Способ продувки расплава в подовом сталеплавильном агрегате

;Ай ЖР,ТЕ Я П я к черной металособэм продувки печах и двухванегатах, и может ыплавке стали в Ы 6 д ляется вследы похоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБ(56) Металлургия стали, Под ред. В,И, Явойского и др, - М.: Металлургия, 1973, с.218.Явойский В,И, и др. Теория продувкисталеплавильной ванны. - М.: Металлургия,1974, с.299-306, 316 - 329,Авторское свидетельство СССРМ 633901, кл. С 21 С 5/04, 1976. Изобретение относитслургии, в частности к спрасплава в мартеновскихных сталеплавильных агрбыть использовано при вэлектропечэх.Известен способ продувки расплакислородом через многосопловые фурмпогружаемые до границы раздела металшлак (М-Ш) или в металл.Недостатком данного способа явпонижение выхода жидкого металластвие неизменного положения фурмду продувки,Известен также способ продуплэва кислородом с переменным ием фурмы по ходу продувки,Однако неполное использование воможностей интенсификации процесса и(54) СПОСОБ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА В ПОДОВОМ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ (57) Использование: в черной металлургии. Повышение производительности подового сталеплавипьного агрегата достигается путем оптимизации положения фурми (Ф) по ходу доводки (Д), Сущность изобретения; первые 20-40 продолжительности периода Д продувку ведут при положении сопел Ф над границей раздела металл - шлак(МШ) на расстоянии 6 - 8 приведенных калибров (ПК), Затем сопла Ф устанавливают на границе раздела М-Ш, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 50-70 окислов железа из шлака, после чего продувку проводят при положении сопел Ф нэ расстоянии 2 - 4 ПК над границей раздела М - Ш. 1 з,п.ф-лы, Я табл,применении газообразного кислорода не позволяет обеспечить максимальную производительность агрегата при данном расходе кислорода.Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки высокоугперодистой стали в двухванной печи, включающий продувку металла загпубленными струями кислорода, подогрев шлака топливно-кислородными горелками и предварительное раскисление металла, причем при содержании углерода в ходе продувки на 0,2 - 0,4 выше среднезаданного в готовой стали 20-30), от расходуемого на продувку кислорода подают над поверхностью шлака.Однако способ не обеспечивает максимальную производительность агрегата при данном расходе кйспорода,ГЦелью изобретения является повышение произВодительнОсти сталеплавильного агрегата за счет снижения продолжительности периода дОВОдки,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу продувки расплава в подовом сталеплавильном агрегате, Включающему подачу через сводовые водоохлаждаемые Фурмы газообразного кислорода В периоды продувки и доводки на границу раздела М - Ш, подьем Фурм в периоддоводки выше границы раздела М - Ш, проведение беспродувочного периода, в первые 20-40 продолжительности периода доводки продувку ведут при положении сопел фурм над границей раздела М - Ш на расстоянии б - 8 приведенных калибров, затем сопла Фурм устанавливают на границе раздела М-Ш, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 50-70,4 окислов железа из шлака, после чего продувку проводят при положении сопел фурмы на расстоянии 2 - 4 приведенных калибров над границей раздела М-Ш, а по ходу плавки определяют границу раздела М - Ш.Для успешного проведения процессов шлакообраэованияопределяющих продолжительность доводки, необходимо обеспечить выполнение двух условий: наличие в шлаке активных растворителей извести и высокую температуру металла и шлака, Решение этих задач достигается при погружении фурмы в шлак, т,е. расположении ее над границей раздела М - Ш. Результатом такого воздействия является интенсивное окисление железа, сопровождающееся быстрым ростом температуры и насыщением шлака окислами железа, При этом достигается быстрое растворение извести, уже в начале доводки формируется активный гомогенный шлак, обладающий высоким десулъфурирующим и дефосфорирующим потенциалом. Однако при проведении этой операции В течение менее 20 продолжительности доводки не