Способ передела чугуна в конвертере

ОП ИСАНИ Союз СоветскихСоциалистическихРесаублик ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) ополнительное к авт. св У 1) М.К 22) Заявлено 04,06.80 (21) 2934422/2221 С 5/28 заявки-с присоединение (23) Приоритет Гесулерстееаа кемитет 53) УДК 669.184. .244.66 (088.8) етень 20 бликовано 30.05.82. Б евам кзебретеи н еткрмтий(72) Авторы изобретения Г, Чернятевич, Ю. И. Шиш, Ю. А. Коржавин, А. С. Тартаковский, П. К. Лебедь и Ю. И Днепродзержинский ордена Т индустриальный институт ого Красного ЗнамениМ. И. Арсеничева ф:.-:Л.";:О.-".;,(71) Заявите ЕРТЕРЕ ОБ ПЕРЕДЕЛА ЧУГУНА В 54) пользовать пропускную способность газо- отводящего тракта и интенсифицировать процесс рафинирования чугуна.Цель изобретения - повышение стойкости днища и интенсификация процесса передела чугуна в сталь.Поставленная цель достигается тем, чтов способе передела чугуна в конвертере, включающем продувку ванны жидкого металла струями кислорода сверху и однов 1 о ременно струями кислорода, подаваемымив среде защитного газа, снизу и регулирование расхода кислорода, подаваемого через форму верхнего дутья, .продувку ведут с попарным пересечением в пределах ванны жидкого металла струй кислорода, подаваемых сверху и снизу, и регулируют положение фурмы верхнего дутья.В течение 25=30 /о времени операциипродувку ведут с расходом кислорода в 1,01 - 1,5 раза превышающим номинальный при положении фурмы верхнего дутья над поверхностью ванны на уровне 41 - 60 приведенных калибров фурмы, а в остальное время с номинальным расходом кислорода при положении фурмы 15 - 40 калибров. в относится о лома (на лакообразосей по сравх продувка кислородом Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в конвертерах.Известны способы передела чугуна в сталь. по крторому продувку расплава в конвертерах ведут кислородом, подаваемым через днище, в оболочке защитной среды, например природного газа, пара, мазута и т. д. 1 .К недостаткам этих способоснижение доли переплавляемог5 - 60/О), ухудшение условий швания и удаления вредных применению с процессами, в которыметалла в конвертерах ведетсясверху.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ передела чугуна в конвертере, включающий продувку жидкого металла кислородом сверху и снизу 2.Недостаток способа заключается в том, что при продувке ванны сверху и снизу увеличивается скорость отходящих газов, что приводит к усиленному выносу металла из конвертера, не позволяет полностью исЕ 931754Начиная с 80 - 85% времени операции и до ее завершения продувку снизу ведут с расходом кислорода в 1,01 - 1,8 раза превышающим номинальный.Кроме того, в течение 25 - 30% времени операции продувку ведут при распределении подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутье в соотношении (1,01 - 1,3): 1, а в остальное время в соотношении (0,6 - 1,0): 1.Продувка ванны в течение 2530% времени операции (времени окисления шлакообразующих примесей кремния и марганца) с расходом кислорода в 1,01 - 1,5 раза превышающим номинальный (расход кислорода, соответствующий максимальной пропускной способности газоотводящего тракта конвертора) при положении фурмы верхнего дутья над поверхностью ванны на уровне 41 - 60 приведенных калибров (диаметров сопла) обеспечивает более полное использование пропускной способности газоотводяшего тракта конвертера и интенсификацию плавки в этот период операции. Дело в том, что при продувке с постоянным номинальным расходом кислорода, соответствующим максимальной пропускной способности газоотводящего тракта конвертера в период интенсивного обезуглероживания ванны (наибольшего газовыделения из конвертера), пропускная способность тракта используется неполностью в начальной и конечной стадии операции, когда значительная часть вдуваемого кислорода расходуется на окисление Я, Мп, Р, Ге без выделения газа. Поэтому можно увеличить расход кислорода на продувку сверх номинального в начальной и конечной стадии операции и тем самым добиться более равномерного газовыделения из конвертера в ходе продувки, полного использования пропускной способности газоотводящего тракта и в конечном итоге интенсификации плавки,При пересечении за счет встречного взаимодействия и торможения кислородных струй вблизи поверхности металлической ванны при предлагаемых условиях продувки в течение 25 - 30% времени операции обеспечивается такой характер продувки, который ведет к большему поступлению окислов железа в шлак, ускорению растворения извести, опережающему развитию дефосфорации по сравнению с обезуглероживанием ванны.Проведение продувки в остальное время операции с номинальным расходом кислорода при положении фурмы верхнего дутья 15 - 40 калибров обеспечивает полное использование пропускной способности газоотводящего тракта в период интенсивного окисления углерода при пересечении кислородных струй в глубинных слоях металлической ванны вблизи днища конвертера, ведущем к более жесткой продувке, а следовательно, к меньшему поступлению окислов в шлак,5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 ускоренному развитию реакции обезуглероживания и растворения скрапа, получению на конечной стадии операции металла с низкой окисленностью.