Способ выплавки стали

Способ выплавки стали

Реферат

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в конвертерах.

Известен способ передела чугуна в конвертере, заключающийся в том, что продувку кислородом с максимальной интенсивностью 3,0...4,0 м³/т мин ведут до 35...40% общей продолжительности продувки с последующим снижением на 22...42% от начальной интенсивности продувки, а заключительный период продувки ведут с начальной интенсивностью (1).

Недостатком данного способа является уменьшение интенсивности дутья в середине продувки и большая продолжительность продувки конвертера с низкой интенсивностью, что снижает производительность агрегата.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку с изменением интенсивности подачи кислорода, причем в момент подачи извести продувку ведут с интенсивностью 0,4...0,5 (40...50%) от интенсивности расхода кислорода в начале процесса 3,1 м³/мин·т, а после 0,5...1,5 мин. Вновь увеличивают расход кислорода до 2,6 м³/мин·т (86% от исходного значения) (2). Данный способ принят за прототип.

Недостатком способа является большое снижение интенсивности продувки (на 50...60%), причем это уменьшение производится не с самого начала продувки, а в момент присадки извести определенной фракции, после этого продувка продолжается с интенсивностью дутья, составляющей 86% от начального расхода кислорода. Все это увеличивает продолжительность продувки и плавки в целом и уменьшает производительность конвертера.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение производительности конвертерного цеха посредством выплавки стали одновременно в трех конвертерах за счет совмещения периодов продувки и слива стали без ожидания анализа.

Поставленная задача достигается за счет того, что предлагается способ выплавки конвертерной стали в цехе с тремя одновременно работающими конвертерами, включающий продувку с изменением интенсивности подачи кислорода, отбор пробы, измерения температуры металла после окончания продувки, выпуск металла в ковш с присадкой раскислителей и ферросплавов, и доводку стали в агрегате комплексной обработки стали по химическому составу и температуре, причем при работе двух конвертеров продувку ведут с максимальной интенсивностью подачи кислорода, а при совпадении периодов продувки с третьим конвертером интенсивность продувки этого конвертера снижают на 10...15% до завершения продувки одного из конвертеров, при этом после окончания продувки металл сливают в ковш без ожидания анализа.

Снижение интенсивности продувки в начале продувки третьим конвертером связано с тем, что газоотводящий тракт и котел-утилизатор конвертерных цехов с тремя конвертерами не рассчитаны на прохождение отходящих газов от трех одновременно работающих конвертеров. Такие тракты рассчитаны на отвод газов от двух одновременно работающих агрегатов при максимальном газовыделении из них. Однако, учитывая, что скорость окисления углерода из металла во время продувки в конвертере имеет трапециевидный характер с существенным уменьшением скорости окисления углерода и количества выделяющихся газов к концу продувки (см. чертеж) [3, 4].

Таблица 1
Продолжительность плавки в конвертере
Параметр	Доля, %	Продолжительность, мин
Загрузка лома	2,3	1,08
Заливка чугуна	2,3	1,07
Продувка	40,1	19,21
Додувка	3,0	1,44
Взятие пробы	7,6	3,66
Измерение температуры	7,3	3,50
Ожидание анализа	20,9	10,0
Слив металла	9,1	4,36
Слив шлака	7,3	3,59
ВСЕГО:	100	47,91

То это обстоятельство позволяет начинать продувку третьего конвертера, не ожидая завершения продувки двух других. Однако интенсивность продувки третьего конвертера должна быть на 10...15% меньше максимальной до завершения продувки одним из двух работающих агрегатов.

Снижение интенсивности подачи дутья в начале продувки третьим конвертером на 10...15% обусловлено тем, что при уменьшении интенсивности продувки на величину больше указанного предела (более 15%) увеличивается продолжительность продувки и плавки, снижается производительность конвертера. При уменьшении интенсивности продувки на величину меньше указанного предела (менее 10%) из трех одновременно работающих конвертеров выделяется такое количество горячих газов, пропустить которое через газоотводящий тракт и котел-утилизатор не представляется возможным.

Ожидание результатов химического анализа металла после окончания продувки составляет значительную часть от цикла плавки (таблица 1). В том случае, если после слива из конвертера ковш с металлом поступает в агрегат комплексной обработки стали (АКОС), есть возможность сократить эту часть цикла плавки и после присадки в ковш стандартной порции раскислителей и ферросплавов, рассчитанных на получение этих компонентов в стали на нижнем пределе требований нормативных документов, сливать металл в ковш без ожидания результатов химического анализа, корректируя химический состав металла в АКОСе [5]. В этом случае цикл плавки сокращается на 20...21% (таблица 1) и пропорционально увеличивается производительность конвертеров.

