Способ выплавки стали

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9) (П 21 С 5 28 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТЮ О 02 37Глазов;емидов, Р.С.АйБ,Н. Катенин, елпан и Н.И.Воч ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов(56) 1, Смирнов Л,А. и др, Пределв кислородных конвертерах чугуна свесьма низким содержанием марганца,Бюллетень ЦНИИЧИ, 1971, Р 19, с,. 2427,2. Авторское свидетельство СССРМ 466281 кл. С 21 С 5/28, 1975,(54 )(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ в конвертере из маломарганцовистых угунов, включающий заливку чугуна, завалку лома и извести, продувку металла кислородом с переменныи его расходом и с переменным положением фур 1 мы, присадку шлакообразующих по ходу плавки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода годного металла и снижения расхода плавикового шпата, в завалку известь вводят в количестве 60-80 суммарного ее расхода на плавку, продувку металла кислородом в первые 25-30 времени ведут с максимальной для используемого конвертера интенсивностью и с расстояния 30-42 приведенных калибров формы от уровня условно спокойной ванны, в следующие 30-60 времени. продувки расход кислорода снижают до 60-80 от его расхода в начальный период, а продувку ведут с расстояния 12-20 приведенных калибров фурмы от уровня спокойной ванны, после чего расход кислорода снова увеличивают до его расхода в начальный период плавки.Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к выплавкестали в кислородных конвертерах измаломарганцовистых чугунов,Известен способ выплавки стали в130 т кислородном конвертере при переделе чугунов с содержанием 0,10,2 марганца с подачей кислородачерез четырехсопловую фурму с постоянным расходом кислорода 300 м 3/минг.11Однако постоянный расход кислорода при продувке чугуна с низкимсодержанием марганца вызывает ухудшение процессов шлакообразования, врезультате чего увеличивается.наплавку расход плавикового шпата,15Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и доотигаемому результату является способ выплавки стали, включающий заливку чугуна, завалку лома и извести, про- .20дувку металла кислородом с переменным его расходом и с переменным положением фурмы, присадку шлакообраэующих по ходу плавки 2 .25Недостаток известного способа заключается в том, .что он не приемлем при переделе чугунов с низким содержанием марганца, Наиболее характерной и важной особенностью передела низкомарганцовистых чугунов является повышенная склонность к скорачиванию шлака в период интенсивного выгорания углерода. По данному способу в период интенсивноа выгорания углерода предлагается вводить в конвертер максимальное количество кислорода, т.е. еще более увеличить и ранее развить реакцигэ окисления углерода. По мере развития .реакции обезуглерокивания даже при обьг 4 ном 4 О содержании марганца в чугуне ) количество окислов железа в шлаке сни" жается, температура плавления шлака возрастает и в ряде случаев повышает Фактическую температуру металла и 45 шлака. При этом вязкость шлака резко повышается, шлак переходит в гетерогенное состояние, становится каыеобразным и даже комкообразным, поверхность металла в значительной сте О пени оголяется, усиливается вынос из конвертера капель металла. Снижение концентрации марганца в чугуне приводит к уменьшению содержания окислов марганца в шлаке по ходу всей продувки, в том числе и в период интенсивного обезуглероживания, способствуя дальнейшему повышению температуры плавления шлака и его вяз- кости в ходе продувки. В результате при пониженном содержании марганца в чугуне и высокой интенсивности дутья увеличивается вынос металла иэ конвертера, что приводит к увеличению заметалливания дутьевых фурм, горловины конвертера, нижней части 65 камина,к снижению выхода годного и повышенному расходу плавикового шпата.Целью изобретения являвтся уве-, личение выхода годного металла и снижение расхода плавиковогО шпата.