Способ продувки расплава в подовом сталеплавильном агрегате

Способ продувки расплава в подовом сталеплавильном агрегате

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в черной металлургии. Повышение производительности подового сталеплавильного агрегата достигается путем оптимизации положения фурмы (Ф) по ходу доводки (Д). Сущность изобретения: первые 20-40% продолжительности периода Д продувку ведут при положении сопел Ф над границей раздела металл-шлак (М- Ш) на расстоянии 6-8 приведенных калибров (ПК). Затем сопла Ф устанавливают на границе раздела М-Ш, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 50-70% окислов железа из шлака, после чего продувку проводят при положении сопел Ф на расстоянии 2-4 ПК над границей раздела М-Ш. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4889818/02 (22) 13.12.90 (46) 23.07.92. Бюл. М 27 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) П.Г. Терзиян, А.В. Гребенюков, Л,Ф. Щукина, . С.П. Терзиян, Н.M. Скороход, Б.А. Дворядкин и А.С. Жердев (73) Коммунарский горно-металлургический институт (56) Металлургия стали, Под ред. В,И, Явойского и др. — М.: Металлургия, 1973, с.218, Явойский В.И. и др. Теория продувки сталеплавильной ванны. — M.: Металлургия, 1974, с.299-306, 316-329.

Авторское свидетельство СССР

М 633901, кл. С 21 С 5/04, 1976.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам продувки расплава в мартеновских печах и двухванных сталеплавильных агрегатах, и может быть использовано при выплавке стали в электропечэх.

Известен способ продувки расплава кислородом через многосопловые фурмы, погружаемые до границы раздела металлшлэк (М-Ш) или в металл.

Недостатком данного способа является понижение выхода жидкого металла вследствие неизменного положения фурмы по хо- ду продувки.

Известен также способ продувки расплава кислородом с переменным положением фурмы по ходу продувки, Однако неполное использование возможностей интенсификации процесса при, Бц, 1750433 АЗ (54) СПОСОБ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА В ПОДОВОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ (57) Использование: в черной металлургии.

Повышение производительности подового сталеплавипьного агрегата достигается путем оптимизации положения фурми (Ф) по ходу доводки (Д). Сущность изобретения; первые 20-40 продолжительности периода Д продувку ведут при положении сопел

Ф над границей раздела металл — шлак(МШ) на расстоянии 6 — 8 приведенных калибров (ПК), Затем сопла Ф устанавливают на границе раздела М-Ш, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 50-70 окислов железа из шлака, после чего продувку проводят при положении сопел Ф нэ расстоянии 2 — 4 ПК над границей раздела

М вЂ” Ш. 1 з,п.ф-лы,Я табл, применении газообразного кислорода не позволяет обеспечить максимальную производительность агрегата при данном расходе кислорода.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки высокоугперодистой стали в двухванной печи, включающий продувку металла заглубленными струями кислорода, подогрев шлака топливно-кислородными горелками и предварительное раскиспение металла, причем при содержании углерода в ходе продувки на 0,2 — 0,4 выше среднезадэнного в готовой стали 20-307, от расходуемого на продувку кислорода подают над поверхностью шлака.

Однако способ не обеспечивает максимальную производительность агрегата при данном расходе кйспорода.

f750433

Г

Целью изобретения является повышение произВодительнОсти сталеплавильного агрегата за счет снижения продолжительности периода дОВОдки, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу продувки расплава в подОвом сталеплавильном агрегате, Включающему подачу через сводовые водоохлаждаемые фурмы газообразного кислорода В периоды продувки и доводки на границу раздела M— - Ш, подьем фурм в периоддоводки выше границы раздела M — Ш, проведение беспродувочного периода, в первые 20-40 продолжительности периода доводки продувку ведут при положении сопел фурм над границей раздела М вЂ” Ш на расстоянии б — 8 приведенных калибров, затем сопла фурм устанавливают на границе раздела M-Ш, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 50-70,4 окислов железа иэ шлака, после чего продувку проводят при положении сопел фурмы на расстоянии 2 — 4 приведенных калибров над границей раздела M-Ш, а по ходу плавки определяют границу раздела

M — Ш.

