементов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки ванадиевых чугунов дуплекс-процессом, включающий заливку ванадиевого чугуна в конвертер, продувку его кислородом сверху, перелив полученного полупродукта в другой агрегат, продув. ку полупродукта нейтральным газом Г35.

Однако известный способ позволяет использовать рафинирующие воз. можности продувки нейтральными газами только в сочетании с обработкой металла шлакообразующими смесями и не оказывает влияния на ход металлургических процессов в сталеплавильном агрегате, особенно при осуществлении первой стадии дуплекс-процесса, определяющей при переработке ванадиевых чугунов результаты передела в целом. Кроме того, дтносительно высока себестоимость стали, получаемой эти способом.

Цель изобретения — снижение себестоимости стали за счет экономии. ферросплавов и увеличения выхода . жидкого металла, улучшение качества ванадиевого шлака.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу перера5 ботни ванадиевых чугунов дуплекс процессом ЧДК, включающему заливку ванадиевого чугуна в конвертер, продувку его кислородом сверху, перелив полученного полупродукта в дру10 гой агрегат, продувку его нейтральным газом, после продувки чугуна кислородоМ его продувают нейтральным газом, а продувку полупродукта нейтральным газом чередуют с продувкой его кйслородом. удельный расход кислорода на продувку ванадиевого чугуна устанавливают в пределах 5-7 м О /т, а про дувку нейтральным газом ведут до завершения процесса деванадации.

При переделе полупродукта в высокоуглеродистую сталь удельный расход кислорода устанавливают в пределах 8-12 м /т, а продувку нейтральным газом ведут до получения заданного содержания углерода в стали.

При выплавке низкоуглеродистой стали полупродукт сначала продувают кислородом при удельном расходе

30 5-6 м /т, после чего в течение

2-3 мин продувают нейтральным газом, затем вторично продувают кислородом при удельном расходе 6

10 M /ò и завершают процесс продувкой нейтральным газом до получения эаданного состава металла.

На чертеже показано изменение температуры и химсостава металла и шлака при продувке на первой стадии передела ванадиевого чугу40 на дуплекс-процессом.

Способ осуществляют следующим образом.

В соответствии с кинетикой окисления примесей чугуна потребность

45 в кислороде на первой стадии передела ванадиевых чугунов дуплекспроцессом практически обеспечивается эа первую половину времени продувки при расходе кислорода в количестве 5-7 м /т в зависимости от химического состава чугуна, ког да,.в основном заканчивается окисление всех примесей, прежде всего наиболее близких по сродству к кислороду, и после полного расплавления и растворения твердого окислителя (окалины) сформирован активный, с высоким содержанием окислов железа шлак. При расходе кислорода менее 5 м /т чугуна получают недостаточно активный шлак, при расходе, превышающем 7 м3/т чугуна, возможны выбросы металла и получе— ние полупродукта с заниженным содержанием углерода, что осложняет

65 дальнейшую его переработку.

1038364

В конвертерной плавке условия прямого окисления углерода газо,образным кислородом отсутствуют.

В некоторой степени это справедливо и для окисления ванадия, особенно при его низких концентрациях.

За вторую половину времени продувки минимального содержания ванадия и оптимальной для последующего передела полученного пОлупродукта в сталь концентрации углерода достигают эа счет высокого окис-, лительного потенциала шлака при интенсивном перемешивании ванны.

Перемешивание ванны дутьем нейтраль. ного газа обеспечивает нормальный ход окислительно-восстановительных реакций и получение товарного ванадиевого шлака с низким содер- . жанием окислов железа.

При переделе углеродистого полу.продукта в сталь (вторая стадия дуплекс-процесса) напряженный тепловой баланс плавки ограничивает .воэможность применения твердых окислителей. Поэтому для ускорения процессов шлакообраэования также производят предварительную наводку шлака путем поднятия при кислородной продувке наконечника дутьевой фурмы до положения не ниже 1,8 м над уровнем спокойной ванны. Продувку ведут с расходом кислорода в пределах 8-12 м3/т в зависимости от заданного содержания углерода в стали и завершают дутьем нейт» рального газа.

При выплавке низкоуглеродистой стали продувка кислородом в количестве не менее 5 м /т стали обеспечивает нормальную активность шлака. При расходе кислорода выше

6 м /т ускоренное шлакообраэование при быстром нагреве ванны приводит к развитию бурной реакции обезуглероживания с возможными выбро

-сами металла и шлака. Для предотвращения выбросов в течение 2-3 мин производят продувку нейтральным газом. Продувка нейтральным газом обеспечивает стабилизацию состояния ванны при длительности не менее 2 мин. Продувка более 3 мин может привести к переохлаждению металла и увеличению продолжительностью плавки. При повторной продувке кислородом возможно снижение активности шлака с замедлением процессов межфазного взаимодействия.