Поставленная цель достигается 1 тем, что согласно способу выплавки стали в конвертере иэ маломарганцовистых чугунов, включающеггу заливку чугуна, эавалку лома и извести, продувку металла кислородом с переменным его расходом и с переменным положением фурмы, присадку шлакообразующих по ходу плавки, в эавалку известь вводят в количестве 60-80 сужгарного ее расхода на плавку, продувку металла кислородом в первые 25-30 времени ведут с максимальной для используемого конвертера интенсивностью и с расстояния 30-42 приведенных калибров фурмы от уровня условно спо" койной ванны, в следующие 30-60 времени продувки расход кислорода снижают до 60-80 от его расхода в , начальный период, а продувку ведут ,с расстояния 12-20 .приведенных калибров фурмы от уровня спокойной ванны, после чего расход кислорода. снова увеличивают до его расхода в." начальный период плавки.Способ осуществляется следующим образом.Проведение начального периода плавки с высокой интенсивностью про дувки при повышенногл положении фурмы над уровнем спокойной ванны позволяет быстро навести первичный шлак с высоким содержаниегл окислов келеза. При низкой температуре металла в этот период активность окислов железа в шлаке незначительна для проведения реакции обеэуглероживания, но вполне достаточна, чтобы пропитать куски извести окислами железа и предотвратить образование тугоплав кой оболочки из двух или трехкальцие. вого силиката. Это значит, что в этот период создаются условия для быстрого растворения извести в шлаковом расплаве. Поэтому значительную часть навески извести для успешного проведения процесса шлакообразования необходимо вводить в начальный период плавки, Количество присаживэемой извести в этот период не должно превышать 80 от общей навески, так как охлаждющее действие ее приведет к "холодному началу" проведения плавки, в результате чего произойдет выброс металла и шлака иэ конвертера.Щй присадке извести в начале плавки в,количестве менее 60 от общей навески увеличивается количество извести, вводимой по ходу продувки, В этом случае известь не ЛГпеет раствориться в шлаке из-за низкого в нем содержания окислов железа и марганца в период обеэуглероживания низкомарганцовистого чугуна. В результате снижается основность конечных шлаков и, тем самым, десульфура-.ция и дефосфорация металла уменьшается.Положение фурмы над ванной в начальный период продувки не должнопревышать более чем в 3,5 раза положение ее в основное время продувки.При более высоком положении Фурмынад ванной уменьшается кинетическаяэнергия струи, что приводит к эамедлению "зажигания" плавки, чрезмер.ному накоплению в шлаке окислов же-леза и в последующем при опусканиифурмы в рабочее положение - к реэкоглуразвитию реакции обезуглероживания 35и выбросам. Кроме того, увеличнвается вероятность "поджога" Футе-ровки конвертера под воздействиемотражаемых металлологлом кислородныхструй из-за более близкого расположения пятен горения к футеровке,При положении Фурмы над ваннойв начальный период продувки, менеечем в 1,5 раза превышающем положениеее в основное время продувки, умень- г 5шается накопление в шлаке окисловжелеза, в результате чего замедляется усвоение извести, Кроме того,возрастает опасность повреждениянаконечника Фурглы об куски нерасп-.лавившегося металлического лома.Период завершения наводки первичного шлака и подготовки извести должен составлять не менее 25 временипродувки, иначе известь че успеетраствориться в шлаке, и не более 30, Э 5так как по истечении этого вреглениначинает развиваться реакция обезуглероживания ванны,Скорость выгорания углерода в период обезуглероживаиия лииитируется 40с одной стороны скоростью восстаиов.ления железа иэ шлака, в результатечего вязкость шлака резко увеличивается, а с другой стороны - производительностью конвертера. 45Для того, чтобы реакция окисления .углерода не развивалась до уровнячрезмерного снижения окислов железав шлаке, в этот. период необходимоинтенсивность продувки. поддерживать.