Способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате

Способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в металлургии. Сущность изобретения: по окончании продувки ванны, кислородом, заканчивающей за 5-7 мин до раскисления стали в печи или выпуска плавки, осуществляют нагрев шлака топливокислородным факелом с удельной тепловой мощностью 0,06-0,16 МВт/т стали . Расход кислорода для сжигания топлива устанавливают равным 0,7-0,9 от стехиометрически необходимого. Тепловую мощность топливокислородного факела устанавливают в зависимости от содержания углерода в металле в момент окончания продувки по соотношению N (0,008...0.012)+ (0,005...0.007), где N -удельная тепловая мощность топливокислородного факела, МВт/т стали; С-концентрация углерода в металле в момент окончания продувки мас.%; (0,008...0,012) и

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РГСПУБЛИК (51)5 С 21 С 5/04

Ь

L :, ф ;. ! (ц у

ЗОБРЕТЕНИЯ 1: (21) 4799946/02 (22) 06.03.90 (46) 07,11.92.Бюл. N 41 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) А.И.Мастицкий, А.А.Курдюков, А.M.Ïoживанов, О.В.Филонов, С,П.Терзиян, Н;М,Скороход, А.И.Кущенко, Б.А.Дворядкин и Ю,Г.Праулин (76) А.И.Мастицкий (56) Авторское свидетельство СССР

N 1130611, кл, С 21 С 5/04. 1983.

Технологическая инструкция Магнитогорского металлургического комбината. Выплавка стали в двухванных печах, СТИ-2-79, Магнитогорск,1979, с.16. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДВУХВАННОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ (57) Использование: в металлургии. Сущность изобретения: по окончании продувки

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в двухванных сталеплавильных агрегатах.

Известен способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате. (ДСА), включающий продувку ванны кислородом, причем данное техническое решение рекомендует выбирать момент прекращения продувки, исходя из необходимости обеспечения нужного нагрева ванны к концу периода доводки и длительности послепродувочного периода до ввода раскислителей не менее 5 мин. (Типовая технологическая инструкция по выплавке спокойной, полуclloKoAHoA и кипящей стали в двухванных

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И

К ПАТЕНТУ Ы, „1774958 АЗ ванны. кислородом, заканчивающей за 5-7 мин до раскисления стали в печи или выпуска плавки, осуществляют нагрев шлака топливокислородным факелом с удельной тепловой мощностью 0,06-0,16 МВт/т стали. Расход кислорода для сжигания топлива устанавливают равным 0,7-0,9 от стехиометрически необходимого. Тепловую мощность топливокислородного факела устанавливают в зависимости от содержания углерода в металле в момент окончания продувки по соотношению

N= (0,008...0,012)+ (0,005...0,007)/jC), где N — удельная тепловая мощность топливокислородного факела, М Вт/т стали; С вЂ” кон центрация углерода в металле в момент окончания продувки мас.%; (0,008...0,012) и (0,005...0,007) — эмпирические коэффициенты, МВт/т стали и % хМВт/т стали соответственно. сталеплавильных агрегатах. ТТИ 5.5-1485,стр.11 Москва 1985 г.), Наиболее близким к заявляемому по технологической сущности и достигаемому эффекту является способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате, по которому продувка металла кислородом для всех марок стали должна быть закончена не позднее чем за 5 мин до раскисления в печи или выпуска плавки при ковшевом раскислении. (Технологическая инструкция Магнитогорского металлургического комбината

"Выплавка стали в двухванных печах", СТИ2-79, Магнитогорск, 1979 г., стр.16.).