Для успешного проведения процессов шлакообраэования„определяющих продолжительность доводки, необходимо обеспечить выполнение двух условий: наличие в шлаке активных растворителей извести и высокую температуру металла и шлака, Решение этих задач достигается при погружении фурмы в шлак, т,е. расположении ее над границей раздела М вЂ” Ш. Результатом такого воздействия является интенсивное окисление железа, сопровождающееся быстрым ростом температуры и насыщением шлака окислами железа. При этом достигается быстрое растворение извести, уже в начале доводки формируется активный гомогенный шлак, обладающий высоким десулъфурирующим и дефосфорирующим потенциалом.

Однако при проведении этой операции В течение менее 20 продолжительности доводки не достигается достаточного форсирования процессов нагрева и насыщения шлака окислами железа для заметного повышения производительности агрегата. При проведении этой операции в течение более

40 продолжительности доводки перегрев ванны и высокое содержание окислов железа в шлаке приводит к возникновению выбросов металла и шлака из печи, что вынуждает снижать тепловую нагрузку, прекращать продувку, присаживать в ванну охладители и в конечном итоге ведет к снижению производительности печи. При положении фурмы менее чем на 6 приведенных калибров кислородных сопел выше граЭто приводит к замедлению процессов рафинирования, осложняет перенос тепла и атмосферного кислорода к металлу через шлак и приводит к снижению производительности печи.

При прекращении продувки на границе раздела M-Ш ранее восстановления 5(ф окислов железа, содержащихся в шлаке в момент погружения, оказывается недоиспользованным потенциал, накопленный

Ванной в первый период доводки, т.е. еще интенсивны процессы перемешивания, нагрева, десульфурации и удаления углерода, а фурмы поднимаютсл, снижая интенсивность окисления углерода и перемешивания

55 ницы M — Ш ускорения нагрева ванны практически не наблюдается, а при подьеме на высоту более 8 приведенных калибров снижается степень использования тепла окис5 ления железа на нагрев металла, что связано с интенсивным диспергированием шлака и Выносом его из рабочего пространства печи, 8 обоих случаях производительность агрегата снижается, 10 -После окончания первого периодадоводки, проводимого при высоком положении фурмы, ванна оказывается подготовленной к

- проведению основного периода доводки, т.е. сформирован активный шлак и обеспечена

15 высокая температура металла. Для реализации достигнутых в начале доводки преимуществ фурму опускают на границу раздела

M-Ш, При этом, вследствие высокой температуры металла, повышается скорость окисле20 ния углерода, что ведет к интенсивному перемешиванию ванны, улучшению ее нагрева теплом факела, ускорению процессов рафинирования от вредных примесей. Таким образом ускоряются все основные про25 цессы, протекающие в ванне: нагрев, десульфурация и дефосфорация, окисление углерода„что является решающим условием повышения производительности агрегата.

Однако форсирование этих процессов на30 блюдается только в ограниченный период доводки, который в каждом конкретном случае определяется снижением содержания окислов железа в шлаке, При продолжении продувки через фурмы, расположенные на

35 границе раздела M — Ш, после того, как содержание окислов железа снизится более чем на 70 от их содержания в момент погружения фурм на границу раздела, перемешивание металла и шлака В значительной .

40 степени замедляется вследствие снижения" интенсивности окисления углерода на границе между металлом и шлаком, протекающего за счет кислорода, содержащегося В окислах железа.

