Способ выплавки стали в кислородном конвертере

Способ выплавки стали в кислородном конвертере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 С 21 С 5/28 все

И,", 3

БИЬ.". .:. . .".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3691752/22-02 (22) 02.02.84 (46) 23.02.88. Бюл. № 7 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Jl.È.Áðåæíåâà и Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) В.И.Баптизманский, В.А.Синельников, В.Г.Мизин, П,И.Югов, С.В.Афонин, А.Г.Зубарев, Б,N.Бойченко, В.И.Трубавин и Г.С.Колчанов (53) 669.!84.132 (088.8) (56) Патент США ¹ 4198230, кл. С 21 С 5/34, 1980.

Патент ФРГ 2729983, кл. С 21 С 5/28, 1979 ° (54) (57) СПОСОБ ВЬ1ПЛАВКИ СТАЛИ В

КИСПОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ, включающий эавалку металлолома, углеродсодержащего энергоносителя и нагрев шихты

„„SU„„1375656 А 1 в две стадии продувкой кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода кислорода, увеличения выхода годного и уменьшения износа футеровки, завалку металлолома совместно с газовым углем, составляющим 20-30% от всего количества энергоносителя, а подачу кислорода на сжигание газового угля увеличивают до 0,08 - 0,26 м /мин на

1 кг газового угля в течение !0-20% времени начального периода первой стадии, причем суммарный его расход составляет 20-30% от общего на плавку, после чего присаживают остальной энергоноситель и продувку продал" жают с тем же расходом кислорода, а в последние 18-22% времени второй стадии расход кислорода снижают до

0,02-0,04 м /мин на кг угля.

1375656

Из о брет ение о тно сит ся к чер ной металлургии, а именно к кислородноконвертерному способу выплавки стали.

Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере из 1ООХ-ного металлического лома с вдуванием порашкообразного угля по ходу продувки и использованием газообразного и жидкого топлива (1). 10

Недостатком этого способа является сложная технология выплавки в связи с подготовкой порошка угля и его использованием.

Наиболее близким к изобретению 15 по технической сущности и достигаемо" му результату является способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку металлолома, углеродсодержащего энергоносителя и наг- 20 рев шихты продувкой кислородом в две стадии (2 ).

Недостатком известного способа является то, что снижение расхода топлива при постоянном расходе кислорода ва время нагрева и плавления металлолома характеризуется наличием периодов, когда расход кислорода превышает потребление его на окисление топлива, и избыточный кислород акисляет горючие составляющие в огнеупорной футеровке и металлический лом, что приводит к повышенному износу футеровки (на 30-100Х) и увеличению окисленности лома. 35

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет снижения расхода кислорода, увеличения выхода годного и уменьшения износа футеровки. 40

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали в кислородном конвертере, включающему завалку металлолома, углеродсодержащего энергоносителя и нагрев шихты 45 продувкой кислородом в две стадии, завалку металлолома производят совместно с газовым углем, составляющим

20-30Х от всего количества энергоносителя, затем дают кислород на сжига- 50 ние газового угля, увеличивая его расход до 0,08 - 0,26 м /мин на 1 кг газового угля в течение 10-20Х времени начального периода первой стадии, при этом суммарный расход кислорода 55 на первую стадию составляет 20-30Х от общего на плавку, после чего присыжвают остальной энергоноситель и продувку продолжают с тем же расходом кислорода, а в последние 1822Х времени второй стадии расход кислорода снижают до 0,02-0,04 м /мин на 1 кг угля.

Как показывают полупромьпцленные испытания, наиболее эффективной является замена в первой стадии 20-30Х углеродсодержащего энергоносителя, например кокса или антрацита, газовым углем, т.е. углем с большим содержанием летучих составляющих (25—

45Х). Применение углей класса антрацит или кокс, т.е. с небольшим содержанием летучих (да 9Х), в связи с трудностью их зажигания и значительными потерями времени на эту операцию приводит к удлинению длительности нагрева лома и большому износу футеравки иэ-за окисления углеродсодержащих составляющих в огнеупорной кладке.

Исследованием на полупромышленном конвертере установлено, что степень усвоения кислорода в течение нагрева и плавления различна. В начальной стадии. когда уголь и лом хо- лодные, потребление кислорода на сжигание угля низкое. Расход кислорода в этот период нагрева лома зависит от количества выделившейся из угля горючей газовой фазы, которое определяется содержанием летучих в угле и его массой. Поэтому на этой стадии нагрева лома расхода кислорода следует поддерживать на уровне, обеспечив ающем сжигание выделившейся из угля горючей газовой фазы.

Использовать газовые угли во второй стадии нецелесообразно, так как в условиях высоких температур, характерных для второй стадии плавки, происходит бурное выделение летучих, которые не успевают сгорать и выносятся с дымом. Поэтому целесообразно на этой стадии плавки в конвертер вводить угли с небольшим содержанием летучих, например антрацит, кокс.

Экспериментально установлено, чта в зависимости от содержания летучих в угле длительность начального периода первой стадии составляет 10-20Х.