Недостатком известного способа является низкая эффективность, выражающаяся в слабом снижении окисленности шлака и

1774958

45 сопутствующем высоком угаре ферросплавов, низком выходе годного, а при черезмерном повышении длительности послепродувачного периода — снижение производительности агрегата, Целью изобретения является снижение угара ферросплавов и увеличение выхода годной стали, Поставленная цель достигается тем, что по способу выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате, включающем продувку металла кислородом, заканчивающуюся не позднее чем эа 5 мин до раскисления в. печи или выпуска плавки, по окончании продувки ванны кислородом осуществляют нагрев шлака топливакиспародным факелом с удельной тепловой мощностью 0,06...0,16 МВт на 1 т стали, приIBM расход KHcflopOp3 для сжигания топлива устанавливают равным 0,7...0,9 стехиометрически необходимога, а тепловую мощность b указанных пределах устанавливают в зависимости от содер>кания углерода в металле в момент окончания продувки по соотношению где К вЂ” удельная тепловая мощность факела, МВт/т; (С) — концентрация углерода в момент окончания продувки, /; (0-008...0,012) и (0,005...0,007) — эмпирические коэффициенты, МВт/т и % МВт/т соответственно.

Па окончании продувки при выдержке металла в печи да раскисления или выпуска происходит самараскисление металла растворенным углеродом и параллельное снижение окLhñëенности шлака в связи с приближением к равновесию концентраций углерода и кислорода в металле, а также концентрации кислорода в металле и шлаке.

Без принятия специальных мер этот процесс протекает медленна в диффузионном режиме, поэтому за приемлемый. по производственным причинам поспепродувочный период концентрация кислорода в металле и шлаке снижается незначительно. Сущест- 50 венно интенсифицировать процессы самораскисления ванны мажет интенсивный нагрев шлака, Лимитирующим звеном процесса самараскисления ванны является перераспределение кислорода между 55 металлом и шлаком. Для интенсификации этого процесса предлагается кратковременный форсированный нагрев шлака таппивокислородным факелам большой мощности. Особенностью этага нагрева явь ляется создание в печи восстановительной атмосферы за счет некоторого избытка топлива в факеле, что обеспечивает раскиспение шлака не только за счет углерода металлической ванны, но и за счет восстановления окислов железа топливом, Для рационального использования топлива и сокращения продолжительности послепродувочного периода необходимо дифференцировать тепловую мощность факела в зависимости от содержания углерода в конце продувки. Это вызвано тем, что при более высоком содержании углерода процессы самораскисления пратека ат более интенсивно, и достаточно ограниченной тепловой мощности факела для проведения их в ограниченное время. При низком содержании углерода необходим существенно более интенсивный прогрев для обеспечения снижения переакисленности ванны и сохранения высокой и раизводительн ости стеклаплавильнаго агрегата. При удельной тепловой. мощности факела менее 0,06 МВт/т не обеспечивается заметного нагрева шлака, тепло расходуется на компенсацию тепловых потерь агрегата, При этом невозможно уменьшить окисленность ванны без снижения производительности агрегата.

При удельной тепловой мощности более

0,16 МВт íà i x стали нагрев шлака ухудшается вследствие его интенсивного вспенивания. При этом снижается как скорость теплопередачи от поверхности шлака в его объем, так и скорость снижения окисленности шлака, В обоих случаях высокая окисленнасть шлака приводит к повышенному угару ферросплавов и снижению выхода годной стали.

При расходе кислорода менее 0,7 от сте- хиаметрически необходимого для полного с>кигания топлива черезмерно снижается тепловая мощность факела из-за неполного сгорания топлива и повышается содержание водорода в газовой фазе, что ведет к насыщению им металла и снижению выхода годной стали за счет увеличения брака. При расходе кислорода более 0,9 от стехиаметрически необходимого уменьшается восстановительный потенциал газовой фазы, что ведет к снижению степени приближения системы к равновесию, способствует повышению расхода ферорасплавав вследствие повышенного их угара и уменьшает выход годной стали, Исследования процесса самараскисления ванны показали, что интенсивность этого процесса в существенной степени определяется концентрацией углерода в металле. Чем больше концентрация углерода, тем интенсивнее идет процесс снижения

1774958 окисленности и тем меньше избыточного тепла необходимо подвести к ванне для быстрого приближения системы к состоянию равновесия. Таким образом, зависимость тепловой мощности факела от концентрации углерода имеет обратно пропорциональный характер типа

N=A+

В

С

Экспериментально установлено, что оптимальными значениями коэффициентов являются: А = (0,008 ... 0,12), МВт/т;

В=- (0,005...0,007),% М Вт/т.