1750433 чанны, что приводит к потере производи- фонтанировэния металла (т.е. в момент начала доводки) фурмы поднимали над граниПосле падения окисленности шлака и "цей раздела М-Ш на определенную высоту снижения интенсивности подшлакового ки- и удерживали в таком положении некоторое анны необходимо интенсифициро- 5 время, затем опускали на границу раздела и вать этот процесс, являющийся основой производили повторный подъе фур быстрого рафинирования и нагрева ванны; це доводки. это достигается повторным подъемом фур- При проведении плавки кэк в прототимй над границей раздела М-Ш. В этот за- пе, фурмы находились на границе раздела вершающий период доводки ванна уже 10 М-Ш втечение всей доводки. т чно нагрета и для окисления углеро- Положение границы 1VI— - Ш определяли т м я чего о нэ данетнеобходимостивдуватькислородне- электроконтактным методом, для д посредственно в метал . твенно в металл. Процесс идет иэфурмбылаиэолированаотметаллоконстустойчиво за счет передачи через шлак ат- рукций, Междуизолированнойфурмой имемосферного кислорода, кислорода, раство- 15 таллоконструкциями был установлен ренного в металле, и вдуваемого кислорода, омметр. При нахождении фурмы в атмосфепереходящего в металл через шлак. При ре печи сопротивление в цепи фурма — меподъеме фурм в третьем периоде доводки тзллоконструкции менее чем на 2 приведенных калибра кисло- 140000-350000 Ом. родных сопел не достигается интенсификэ- 20 При нахождении фурмы в шлаке сопрои шлакового кипения ванны, а при тивление составляло 150-230 Ом (цепь заф рмы на высоту более 4 приведен- мыкалась через шлак). При поп д

). пэ ании ных калибров в шлак поступает избыточное фурмы в металл сопротивление сос тавляло количество окислов железа, что термодина- 2 — 7 Ом (цепь замыкалась через металл), Сос и тормозит десульфурацию, Кроме 25 поставляя диаграмму движения фурмы с г мме соп отого, при этом снижается скорость окисле- резкими переломами нэ диаграмм р— ния углерода л о а за счет снижения эффективно- тивления, определяли положение границы сти непосредственного взаимодействия раздела М-Ш. Затем па сельсину произвоструй кислорода с жидким металлом, В обо- дили установку всех фурм в нужное положеих случаях производительность агрегата 30 we. С учетом того, что положение границы снижается. раздела М вЂ” Ш по ходу плавки несколько изИллюстрацией приведенной схемы яв- меняется, определение положения границы ляется хронометраж двух плавок, проведен- производили каждые 7 мин, внося при необных в 300-тонной мартеновской печи по ходимости коррективы в положение фурм. предлагаемому(!) и известному(И) способам 35 Точность установки фурм + 1 см. (аб .1). (табл.1 . Эффективность способа продувки оцеПример. Сталь марки Б Ст ЗСП нивалась продолжительностью доводки,, выплавляли в 300-тонной мартеновской пе- которая определялась от момента прекрачи, работающей скрап-рудным процессом с щения фонтанирования металла (конец продувкой ванны кислородом. После выпу- 40 плавления) до момента достижения темпере ыдущей плавки осуществляли за- ратуры металла 1620 С, содержания углеровалку мвталлолома (150 т), загрузку да 0,27;,содержания фосфора известняка (18 т), производили прогрев В момент, когда все названные пэрэшихты в течение 40 мин, заливали жидкий метры достигали требуемых значений, (прочугун (180 т) и начинали продувку кислоро- 45 дувку прекращали, производили выдержку" дом с интенсивностью 3000м /ч через три металла в печи в течение 10 мин (беспродушестисопловые водоохлэждаемые фурмы с вочный период для самораскисления ванны) диаметром сопла 12 мм (приведенный диа- и начинали выпуск металла в ковш, где прометр сопла 29,4 мм). Тепловой режим печи изводили его раскисление, Во всех случаях во время проведения опытных плавок соот- 50 сталь была назначена по ГОСТ 380-71 без ветствовэл инструкции и от плавки к плавке ограничения применения, не изменялся. Продувку начинали непос- . В табл.2 приведены результаты опытных редственно после заливки чугуна, опуская плавок с использованием предлагаемого и фурму по мере расплавления шихты до гра-. известного способов продувки расплава, в ницы раздела M— - Ш, Полное расплавление 55 котором в течение всей доводки фурмы нахов анны фиксировалось визуально по прекра- дились на границе раздела М-Ш. гаещению фонтанирования металла в местах Таким образом, реализация предлаг енахождения нерасплавившегося металло- мого способа при одновременном попадалома. При проведении плавок предлагае- нии всех его параметров в заявляемые мым способом в момент прекращения пределы обеспечивает существенное повы1 750433 8

