Способ осаждения вспененного шлака в кислородном конвертере

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии производства стали в кислородном конвертере,5Целью изобретения является повыше- ние выхода годного и производитель" ности печи за счет снижения выбросов.Принципиальное отличие предлагаемого способа осаждения вспененного шлака заключается в том, что применение осаждающего газа направлено на снижение склонности шпака к вспениванию при уменьшении содержанияокислов железа в шлаке за счет ихвосстановления в газокислородномпотоке с восстановительной атмосферой. Применение н качестве осаждающего дутья природного газа наиболеецелесообразно, При определенномсоотношении природного газа и кислорода сжигание газа идет с недожегомпо следующей реакции: СН + + (1-У,с+(1-)0 2 = с СО + 25(1) гдеи- степень химического недожега углерода и водорода.Создается восстановительная атмосфера в газокислородном потоке. Сюда при продувке подсасываются и вовлекаются капли шлака, на поверхности которых благодаря высокой удельной поверхности раздела и восстановительной атмосфере идет восстановление окислов железа шлака по реакциям; 30 1 СО + (РеО) - Ре 1 + СО ; (2)40 Н, + (РеО) - Рею + Н,О 3, (3)"Кроме того, образуется сажистый углерод и он участвует в восстановительных процессах по реакции С + (РеО) - СО+ ГРе 3(4) 50Наряду с этим в результате снижение расхода кислорода на окисление углерода на короткий промежуток времени уменьшается выделение газов из ванны и происходит перераспределе" ние кислорода между металлом и шлаком н сторону снижения концентрации окислов железа в шлаке. Все это дополнительно способствует осаждению вспененного шлака. Кроме того, осаждение вспененного шлака будет происходить в результате механического воздействия газокислородного потока на шлакометаллическую эмульсию. Наиболее целесообразным в период осаждения шлака является положение фурмы над ванной 60-90 калибров, В этом случае создаются оптимальные условия для подсоса шлака в струю, перемешивания шлакометаплической эмульсии и механического воздействия на пену. В целом комплексный характер осаждающего воздействия предложенного спо" соба обеспечивает высокую эффективность и быстродействие осаждения вспененного шлака.Наиболее оптимальная интенсивность подачи природного газа в качестве осаждающего реагента составляет 1,0-1,5 м/тмин. При продувке с интенсивностью менее 1,0 м /тмин процесс осаждения шлака длителен и за этот период при интенсивном вспенивании шлака могут произойти выбросы металла и шлака из конвертера. Верхний предел указанного диапа" зона обусловлен количеством образующихся при газокислородной продувке, При продувке с интенсивностью подачи природного газа более 1,5 и"/т мин образуется относительно большое количество продуктов сжигания газа что приводит к выбросам шлакометаплической эмульсии.Соотношение подаваемых на продувку природного газа и кислорода 1:(0,3-0,6) наиболее целесообразно, так как именно при таком соотношении достигаются наилучшие результаты по осаждению шлаковой пены. Сохраняется некоторый экзотермический эффект реакции сжигания природного газа с недожегом и обеспечивается восстановительная атмосфера газокислородного потока. Подача меньшего количества кислорода приводит к охлаждению шла" ка, что повышает склонность шлака к вспениванию. Газокислородный факел не получает своего развития и снижается осаждающее действие способа за счет уменьшения эффективности механического разрушения пены и ухудшения перемешивания шлакометаплической эмульсии. Кроме того, тормозятся процессы окисления углерода в ванне, что отрицательно сказывается на дальнейшем ходе кислородно-конвер 1447868торной плавкиПодача кислорода с большим 1:0,6 соотношением не обеспечивает необходимый восстановительный потенциал газокислородного потока, и образукщееся количество газов приводит к выбоосам шлака.Осаждение вспененного шлака необходимо осуществлять в периоды максимапьного вспенивания шлакометаллической эмульсии в преддверии или с началом выбросов шлака. Моменты интенсивного вспенивания шлака 45 можно определять используя акустический метод контроля уровня шлака в конвертере. Минимальный уровень звукового сигнала определенной частоты свидетельствует о максимальном вспенивании шлака в конвертере и возможном наступлении выбросов. Подачу природного газа и кислорода с укаэанными интенсивностями и соотношением ведут до осаждения шлаковой пены (обычно 1-1,5 мин). 0 снижении уровня шлака может свидетель ствовать повышение уровня звукового сигнала в системе акустического контроля уровня шлакометаллической эмульсии. После осаждения шлака продувку ведут только кислородом по 30 обычной технологии.