При значении первого коэффициента уравнения менее 0,008 уровень тепловой мощности ниже оптимального, что приводит к прекращению самораскисления ванны, снижению выхода годной стали и повышенномуугаруферросплавов, При значении первого коэффициента более 0,012 повышается тепловая мощность факела сверх оптимальных значений, что приводит к бурному протеканию реакции раскисления, вспениванию и снижению скорости обьемного прогрева шлака.

При значении второго эмпирического коэффициента менее 0,005 влияние остаточного содержания углерода в металле на интенсивность самораскисления ванны оказывается зани>кенным по сравнению с практически возмо>кным. Расход топлива при этом недостаточен для проведения раскисления ванны. При значении второго коэффициента более 0,007 тепловая мощность превышает достаточные значения, что ведет к перерасходу топлива, насыщению ванны водородом, вспениванию шлака и снижению выхода годного за счет возрастания брака.

Таким образом, при всех запредельных значениях заявляемых признаков повышается угар ферросплавов и уменьшается выход годной стали.

Пример. Сталь марки 09Г2С выплавляли в двухванном сталеплавильном агрегате 2 х ЗОО т, При проведении опытных плавок использовали стандартную шихтовку плавки — 125 т металлолома с насыпной массой 1,15 т/м и 210 т чугуна с содержанием 3,9-4,1 % углерода, 0,7-0,8 % кремния и 0,2-0,3% марганца. В состав закаливаемой шихты водили 8 т извести, Продувку ванны кислородом осуществляли после слива чугуна с интенсивностью 7000 м /ч. Продувку з осуществляли после слива чугуна с интенсивностью 7000 м /ч. Продувку осуществляли до получения температуры жидкой стали

1620 С. После дости>кения заданной темпеустанавливают равным 0,7-0.9 от стехиометрически необходимого, а тепловую мощность в указанных пределах устанавливают в зависимости от содержания углерода в

50 металле в момент окончания продувки по соотношению (0,008...0,012) + E0,005... 0.007

С) где N — удельная тепловая мощность топливокислородного факела, МВт/т металла; ратуры фурмы поднимали и включали сводовые гаэокислородные горелки, регулируя тепловую мощность факела и коэффициент избытка кислорода. Раскисление произво5 дили в ковше силикомарганцем (6т и 65% ферросилицием (1,5 т), Усвоение элементов определяли как отношение массы введенных элементов раскислителей к массе элемснтов, присутствующих в готовой стали. l0 Выход годного определяли как отношение массы годных слитков или слябов к массе металлошихты. Во всех случаях с целью предотвращения сни>кения производительности печи выдержку металла после оконча15 ния продувки до начала выпуска устанавливали равной 10 мин.

Использование предлагаемого способа при эаявлчемых значениях режимных параметров обеспечивает существенное сниже20 ние угара ферросплавов и увеличение выхода годной стали. Заявляемое изобретение регламентирует восстановительный потенциал факела в послепродувочный период и оптимальные пределы его тепло25 вой мощности, причем внутри этих пределов тепловая мощность факела в каждом конкретном случае определяется не произвольно, а в соответствии с остаточным содержанием углерода в металле по

30 окончании продувки.

Экономическая эффективность использования заявляемого способа составляет

0,92 руб/т стали.

Формула изобретения

35 Способ выплавки стали в двухванном сталеплавильном агрегате, включающий продувку металла кислородом, заканчивающуюся за 5-7 мин до раскисления стали в печи или выпуска плавки, нагрев шлака топ40 ливнокислородным факелом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения угара ферросплавов и увеличения выхода годной стали, нагрев шлака осуществляют после окончания продувки ванны кислородом топ45 ливокислородным факелом с удельной тепловой мощностью 0,06-0,16 МВт на тонну металлической массы садки, при этом расход кислорода для сжигания топлива

1774958

Составитель О.Ткаченко

t.

Техред M.Moðãåíòàjt, Корректор H.Милюкова

Редактор Е.Харина !

Заказ 3943 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

С вЂ” концентрация углерода в металле в момент окончания продувки, j по массе; (0,008...0,012) и (0,005...0,007) — эмпирические коэффициенты, МВт/т и 7;хМВт/Т соответственно.