Способ выплавки стали в кислородном конвертере

(51) ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД ПО ДЕ ррр,1."др " щ3,., 3иь.".: 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСКО(71) Днепропетровкий институт им.но-производственн У 7 кий метал ,И.Брежн е объеди лур ги че сва и Науч ение "Ту. Синельни .В,Афонин В,И.Труба чающий дс ты лачермет(54)(57) СПОСОБ ВЫП 1 АВКИ КИС 310 РОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ, вк эавалку металлолома, углер щего энергоносителя и нагр в две стадии продувкой кислородом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности процесса за счет снижения расхода кислорода, увеличения выхода годного иуменьшения износа футеровки, завалку металлолома совместно с газовымуглем, составляющим 20-30% от всегоколичества энергоносителя, а подачукислорода на сжигание газового угляувеличивают до 0,08 - 0,26 м/мин на1 кг газового угля в течение 0-20%ни начального периода первойпричем суммарный его расходляет 20-30% от общего на плавку, после чего присаживают остальной энергоноситель и продувку продалжают с тем же расходом кислорода,следние 18-22% времени второйрасход кислорода снижают доИз 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 1 ООХ-ного металлического лома с вдуванием порашкообразного угля по ходу продувки и использованием газообразного и жидкого топлива 111. 10Недостатком 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 рев шихты продувкой кислородом в две стадии 1 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 30-1001) и увеличению окисленности лома, 35Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет снижения расхода кислорода, увеличения выхода годного и уменьшения износа футеровки. 40Поставленная 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 20-30 Х от всего количества энергоносителя, затем дают кислород на сжига ние газового угля, увеличивая его расход до 0,08- 0,26 м /мин на 1 кг газового угля в течение 10-20 Х времени начального периода первой стадии, при этом суммарный расход кислорода 55 на первую стадию составляет 20-30 Х от общего на плавку, после чего присыавают остальной энергоноситель и продувку продолжают с тем же расходом кислорода, а в последние 18- 22 Х 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 20-30 Х углеродсодержащего энергоносителя, например кокса или антрацита, газовым углем, т.е. углем с большим содержанием летучих составляющих (25 - 451). Применение углей класса антрацит или кокс, т.е. с небольшим содержанием летучих (да УХ), в связи с трудностью их зажигания и значительными потерями времени на эту операцию приводит к удлинению длительнос,- ти 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 зависитот 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, обеспечивающем 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 10-20 Х. При использовании углей с содержанием летучих 40 Х длительность начального периода составляет 10 Х времени первой стадии нагрева лома, с умень- шением содержания летучих в угле до 25 Х длительность начального периода возрастает до 20 Х. Уменьшение време 1375656ни подъема расхода кислорода до заданного значения 0,08 - 0,26 м /минна 1 кг угля менее 10/ длительностипервого периода приводит к низкомуусвоению кислорода, что унеличиваетего расход. При увеличении длительности подъема расхода кислорода более 20/ возрастают потери топливав виде несгоревших летучих, Расход Окислорода в начальный период необходимо поднимать прямо пропорционально времени до 0,08 - 0,26 м/мин на1 кг газового угля, Повышение расхода кислорода больше 0,26 м /мин на 51 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 20кислород окисляет лом и выжигает углеродсодержащие составляющие футеровки, Нижний предел расхода кислорода (0,08 м /мин на 1 кг газовогоугля) определяется условием начала 25выделения летучих из углей и их количеством и должен обеспечивать полноеих сжигание.Экспериментально установлено,чтонаиболее эффективным является присадка газового угля в количестве20-30 Х от общего расхода углеродсодержащей добавки, Указанное количество предопределено содержанием вугле летучих. При содеРжании летучих25/ необходимо количество угля 30/от общего, а при содержании летучих40- необходимо количество присаживаемого угля 20 Х, Изменение количества присаживаемого угля в ту или иную 40сторону приводит к перерасходу кислорода или топлива,Длительность первой стадии определяется условиями зажигания угля вшихте и выходом на оптимальный режим 45плавки. Установлено, что процесс горения угля стабилизируется при вводе20-ЗОХ от общего расхода кислорода.При расходе кислорода на 1 стадииниже 20 Х от общего потери летучихсоставляющих газового угля увелищваются, а превышение кислорода (больше 30/) в первой стадии удлиняетцикл плавки, Целесообразность присадки углей с небольшим содержанием летучих (антрацит, кокс) во второй стадииопределяется условиями горения топлива. 3 случае применения углей с высоким содержанием летучих (более, 9 Х) после 30/ длительностю 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 кислородаЭкспериментально установлено, что за последние 18-22/ второй стадии плавки необходимо снизить расход кислорода до 0,02- 0,04 м/мин на 1 кг 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 8 Х-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 позднее322 Х-ной длительности второй стадии приводит к значительному повышению окисленности шлака и снижению стойкости футеровки.П р и м е р, Н 1-й конвертер загружают 1,1 т металлолома, 17,5 кг (25 Х от расхода угля) газового угля (содержание летучих 32,5 Х). 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 верхнююфурму диаметром О мм и расходом 2,1 м /мин. Расход природного газаьна донные фурмы составляетО, 75 м/мин-, После вдувания 25,75 м/мин (25/ от общего расхода) присажинают в конвертер 52,5 кг антрацита и продолжают продувку . с расходом 4,0 м /мин.Через 24 мин н течение 6 йин дли1375656 Составитель А.КахановТехред Л,Сердюкова Редактор Г.Волкова Корректор Л,Пилипенко Заказ 745/26 Тираж 544 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 тельности второй стадии производят снижение 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,М: С 0,05; Бх - следы; следы Мп 0 ф 11 Б 0,035; Р 0,012. Температура стали 1600 ОС, суммарный расход кислорода на плавку составляет 103 мИспользование 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 1/, а также в связи с постоянным расходом кислорода и природ- О ного газа режим работы донных Фурмстабилизируется, что позволяет повысить стойкость футеровки.Экономический эффект от внедренияпредлагаемой технологии по сравнению 5 с известным способом на 1 млн. т стали составляет 1,80 млн.руб.