Опробование способа осаждения вспененного шлака проводят на конвертере (1 т), Проведены плавки по проверке эффективности предлагаемого способа (плавки У 4-20 в таблице) в сравне 35 нии с прототипом (плавки У 1-3).При всех вариантах технологии выплавляют сталь марки Ст. 3. Расход шихтовых мат ери алов на плавку следую 40 щий; жидкого чугуна 850900 кг, металлического лома 100-150 кг, извести 60 кг. Применяют чугун состава, Е: С 4,4 Б. 0,8; Мп 0,4; Я 0,04 Р 0,10 с температурой 1330 С, Металлический лом, как правило, легковесный. Продувку проводят через кислородно-конвертерную фурму с центральным трактом для подачи при" родного. газа. Подачу природного газа осуществляют при прогреве металлолома в конвертере и во время продувки только в моменты вспенивания щлакометаллической эмульсии. Положение фурьк в периоды осаждения шлака 60-90 капибров.На плавках В 1-3 в моменты интен" сивного вспенивания шлака часть кис" лорода на продувку замещается. аргоном с расходом 5-307 от расхода кислорода.На опытных плавках с использованием предлагаемого способа осаждениявспененного шлака осуществляют подачу природного газа с интенсивностью0,9-1,6 м/тмин,при соотношенииприродного газа и кислорода 1: (0,20,7),На всех плавках контролируют ходкислородно-конвертерной плавки,уровень шлака в конвертере (с использованием акустического метода), интенсивность выбросов и переливовшлакометаллической эмульсии.Замена части кислорода при интенсивном вспенивании шлака аргономс расходом 5-ЗОБ от расхода кислорода не приводит к эффективному осая 1 дению вспененного шлака. Плавки Р 2-3сопровождаются слабыми выбросами, ана ппавке Р 1 выбросы шпакометаллической эмульсии привели к необходимости скачивания шлака (плавки У 13).Подача природного газа для осажде-ния вспененного шлака с интенсивностью 0,9 м/т мин не приводит кснижению уровня шлака независимо отколичества подаваемого при этом кислорода(0,3 и 0,6 от расхода газа)и времени продувки (ппавки Р 4-5).При интенсивности подачи природногогаза 1,0 м /тмин и соотношении сзвдуваемым кислородом 10,2, 0,7 наблюдают слабые выбросы (плавки В 6-7).На плавках В 8-16 подача природного газа с интенсивностью 1,01,5 ма/т мин при соотношении природного газа и кислорода 1:(0,3-0,6),как правило, в течение 1-1,5 миносаждала вспененный шлак, Выбросышлакометаллической эмульсии не наблюдают и в скачивании шлака не былонеобходимости,При соотношении вдуваемых природного газа и кислорода 1:0,2;0,7 и интенсивности продувки природным газом 1,5 мз/тмин.осаждениевспененного шлака недостаточноэффективно (плавки У 17-18),Подача природного газа с интенсивностью 1,6 м/т.мин приводит кусилению выбросов шлака, что вызывает необходимость скачивания шлака(Гео) вмоменты Способ плавки ность подачи кислорода, м 3/т мнн подачиприродного гвзви /т мин внзуапьныхнаблюдений(выб"рос) носъьподачиаргона,м /т мнн интен- сивного вспенив енияилн сквчнвания шлака,З Плавки св вмещением частикислородаар гоном Выброса Провод,О, 5/5 2,85 39,8 Слабые Не провод выброса -"2,421 0,6/20 0,9/30 16,8 17,3 19,6 Проводилось Вброса 0,54/0,6 - - 0,9 18,6 37,0 0,2/0,2 1,0 Не провод и 6 ыбросы 0,7/0,9 0,30/0,3 16,9 3,0 1,0 н 4,6 Нет 1,0 0,45/0,4513,3 О,б/0,6. 1,0 12,Нет Не проводилось 0,375/0,3 Ъ0,5625/0,45 н 1,25 13,1 3,25,н 12,6 33,0 0,75/О,б 33 1,25 14. 0,45/0,3 1,5 126 н 5позволяет более эффективно вести осаждение шлаковой пены, уменьшить выбросы шлакометаллической эмульсии иэ конвертера и исключить промежуточное скачивание шпака. Изобретение позволит увеличить производительность конвертера на 3-6 Х и повысить выход жидкой стали на 0,5- 1,5%. формула изобретения Способ осаждения вспененного щпа" ка в кислородном конвертере, включаю4 Плавки с подачей природного газа 027/0,3+в " - 0,9 щий снижение уровня шлаковой пены путем подачи через верхнюю хурму в моменты интенсивного вспенивания шлака или при появлении выбросов кислорода совместно с осаждающим газом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода годного и производительности печи, за счет снижения выбросов, в качестве осаждающего газа используют природ" ный гаэ, который подают с интенсив" ностью 1,0-1,5 м /т мин, при этомЭсоотношение природного газа и кислорода составляет 1:(0,3-0,6). Содервв"ние (ГеО)в течениепервой после минутыосввдения шлакапо данному способу Д144 У 868 Продолжение. таблицы 3 4 5 67 8 9 н 0,675/0,451,5 13,2 6 0,9/0,6 - 1,3 0,3/0,2 -1,3 105/0,7 - 1,3 12,8 14,7 18 Слабые -ф- зыбросы 17,7 0,48/0,3 - 1,6 8,9 19 Проводялось Выбросы Силъкюе выбросы 0,96/0,6 - 1,6 9,ЬФ В знаменателе в процентах от расхода кислорода В знаиенателе в долях от расхода природного газа,Составитель С.ЗЬронов Техред И.Верес Корректор В.Романенко Редактор О.Спесивых Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6810/29 Тираж 545 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5