7 первые 20 — 407 продолжительности периода доводки продувку ведут при положении сопел фурм над границей раздела металл— шлак на расстоянии 6-8 приведенных ка5 либров, затем сопла фурм устанавливают на границе раздела металл-шлак, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 5070 окислов железа иэ шлака, после чего

30 продувку проводят при положении сопел фурмы на расстоянии 2-4 приведенных калибров над границей раздела металл-шлак.

2 Способ по пЛ, отл и ча ю щи и с я тем, что по ходу плавки определяют границу

15 раздела металл-шлак. шение производительности агрегата эа счет снижения продолжительности доводки.

Формула изобретения

3.Способ продувки расплава в подовом сталеплавильном агрегате, включающий подачу через сводовые водоохлаждаемые фурмы газообразного кислорода в периоды продувки и доводки на границу раздела металл-шлак, подьем фурм в период доводки выше границы раздела металл-шлак, проведение беспродувочного периода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения производительности печи за счет сни3кения продолжительности периода доводки, в

Таблица I

Сойер&ание р металле,2 фосфора

I 12

Темлература металла, С

Во&ми от и& >а ла доводки, ими

Поло&ение фурми ° калиброа над границей раадела

Н-О) Содерлание аа" киси еелеаа е ела ке, В углерода (сари

I II

1 II

I (и

О, 051

0,050

О>о5О

0,049

О, 049

О ° 048

О ° 048

О,O17

0>047

O,О46

0,046

О,045

0,045

0,044

O>Dl

О,043

О, 013

О, 042

0,042

0,041

0,041

0,040

115

0,20

0,18

0,039

0,038

162 О

1625

0,025

0,024

9,1

9,3

Внлуск

О

lO

105

0 О

8 О

8 О

8 0

8 0

8 О

0 О

0 О

o o о ) о

О О

0 О

О 0

4 О о

О

По&крае&ни& О лродуеки О

Внлуск О

О

О

Прекраа)ение лродуаки I >50

1,42

1,34

1,26

I,18

1 ° 10

1>02

0,94

0,85

О, 76

0,66

0,58

0,49

0.39

О,30

0,24

О,!9

0,19

0,18

1,50 О 052

l,41 0,052

1,31 0,051

1,22 0,051

1, lo 0,050

0,91 О, 050

0,86 0,049

0,79 0,018

0,73 0,017

0,68 0,046

0,64 0 ° 044

0,61 0,043

0 58 0,012

D>51 0>04!

o,5o o, 040

0,46 0,039

0,42 0,038

0,38 0,037

0,34 О ° 035

0>30

0,26

0,22

О, 062

О, 058

О, 054

0,050

0 ° 016

О, 042

0,040

0,059

О,038

0,037

0,036

0,034

0,032

0,030

o,О28

0,026

0,024

О, 023

О>022

0,058

0,056

0,054

0,052

0,050

0,048

0,046

0,041

0,043

0,012

0,041

0>04О

0,039

0,038

0,036 о,o35

0,О33

0,032

О, 031

0,030

0,028

0,027

l 521

1544

1556

1562

)568 !

573 !

579

1584

1606

1611

1617

1622

1628

1595 !

1615

18;3

)8,8

19,6

20,2

2! О

21,8

21,6 !