При использовании углей с содержанием летучих 40Х длительность начального периода составляет 10Х времени первой стадии нагрева лома, с умень- шением содержания летучих в угле до

25Х длительность начального периода возрастает до 20Х. Уменьшение време1375656 ни подъема расхода кислорода до заданного значения 0,08 — 0,26 м /мин на 1 кг угля менее 10/ длительности первого периода приводит к низкому усвоению кислорода, что унеличивает

его расход. При увеличении длительности подъема расхода кислорода более 20/ возрастают потери топлива в виде несгоревших летучих. Расход 10 кислорода в начальный период необходимо поднимать прямо пропорционально времени до 0,08 — 0,26 м /мин на

1 кг газового угля. Повышение расхода кислорода больше 0,26 м /мин на 15

l кг газового угля не приводит к интенсификации процесса сгорания угля, так как в этом случае скорость сжигания угля лимитируется подводом углерода к месту реакции и избыточный 20 кислород окисляет лом и выжигает углеродсодержащие составляющие футеровки. Нижний предел расхода кислорода (0,08 м /мин на 1 кг газового угля) определяется условием начала 25 выделения летучих из углей и их количеством и должен обеспечивать полное их сжигание.

Экспериментально установлено,что наиболее эффективным является присадка газового угля в количестве

20-30Х от общего расхода углеродсодержащей добавки. Указанное количество предопределено содержанием в угле летучих. При содеРжании летучих

25/. необходимо количество угля 30/ от общего, а при содержании летучих

40 - необходимо количество присаживаемого угля 20Х. Изменение количества присаживаемого угля в ту или иную 40 сторону приводит к перерасходу кислорода или топлива.

Длительность первой стадии определяется условиями зажигания угля в шихте и выходом на оптимальный режим плавки. Установлено, что процесс горения угля стабилизируется при вводе

20-ЗОХ от общего расхода кислорода.

При расходе кислорода Hà.. I стадии ниже 20Х от общего потери летучих составляющих газового угля увеличиваются, а превышение кислорода (больше 30/) в первой стадии удлиняет цикл плавки. Целесообразность присадки углей с небольшим содержанием летучих (антрацит, кокс) Во второй стадии определяется условиями горения топлива. 3 случае применения углей с высоким содержанием летучих (болеЕ, 9i ) после 30/ длительносту планки происходит интенсивное быстротечное выделение летучих и в связи с невозможностью их полного сжигания неизбежны потери топлива, что снижает КИТ топлива, поэтому необходимо на второй стадии процесса выплавки стали использовать угли с небольшим содержанием летучих (до 9/). !

По мере выгорания заданного количества угля избыточная часть кислорода уходит на окисление лома и горю-. чей составляющей футеровки, что приводит к повышению окисленности металла и шлака и к снижению стойкости футеровки. Поэтому необходимо в конце планки по мере выгорания угля снизить расход кислорода ° Экспериментально установлено, что за последние

18-22/ второй стадии плавки необходимо снизить расход кислорода до 0,020,04 м /мин на 1 Kr угля, присаженного но второй стадии. Это позволяет поддерживать на низком уровне окисленность металла и увеличить стойкость футеровки.Снижение расхода кислорода ниже 0,02 м /мин на 1 кг угля, присаженного во .второй стадии, и ранее 18i. -ной длительности второй стадии плавки нецелесообразно в связи с удлинением цикла плавки, а продувка с расходом кислорода более—

0,04 м /мин на 1 кг угля и позднее

22Х-ной длительности второй стадии приводит к значительному повышению окисленности шлака и снижению стойкости футеровки.

Пример. Н 1-й конвертер загружают 1,1 т металлолома, 17,5 кг

{25Х от расхода угля) газового угля (содержание летучих 32,5/) В течение 1,0 мин расход кислорода пропорционально времени повышают до

4,0 м /мин (0,13 м /мин на 1 кг газового угля). Кислород нводят снизу через фурму диаметром 12 мм с расходом 1,9 м /мин и через верхнюю фурму диаметром 10 мм и расходом

2,1 м /мин. Расход природного rasa ь на донные фурмы составляет

О, 75 м /мин-. После вдувания

25,75 м /мин (25/ от общего расхода) присажинают в конвертер 52,5 кг антрацита и продолжают продувку . с рас ходом 4,0 м /мин.

Через 24 мин н течение 6 йин дли-

1375656

Составитель А. Каханов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Г. Волкова

Корректор Jl. Пилипенко

Заказ 745/26

Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4 тельности второй стадии производятснижение расхода кислорода до

1,6 м /мин {0,03 м /мин на 1 кг угля АС). Длительность плавки составляет 40,1 мин. Выход жидкой стали !,003 т и имеет следующий состав,/:

0,05 ° - следы следы 1 1п 0е1)

Б 0,035; P 0,012.

Температура стали 1600О С, суммарный расход кислорода на плавку составляет 103 м

Использование предлагаемой технологии по сравнению с известным способом позволяет снизить расход кислорода на 42 м /т стали и расход огнеупоров на 1 кг/т.

Кроме того, технологический процесс

5 упрощается за счет отсутствия выбросов и снижения.окисленности металла, что позволяет повысить выход жидкой стали на 1l, а также в связи с постоянным расходом кислорода и природ10 ного газа режим работы донных фурм ° стабилизируется, что позволяет повысить стойкость футеровки.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии по сравнению с известным способом на 1 млн. т стали составляет 1,80 млн.руб.