Способ выплавки конвертерной стали в цехе с тремя одновременно работающими конвертерами, при котором доводку стали по химическому составу и температуре производят в АКОСе, позволяет существенно увеличить производительность конвертерного цеха за счет сокращения продолжительности плавки и простоев третьего конвертера на ожидание фронта продувки. Способ позволяет ликвидировать простои конвертера из-за ограничений по пропускной способности газоотводящего тракта и котла-утилизатора, связанные с ожиданием завершения продувки одним из конвертеров.

Пример осуществления предлагаемого способа.

В кислородно-конвертерном цехе находится в работе три конвертера емкостью 140 т по выходу жидкой стали. Максимальная интенсивность продувки - 400...450 м³/мин, при этом через газоотводящий тракт с учетом подсоса атмосферного воздуха проходит 350...400 тыс.м³/ч технологических газов. Газоотводящий тракт конвертерного цеха позволяет пропустить одновременно не более 1000...1050 тыс.м³/ч отходящих газов, что делает невозможным продувку трех конвертеров одновременно и снижает производительность конвертерного цеха. Как видно из таблицы 2, в этом случае возможно одновременная продувка только двух конвертеров, а для того чтобы начать продувку третьим конвертером, необходимо завершить продувку одним из двух конвертеров. Это вызывает простои конвертера в среднем 10 мин, что увеличивает продолжительность плавки (до 58 мин) и уменьшает число плавок, выплавляемых в сутки этим агрегатом и цехом в целом.

Предлагаемый способ позволяет, несколько снизив интенсивность дутья в начале продувки (до 380...400 м³/мин), начать продувку третьего конвертера одновременно с двумя другими, при этом из трех конвертеров выделяется такое количество отходящих газов (не более 1050 тыс.м³/ч), которое возможно пропустить через газоотводящий тракт конвертерного цеха и систему газоочистки. При этом несколько увеличивается производительность продувки третьего конвертера и плавки в целом (на 4 минуты), однако средняя продолжительность плавки третьего конвертера сокращается на 7 минут, что позволяет дополнительно выплавить на этом конвертере 2...3 плавки в сутки.

Ожидание результатов химического анализа занимает в среднем 10 минут (таблица 1).

В том случае, если доводка металла по химическому составу производится в агрегате комплексной обработки стали (АКОС), появляется возможность сократить эту часть плавки, корректируя химический состав стали на АКОСе. При этом в ковш присаживается стандартная порция ферросплавов и лигатур, рассчитанная на получение всех вводимых компонентов на нижнем пределе, а корректирующие присадки производятся в АКОСе. Как видно из таблицы 2, такая технология позволяет сократить общее время плавки в среднем на 10 минут и выплавить в конвертерном цехе дополнительно 25 плавок в сутки, что при средней массе плавки 140 т эквивалентно увеличению производительности конвертерного цеха на 3,5 тыс.т.

Заявляемый способ выплавки конвертерной стали может быть использован в конвертерных цехах спроектированных в составе трех конвертерах, газовый тракт которых был рассчитан на одновременную работу двух агрегатов. Способ позволяет без значительных капитальных затрат увеличить производительность стали в конвертерном цехе.

Таблица 2
Способ выплавки	Интенсивность продувки, м3/мин	Объем газов, проходящих через газоход, тыс.м3/час	Продолжительность продувки, мин	Продолжительность плавки, мин	Сокращение плавки на ожидание анализа, мин	Общая продолж. плавки, мин	Число плавок в сутки, шт.	Суточное производство стали, тыс.т
Конвертер, номер	Конвертер, номер	Конвертер, номер	Конвертер, номер	Конвертер, номер	Конвертер, номер
1	2	3	1	2	3	всего	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	всего
Известный	400-450	400-450	-	350-400	350-400	-	750	21	21	21	48	48	*)48+10=58	-	48	48	58	29	29	24	82	11480
Предлагаемый	400-450	400-450	380-400	350-400	350-400	300	1050	21	21	24	48	48	51	10	38	38	41	36	36	35	107	14980
*) 10 минут - ожидание фронта продувки

Источники информации

1. Патент РФ № 2180006, Мкл. С21С 5/28, 11.04.2000.

2. А.с. СССР № 1617002, Мкл. С21С 5/28, 17.06.1988.

3. Бамтизманский В.И. Теория кислородно-конвертерного процесса. М.: Металлургия, 1975, с.236.

5. Патент РФ № 208543, Мкл. С21С 7/00, 20.07.1997.

Способ выплавки стали, включающий одновременную продувку кислородом трех работающих конвертеров с изменением интенсивности подачи кислорода, измерение температуры металла после окончания продувки, отбор пробы металла для определения химического состава, непосредственно, после чего выпуск металла в ковш с присадкой раскислителей и ферросплавов, и доводку стали в агрегате комплексной обработки стали по химическому составу и температуре, при котором продувку двух конвертеров ведут с максимальной интенсивностью подачи кислорода, а интенсивность продувки третьего конвертера снижают на 10-15% до завершения продувки одного из конвертеров.