9,6

17,5

15,6

13,1

12,1

)0,5

8,6

8,8

8,9

9,2

9,3

9,3

18,3

17,4

16.5

15,8 !

4,9

11,3 !

3>6

t3>1

12 6

12,4

)2,!

ll,8

11,6

11,1

11,4

10,9

10,6

10,3

10,0

9,8

9,6

9,4

1750433

Тэблиц&2

Продотвнтелъность продГ&ки С Висойии поломеммем отрнм

° меч&Де доаодки, инн (Ф от продоп.

КМТВЛЕНОСТИ ДОВОД ки) AOhK eOcСТ&НОВИЕ

МЬДСЛ Эеим

СИ ЬМЛВЬЬ

Ье ВОВИК

ПРОДТ&ки на Граница

РЬЬДЬЛ&

Д-И, ф

Продопафтелемость ммн

ПроньЬОДН

ТЭЛЭ»

HOCt&

М&ИМ, Т (4 оиксо

Видной

СТЬЛи

1 омсота

ПОВТОР

НОГО подъема

&урмии калибров

Н&4 ГРЭ ниц&4

РЬЬДЬЛЭ

8-1

Содьрмэимь еакиси мела&а, 2 ° иоиент

Полом&мне

Фурии В

НЭИЬЛВ 40 еодкм, калибров мэд

l РЕИИЦЬД

РЭЬДЭЛЭ

НВ

ДОВОДКИ ПЛЕВКИ па&крец&

НИЯ OPO ц екм с

° МСОКИИ

ПОЛОМЬНМЬИ оуреи

ПОВТОРНОГО

ПОДЪЬИЬ

0YpHH

l2O 426 304 40,4

Составитель П.Терзиян

Редактор В»Бугренкова Техрер M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 2607 Тираж - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул»Гагарина, 101

12 0 (10)

25,0 (20)

36,0 (Зо)

52,0 (IIO)

60 ° 0 (50)

11 ° 5 (1О)

18,6 (20)

28,5 (30)

34,о (40)

57. 5 (50)

12, О (10)

19 D (20)

25рэ (30)

36,о (4o)

60,0 (50)

12 5 (10)

17,о (20)

27,0 (30)

36 0 (40)

62,5 (50)

l2,5 (1О)

26,0 (20)

39,0 (30)

50,0 (40)

60,0 (50)

Иьеестнмд . способ

5

S

6

6

7

7

7 в в8

8

9

9

14,8

14,Э

15 ° 2

16,4

17,8

15,6

22,3

° 22,2

22,0

32,6

14,8

22,6

22,7

22,3

34 ° 8

15,6

22,2

23,4

24,5

36,7

З6, 8

З7 ° З

38,5

39,6

41,5

8,9

7,15

6 o8

4 92

3,56

9,36

11,15 в,вв

6,6

6,52

8,88

1l,3

9,08

6,69

6.96

9,36

11,1

9,36

7,35

7,Э4

22,1

1В,7

15 ° 4

11,9 в,з

4О

50 бо

7о

70 .

so

4О

Оо

so

4о

5о

7о

8о

4о

7о во

1

1

2

2

2

3

3 з

4

4

4

5

5

120 420

125 . 425

120 420

»о 43о

120 420

11S 415

90 390

95 395

8S 385

120 420

95 395

85 385

90 390

120 420

125 425

85 385

96 390

90 Э90

125 425

13о 430

»о 430

13О 430

125 425

ИО 420

3о4

303

304

ЭОЗ 304

303

306

3oS

304 зоэ

307

306

306 Эо4

3î3

306

304

303

304 эоз зоэ

З04

43,4

42,8

43,4

42вз

43,4

43.8

46,9

46,5

47,5

44,о

"з,з

4Ü,6

47,7

47,1

4Ç, 4

42,8

47,S

46,9

47,1

42,6

42,З

42,4

42,3

42 ° 8

43, 4