не более 80 от максимальной. Колебания в положении фурмы над уровнем,спокойного состояния ванны (12-20приьеденных калибров ) зависят в каж дом конкретном случае от состояния,количества, химсостава шпака и других 55факторов. уменьшение интенсивностипродувки в период обезуглероживанияменее 60 от максимальной понижаетскорость окисления углерода, что отражается на производительности конвертера,По мере снижения скорости обезуглероживания, когда в металле коицентрация углерода уменьшается донизких значений, интенсивность про-; у дувки необходимо увеличивать до максимальной величины. Такой прием позволяет поддерживать на достаточновысоком уровне скорость окисленияуглерода, навести жидкоподвижный железистый шлак и уменьшить время продувки всей плавки.П р и м е р 1. В 350 кг конвер.тера продувают чугун следующего состава, Ъ. С 4,2; 510,71; Ип 0,23;5 0,31; Р 0,11, Расход чугуна, логла и извести в завалку соответственно составляет 270, 80 и 8,8 кг. Максимальный расход кислорода составляет 1,5 нгл 3/мин, время всей продувки 26 мин. До 4 мин продувки (15времени 1 интенсивность дутья составляет 0,75 нм 3/мин (50 от максимальной ), затем увеличивают расход кислорода до максимальной величины1,5 нм /мин и в последние 4 мин продувки вновь интенсивность снижаютдо 0,75 нгл /мин (50 от максимальной ). Положение фурмы по ходу плавкисохраняют постоянным на уровне 10приведенных калибров. По ходу плавкиприсаживают плавиковый шпат иизвесть, расход которых соответственносоставляет 2,5 и 13,2 кг. На 3-ейминуте продувки происходит выбросшлаковой пены, По окончании продувкифурма и горловина конвертера ".эакозлены". Металл .содержит,Ъ: С 0,14;Мп 0,18; Э 0,030 и Р 0,027. Основность шлака 2,4, содеожание Гео 8,9,Выход жидкой стали,84,2.П р и м е р 2. Предлагаемый способ. В 350 кг конвертере продуваютчугун следующего состава,Ъ: С 4,2,.51 0 71; Мп 0 23, 5 0 031; Р 0 11.Расход чугуна, лома и извести в завалку соответственно составляет:270 , 80 и 13,2 кг (60 от общегорасхода ). Время всей продувки 26 мин,До 6,5 мин продувки (25 времени )интенсивность дутья устанавливают1,5 нм 3/мин при положении фурмы,превышающем в 1,5 раза положение в основное врегля продувки, затем фурмуопускают до 20 приведенных калибровот уровня спокойной ванны и снижаютрасход кислорода до 0,9 нм /мин( 30 времени ), затем расход кислорода вновь увеличивают до 1,5 нм 3/мин,По ходу плавки присаживают плавиковый шпат и известь, расход которыхсоответственно составляет 0,3 и8,8 кг. По окончании продувки фурмаи горловина конвертера чистые от металлических капель Металл содержит,: С 0,11, Мп 0,16, 51 0,0.18;Р 0,014, Основность шлака 3,4, содержание ЕеО = 14,9, Выход жидкойстали 88,6,П р и м е р.:3, Химсостав чугуна,его количество, а также расход лома8,8 (40) 13,2(60) 17,6 (80) 12,1(55) 18,7 (85) известь по ходу плавки 13,2(60) 8,8(40) 4,4(20) 9,9(45) 3,3(15) 0,3 . 0,8 0 плавиковый шпат 2,2 2,5 Максиглальный расход кислорода, нмз/глин 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 32 22, 5 Длительность продувки,мин 26 26,Начало продувки длительность, мин/ продувки 6,5/25 7,5/30 6,5/20 8/35 4/15 аналогичны примеру 2. Расход извести в завалку 17,6 кг (80 от общего расхода ), время продувки 25 мин. До 7,5 глин продувки (30 вреглени ) интенсивность дутья 1,5 нм З/мин при, положении фурмы, превышающем в 3,5 раза положение в основное время продувки, затем фурму опускают до 12 приведенных калибров. от уровня спокойной ванны и снижают расход кислорода до 1,2 имЗ/мин (80 от максимального )и при этом расходе про-дувают металл 15 мин (60 времени), затем расход кислорода вновь увеличивают до 1,5 нм 3/мин, Расход плавикового шпата и извести по ходу продувки соответственно составляет 0,8 и 4,4 кг. По окончании продувки фурма и горловина конвертера чистые от металлических капель. Металл содержит,: С 0,15, МП 0,19 5 0,014, Р 0,009. Основность шлака 3,6, содержание РеО = 13,7. Выход жидкой стали 88,8.