Верхний предел превышения в 1,5 раза расхода кислорода над номинальным в течение 25 - 30% времени операции обусловлен максимально возможным газовыделением из конвертера в это время при переделе чугуна обычного состава. В случае превышения значения верхнего предела количество отходящих из конвертера газов превысит пропускную способность газоотводящего тракта, что повлечет за собой выбивание пламени и дыма из-под зонта, накрывающего горловину конвертера, и загрязнение окружающей среды на рабочей площадке цеха, При работе конвертера с уменьшением нижнего предела превышения (в 1,01 раза) расхода кислорода над номинальным наблюдается низкое использование пропускной способнбсти газоотводящего тракта, а отсюда и все отмеченные выше недостатки, соответствующее обычным условиям продувки с постоянным номинальным расходом кислорода.Верхний предел положения фурмы верхнего дутья над ванной в 60 калибров в течение 25 - 30% времени операции ограничен условиями максимально возможного пос. тупления окислов железа в шлак без образования выбросов при данных условиях продувки и превышение этого предела сопровождается чрезмерным переокислением шлака, вспениванием последнего, образованием выбросов металло-шлаковой взвеси из конвертера и уменьшением выхода жидкой стали. Нижний предел положения фурмы верхнего дутья над ванной в 41 калибр в течение 25 - 30% времени операции обусловлен условиями минимально возможного поступления окислов железа в шлак без ухудшения процесса шлакообразования, при понижении его значения происходит обеднение шлака окислами железа, замедленное шлакообразование и удаление фосфора.Верхний предел положения фурмы верхнего дутья над ванной в 40 калибров в остальное время операции ограничен условиями максимально возможного поступления окислов железа в шлак при интенсивном обезуглероживании ванны безобразования выбросов, Превышение этого значения положения фурмы над ванной сопровождается развитием интенсивных выбросов шлако- металлической взвеси из конвертера и потерями металла. Нижний предел положения фурмы верхнего дутья над ванной в 15 калибров в остальное время операции ограничен условиями минимально возможного поступления окислов железа в шлак. При расположении фурмы над ванной ниже 15 калибров происходит обеднение шлака .окислами железа, образуется гетерогенный шлак и вследствие продувки чистого зеркала металла развивается интенсивный вынос последнего из конвертера с заметалливанием фурмы, горловины и котла-утилизатора конвертерного агрегата.Продувка конвертерной ванны снизу с расходом кислорода в 1,01 - 1,8 раза превышающим номинальный, начиная с 80 - 85 О/о времени операции и до ее завершения, обеспечивает более полное использование пропускной способности газоотводящего тракта конвертера в окончательный период плавки, когда количество отходящих из конвертера газов существенно уменьшается изза пониженного содержания углерода в расплаве. Увеличение в 1,01 - 1,8 раза расхода кислорода на продувку над номинальным, начиная с 80 - 85/о времени операции, позволяет приблизить газовыделение из конвертера до уровня, соответствующего периоду интенсивного окисления углерода и тем самым интенсифицировать процесс продувки и сократить продолжительность плавки.Верхний предел увеличения расхода кислорода на продувку снизу (в 1,8 раза) над номинальным, начиная с 80 - 85 О/о времени операции, ограничен пропускной способностью газоотводящего тракта конвертера при продувке металла с низким содержанием углерода.В случае продувки с расходом кислорода, превышающим номинальный более чем в 1,8 раза, происходит выбивание пламени и дыма из-под зонта, накрывающего горловину конвертера, что ведет к нежелательному загрязнению атмосферы цеха.Обоснование нижнего предела увеличения расхода кислорода на продувку (в 1,01 раза) над номинальным, начиная с 80 - 85 О/О времени операциив точности соответствует вышеописанному обоснованию этой величины для начальных 25 - 30/о времени операции.Продувку в течение 25 - ЗОО/о времени операции при распределении подаваемого кислорода на вер х нее и нижнее дутье в соотношении (1,01 - 1,3): 1, а в остальное время в соотношении (0,8 - 1,0); 1 позволяет регулировать условия встречного взаимодействия и торможения кислородных струй, подаваемых сверху и снизу, в пределах металлической ванны и тем самым оптимизировать процессы шлакообразования, растворения скрапа и окисления примесей.Верхний предел превышения (в 1,3 раза) расхода кислорода, подаваемого сверху над нижним в течение 25 - ЗОО/, времени операции, обусловлен условиями минимально возможного поступления окислов железа в шлак при рекомендуемых условиях продувки без ухудшения процесса шлакообразования. В случае превышения этой величины верхнего предела встречное взаимодействие и торможение кислородных струй, 55 В металл 7 подаются струи 5 и 6 из фурм 3 и 4, установленных так, что их оси пересекаются в пределах металлической ванны 7. По ходу продувки изменяют поподаваемых сверху и снизу, осуществляе.