Во избежание образования "сухого" неактивного шлака производят новторную продувку кислородом при расходе его в пределах 6-10 м /т в зависимости от заданного содержания углерода и нейтральным газом до получения заданных параметров плавки.

Таким образом, верхним кислородным дутьем обеспечивают ускоренное ный шлак и с более высоким, чем . при известном способе, содержанием углерода полупродукт. При продувке полупродукта в сталь, благодаря

З5 стабилизации температурного и шлакового режимов, резко снижаются выносы и выбросы, уменьшается оКНс.ленность шлака, что приводит к увеличению выхода годной стали, улучшаются процессы обессеривания и обесфосфорирования. Уменьшение окисленности шлака и металла способствует снижению удельного расхода ферросплавов .

Пример 1. В 160-тонный

45 конвертер заливают ванадиевый чугун следующего состава, Ъ: С 4,04,6 Si 0,40-0,45, Ti 0,18-0,24, Мп 0,23-0,30, S 0,17-0 23 О 0,0220,036; P 0,06-0,10. После присад50

60-70 кг/т в течение 2-3 мин ведут продувку кислородом сверху пятисопловой фурмой с интенсивностью дутья 250-400 .м /мин при рас55 стоянии сопел от уровня спокойной ванны 2,0-2,5 м, затем этой же фурмой, погруженной .в шлако-металлический расплав на 300-400 мм, осуществляют продувку аргоном.

Получают товарный ванадийсодержащий шлак и углеродистый полупродукт. Полупродукт сливают в ковш и подают к другому конвертеру для передела его в сталь, шлак подается для подготовки его к отгрузке

ЗО образование активного шлака, что возможно при положении наконечника фурмы над уровнем спокойной ванны не мЕнее 1,8 м. Верхней продувкой нейтральным газом достигают оптимальной интенсивности перемешивания ванны при погружении наконечника фурмы в шлако-металлический расплав на глубину 300600 мм. Погружение на глубину менее 300 мм не обеспечивает достаточной интенсивности перемешивания, а продувка с погружением фурмы ниже 600 мм приводит к сильному бурлению ванны и увеличению износа футеровки конвертера.

Мягкой кислородной продувкой сверху обеспечивают образование активного жидкоподвижного шлака, что способствует снижению выносов, а последующей продувкой нейтральным газом — „благоприятные условия протекания окислительно-восстановительных и рафинировочных процессов за счет повышенного содержания окислов железа при интенсивном перемешивании ванны. Благодаря снижению температуры ванны при продувке чугуна нейтральным газом увеличивается степень окисления ванадия. В результате получают обогащенный по пятиокиси ванадия товарки на чугун окалины в количестве потребителям. Полученный на пер1038364

10 вой стадии передела углеродистый полупродукт заливают в конвертер, на него присаживают шлакообраэующие материалы (марганцевая руда, известь, доломит, плавиковый шпат) и продувают кислородом в течение

4-5 мин с интенсивностью дутья

300-400 м /мин. Эатем переходят на

5 продувку нейтральным газом до получения углерода в металле перед рас. ,кислением 0,60-0,65 .

Пример 2. Продувку чугуна в начале первой стадии передела осу. ществляют четырехсопловой фурмой сверху кислородом, а затем до крнца первой стадии передела переходят на донное дутье аргоном. На второй стадии передела углеродистый полупродукт после 4-5 мин обработки верхним кислородным дутьем продувают в течение 2-3 мин аргоном снизу, затем после 2-3 мин повторной кислородной продувки снова включают донное дутье аргоном на

1-4 мин. Содержание углерода в металле перед раскислением получают в пределах 0,08-0,12%.

В таблице приведены результаты передела ванадиевых чугунов комбинированной продувкой кислородом и аргоном в сравнении с известным способом.

1038364

1Л

1Ч

СЪ

1Ч

)33 I

):4 1

10 I

Ю

С Ъ

11Ъ (Ч

Ю

СЧ

Ю

Н4

1C),!

)л ф I ! у 1 ф ж!

Ц1

0, иЪ

t ь

СЧ

1 ь

Ю

° 3

C3l

СЧ

CD 3 ь с

CD

Ю

СЧ

Ю с ь

Ю

СЧ

Ю

CD

СО

Н1

CD с

CD (Ч

Ю с

1 а о н

Ю! . с

I I О

3- 4

1

I

СЧ

СЪ

Ю .) н

СЪ с

СЧ ь с ь

l, Н1 ь с

Ю Ф ь с ь

)Ч ь с

Ю

Г Ъ

CD с

Ю

1 Ю н

Ю с

1ll

Н1

Ю с ь

CO

Ю ь

Ю ь

СЧ

Ю

Ю

Ю

Н4

1 I О с

Ю

1 — — )-!