П р и и е р 4, Химсостав чугуна, его количества, а также расход ломааналогичны примеру 2. Расход извести в эавалку 12,1 кг (55 от общего расхода). Время продувки 32 мин. До 6,5 мин продувки (20 времени) интенсивность дутья составляет1,5 нм э/мин при положении фурмы, превышающем в 1,4 раза. положение в основное время продувки, затем фурму 1 опускают до 22 приведенных калибров от уровня спокойной ванны и снижают расход кислорода до 0,75 нм /мин3( 50 от максимального ). При этом расходе продувают металл 21 мин (65 времени ), затем расход кислорода вновь увеличивают. до 1,5 нм З/мин, Расход извести по ходу продувки 9,9 кг. В ходе продувки имеют мест 6 сильные выбросы металла и шлака иэ конвертера. По окончании продувкифурма и горловина конвертера чистыеот металлических капель. Металл содержит,%: С 0,17, Мп 0,17; 5 0,024и Р 0,012. Основность щлака 3,4, содержание ГеО = 22,2. Выход жидкойстали 85,5,П р и м е р 5. Химсостав чугуна,его количество, а также расход ломааналогичны примеру 2, Расход извести1 О в завалку 18,7 кг (85 оФ общегорасхода), Время всей продувки 22,5 мин.До 8 мин продувки (35 времени )интенсивность дутья составляет1,5 нм 3/мин при положении формы,пре 15 вышающем в 3,6 раза положение в ос. -новное вреггя продувки, затем Фурмуопускают до 10 приведенных калибровот уровня спокойной ванны и снижаютрасход кислорода до 1,35 нм З/мин(90 от максимального ). При этом расходе продувают глеталл 5,5 мин (25времени ), затем расход кислородавновь увеличивают до 1,5 им 3/мин.,Расход плавикового шпата и известипо ходу продувки соответственно составляет 2,2 .и 3,3 кг, По окончаниипродувки фурма и горловина .конвертера заметалены. Металл содержит,:С 0,14; Мп 0,10, 5 0,022 и Р 0,022.Основность шлака 2,9, содержаниеГео = 11,2. Выход жидкой стали86,7,Таким образом, применение известного способа (пример 1) при переделечугуна с содержанием марганца 0,23З 5 приводит к ухудшению шлакообразования, о чем свидетельствует повышен.ный расход шпата, значительный выносметалла иэ конвертера и низкий выходжидкой стали.40 Результаты предлагаемых плавок1046289 Продолжение таблицы Плавка по примеру Параметры 1 1 1 Л. 4 5 сход кислорода,Ъот максимального 100 100 100 100 50 положение фурмыприв.калибров 10 36 42 30 Серецина продувкн длительность, мин/% продувки 18/70 80 90 50 60 положение фуроры,прив.калибровЪ 2210 12 10 20 Конец продувки длительность, мнн/%. продувки 4/15 расход кислорода, Ъотмаксимального 100 100. 100 100 50 положение фурмы,прин. калибров 12 10 22 20 10 Химический .состав металла и шлака после продувкиуглерод, Ъ 0,11 0,14 0,17 0,15 0,14 0,17 0,18 0,16 0,18 0,19 0018 . Ою 014 0,024 0,030 Ок 027 Оф 022 Ою 022 0,014 . 0,009 0,012 2,4 2,9 3,4С22,2 3,4 3,6 11,2 14,9 13,7 88,8 8,9 Выход жидкой стали,В 85 ю 5 84,2 88,6 86;7 ВНИИПИ Заказ 7665/24 Тираж 568 Подписное Филиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул, Првектная, 4 расход кислорода, %от максимального 100 марганец, Ъсера,Ъ.фосфор,Ъ.основность, ед.закись железа,% ФОптимальными вариантами предла гаемого способа выплавки стали являются цяавкн по примерам 2 и 3, при осуществлении которых снижается расход плавикового шпата на 1,7-2,2 кг и увеличивается выход жидкой стали 55 на 4,4-4,6. Приосуществлении предлагаемого способа по примерам 4 и 5 (значения параметров плавок ниже или выше предлагаемых )увеличивается время продувки на 6 мин (пример 4) и ухудшаются процессы десульфура-. 8/30 15/60 21/65 5,5/25 11 ю 5/45 2 ф 5/10 4,5/15 9/40 ции (примеры 4 и 5 ) и дефосфорациипример 5), снижается выхбд жидкойстали за счет выбросов (пример 4 ) и:выносов (пример 5 ) металла и шлака.Таким образом, эффективность отприменения предлагаемого способавыплавки стали по сравнению. с извест-ным выше эа счет снижения расходаплавикового шпата на 5,9-7,5 кг/тстали и увеличения выхода годногона 4,4-4,6.