ся в глубинных слоях металлической ванны, вблизи днища конвертера, что ведет к обеднению шлака окислами железа, ухудшению растворения извести и шлакообразования, 5 замедлению окисления фосфора и серы. Нижний предел превышения (в 1,01 раза) расхода кислорода, подаваемого сверху в течение 25 - 30% времени операции, обусловлен условиями максимально возможного поступления окислов железа в шлак при рекомендуемых условиях продувки без образования выбросов.При уменьшении этой величины нижнего предела встречное взаимодействие и торможение кислородных струй, подаваемых сверху и снизу в течение 25 - ЗОО/О времени операции, осуществляется вблизи поверхности металлической ванны, что ведет к чрезмерному обогащению шлака окислами железа, образованию интенсивных выбросов металло-шлаковой эмульсии и уменьшению выхода жидкой стали.Продувка в течение остального времениоперации при распределении подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутье в соотношении 1: 1 (верхний предел) обусловлена условиями максимального поступления окислов углерода без образования выбросов. В случае превышения расхода кислорода, подаваемого сверху над нижним, происходит при выбранных условиях продувки встречное взаимодействие и торможе ние кислородных струй, направленных сверху и снизу, вблизи поверхности металлической ванны, что сопровождается переокислением шлака и образованием выбросов. Нижний предел (0,8 - 1) распределения подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутье выбран исходя из условий минимального поступления окислов железа в шлак. При уменьшении величины нижнего предела подачи кислорода сверху встречное взаимодействие и торможение кислородных струй 40 при выбранных условиях продувки происходит в глубинных слоях металлической ванны, что ведет к обеднению шлака окислами железа и продувке чистого зеркала металла с образованием интенсивных выносов, заметалливанием фурмы, горловины кон вертера и котла-утилизатора.На чертеже изображена схема осуществления способа.В днище 1 конвертера 2 установленыгазокислородные стационарные фурмы 3, а 50 сверху введена фурма 4. Из фурмы 3истекают струи 5, из фурмы 4 истекают струи 6 в металл 7.Способ осуществляется следующим образом.931754 Формула изобретения ВНИИПИТираж 587Филиал ПУжгород, у Заказ Зббб/32 Поднисное П Патент, Проектная, 4 ложение фурмы 4 и расход кислорода через фурмы 3 .и 4.Пример. Предлагаемый способ передела чугуна осуществляют в 150 кг лабораторном конвертере, оснащенном оборудованием для продувки жидкого металла кислородом сверху и одновременно кислородом снизу, подаваемым в оболочке природного газа. Газоотводящий тракт конвертера рассчитан на номинальный расход кислорода (1 ном) 0,676 мз/мин при пиковом (максимальном) обезуглероживании ванны. Опытные плавки проводят с размещением в днище конвертера четырех топливно-кислородйых форм типа труба в трубе при соответствующей продувке сверху кислородом через четырехсопловую фурму. В каждом случае расположение сопел в днище конвертера и в фурме верхнего дутья обеспечивает при продувке условия встречного внедрения кислородных струй в пределах металлической ванны, Диаметр цилиндрического сопла составляет 1,7 мм, Ширина кольцевой щели для подачи природного газа, выполняющего роль защитной среды, равна 0,1 мм. Расход защитной среды 5% от массы подаваемого кислорода.Использование предлагаемого способа передела чугуна в конвертере обеспечивает сокращение продолжительности продувки на 1 - 1,5 мин, увеличение металла на 5,5 - 21,9/, и повышение экономической эффек-. тивности процесса. 1, Способ передела чугуна в конвертере,включающий продувку ванны жидкого металла струями кислорода сверху и одновременно струями кислорода, подаваемыми всреде защитного газа, снизу и регулирование,расхода кислорода, подаваемого через форму верхнего дутья, отличающийся тем, что,с целью повышения стойкости днища и интенсификации процесса, продувку ведут спопарным пересечением в пределах ванныжидкого металла струй кислорода, подаваемых сверху и снизу, и регулируют положения фурмы верхнего дутья.2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в течение 25 - 30% времени операциипродувку ведут с расходом кислорода в1,01 - 1,5 раза превышающим номинальныйпри положении фурмы верхнего дутья надповерхностью ванны на уровне 41 - 60 приведенных калибров фурмы, а в остальноевремя с номинальным расходом кислородапри положении фурмы 15 - 40 калибров.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что начиная с 80 - 85%-ного времениоперации и до ее завершения продувку снизу ведут с расходом кислорода в 1,01 - 1,8раза превышающим номинальной.4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что в течение 25 - 30% времени операции продувку ведут при распределении подаваемого кислорода на верхнее и нижнеедутье в соотношении (1,01 - 1,3):1, а в остальное время в соотношении (0,6 - 1,0): 1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизезо 1, Итоги науки и техники. Производствочугуна и стали. М., ВНИИТИ, 1978, т. 10,с. 67 - 142.2. Авторское свидетельство СССРМо 499311, кл. С 21 С 5/28, 1976.