1

1 О

С1 с

CD

1сЪ ь с

)

CD с ь

1 с3

Ю с, ь

Е х х

Ф

Ц о х о .ф а!

I

I

«а !

1

I <ю

1 с а

1 »

Ц о

I ! ф

)Ц ! Ф

Ф

Cfl

Ю с

CD

СЧ ь с

Ю с

° Ф

Ю с

1

1 ь

С Ъ

Ю

СЧ с

Ю

CD н

CD ь

С Ъ с

Ю

0l

1Ч с ь о

)» о

Ф х

1 н 1

)Л I

1 !

4- — -I

CA

<Ч с

1 ! X

1

1 б

I х ф

Р3 н

Н1 с

CD

ОЪ

Ю с ь

0Ъ

CD с

Ю

СЧ

Ю с

СЪ

Ю

Н1 с

Ю

Ю

Н4 с

I Ф .

I Х 1 х

1 CC)

Ж

Ф о

Ц

1

1

) ЫЪ

Ю с

i Ю

Ю

LO

Ю

CD

Н1 ь

Ul

Н1

CD

3 ь н с

Ю 3 с

РЪ

Н1

С Ъ

СЧ с

С Ъ!

CO с

1Ч

1О с

С"Ъ

РЪ с

РЪ

O) CD

1О а 1 Ф о

) о

))) с ь

1 1

l » с

3 )1 и)

0Н

1фО О

I ИЦю

I C)3 cC) 0, аа

CD

Р Ъ

Ю н

С1

ОЪ

РЪ

Ю

СЭ

Н1

Ю

Ю

С )

Ю

Г Ъ

СЧ

Н1

1 ь ь

Н4

CO

1 . I

I

1 !

|

3

-I

I

)

СЧ

Н1

1О с ь.

3 Ф с ь

EO с

CD

1ll с

РЪ

СО (Ч

CO

3

1 е

I

I

1

t

I!

I

1 !

l.

),Х Х

)маях

)Х Х

)х х а+ 0, )C) e ra o ca

I х

I Х

1 30 С)Ъ о »

oö оо

L p, 3 ) х

30 )3) о о ц оо и а

u r. х

Ы и х< х х х

Cb+ 0, Ф )ф

mo д

|о

) )4

)О

1 Х

t 13I

1 )33 !

Ы ! )ч

)о

I

3 Ф

I 0c

)Ф

1М

1 1

1 CCI

5 i Ъ! о

1 Я М> I Сч

l 1 ! Э

1 Х I ! хф Г

1 13) Х 3

К

I а !

Ф

Ц о ! о ф

)u u, 1 —.— а

1

) °

С4Ъ 3., 1 IC X <

1 Х Ц

I 0i

)ЦХ) ео! о

3»а)

I l I

I Э Ы g .!

ЭЕ! х

Н Ф О 333 х ) ! Оа0,>х

)Om)=Ctg х

О) Х х 0 о хх20 х)» о

+ма оо

С.Ю Ф ф С«3 ф )«

О Х a O 133 O

1

1

I

I

1

I

I 433 X и) о

Кфх а)3 х Э

Ф Ф Х

ЦФХ1б

using

1- — — — —. !.v

1-« — — — Е-3

)., )ч, ю Ъ

Х ) 4

ДЦ!

5Х) цо)

W CC) 1 1

0,! OI

1

1 1

I I х

НЭО I cD

0 а0,Х

O I)3 0 3С

Г

+ + х Ф х м хяяo цСаОХ=сХХХО х) о ч.хехоха оо сгпту 3 )C + ф c)) счф И

OZ+ Х+ Х0)Оа О

1038364 терон, выход годной стали за счет уменьшения потерь металла с выносами и шлаком; повысить степЕнь извлечения ванадия из чугуна в шлак и получить более богатые по содержанию пятиокиси ванадия товарные шлаки, улучшить качество сТали за счет снижения в ней содержания серы н фосфора снизить окисленность металла и шлака и за счет этого

1О уменьшить удельный расход ферросплавов.

Ожидаемый зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа по сравнению с базовым состанляет не менее 1500 тыс. руб. в rom., РО

<8 а э Дб

ВНИИПИ Заказ 6145/26 Тираж 568

Подписное илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из, таблицы, при осуществлении предлагаемого способа в сравнении с известным снижается продолжительность продувки как на первой, так и на второй стадии пере дела, увеличивается содержание в полупродукте углерода и других элементов-теплоносителей (Мп, Si Ti) при снижении остаточного содержания ванадия, повышается содержание пятиокиси ванадия в шлаке,. снижается содержание окислов железа в вциках на обеих стадиях передела.

Такие изменения -результативных параметров технологии позволяют увеличить производительность конвер"

У (б ф

/Г

ru > ф i

Фю

Р «