достигается достаточного Форсирования процессов нагрева и насыщения шлака окислами железа для заметного повышения производительности агрегата. При проведении этой операции в течение более 40 продолжительности доводки перегрев ванны и высокое содержание окислов железа в шлаке приводит к возникновению выбросов металла и шлака из печи, что вынуждает снижать тепловую нагрузку, прекращать продувку, присаживать в ванну охладители и в конечном итоге ведет к снижению производительности печи. При положении Фурмы менее чем на 6 приведенных калибров кислородных сопел выше гра Это приводит к замедлению процессов рафинирования, осложняет перенос тепла и атмосферного кислорода к металлу через шлак и приводит к снижению производительности печи.При прекращении продувки на границе раздела М-Ш ранее восстановления 50 окислов железа, содержащихся в шлаке в момент погружения, оказывается недоиспользованным потенциал, накопленный Ванной в первый период доводки, т,е. еще интенсивны процессы перемешивания, нагрева, десульфурации и удаления углерода, а фурмы поднимаютсю, снижая интенсивнось окисления углерода и перемешивания 50 55 ницы М - Ш ускорения нагрева ванны практически не наблюдается, а при подьеме навысоту более 8 приведенных калибров снижается степень использования тепла окис 5 ления железа на нагрев металла, чтосвязано с интенсивным диспергированиемшлака и Выносом его из рабочего пространства печи, В обоих случаях производительность агрегата снижается,10 После окончания первого периода доводки, проводимого при высоком положенииФурмы, ванна оказывается подготовленной кпроведению основного периода доводки, т.е.сформирован активный шлак и обеспечена15 высокая температура металла. Для реализации достигнутых в начале доводки преимуществ фурму опускают на границу разделаМ-Ш, При этом, вследствие высокой температуры металла, повышается скорость окисле 20 ния углерода, что ведет к интенсивномуперемешиванию ванны, улучшению ее нагрева теплом Факела, ускорению процессоврафинирования от вредных примесей, Таким образом ускоряются все основные про 25 цессы, протекающие в ванне: нагрев,десульфурация и дефосфорация, окислениеуглеродачто является решающим условиемповышения производительности агрегата.Однако Форсирование этих процессов на 30 блюдается только в ограниченный периоддоводки, который в каждом конкретном случае определяется снижением содержанияокислов железа в шлаке, При продолжениипродувки через фурмы, расположенные на35 границе раздела М - Ш, после того, как содержание окислов железа снизится болеечем на 70 от их содержания в моментпогружения фурм на границу раздела, перемешивание металла и шлака В значительной .40 степени замедляется вследствие снижения"интенсивности окисления углерода на границе между металлом и шлаком, протекающего за счет кислорода, содержащегося вокислах железа.45анны, что приводит к потере производи- фонтанировэния металла (т.е. в момент нэгельности аг егата. чаладоводки) фурмы поднимали над граниПосле падения окисленности шлака и "цей раздела М-Ш на определенную высотуе и интенсивности подшлакового ки- и удерживали в таком положении некотороепения ванны необходимо интенсифициро время,эатемопускали награницур двать этот процесс, являющийся основой производили повторный подъем фурм в конбыстрого рафинирования и нагрева ванны; це доводки.это достигается повторным подъемом фур- При проведении плавки кэк в прототимй над границей раздела М-Ш. В этот за- пе, фурмы находились на границе разделавершающий период доводки ванна уже 10 М-Ш в течение всей доводки.чнонагрета идля окисления углеро- Положение границы М - Ш определялим я чего о нэданетнеобходимостивдуватькислородне- электроконтактным методом, для дпосредственно в металл,н в металл, Процесс идет иэ фурм была изолирована от металлоконстустойчиво за счет передачи через шлак ат- рукций, Междуизолированнойфурмойимемосферного кислорода, кислорода, раство таллоконструкциями был установленренного в металле, и вдуваемогокислорода, омметр. При нахождении фурмы в атмосфе. переходящего в металл через шлак, При ре печи сопротивление в цепи фурма - меподъеме фурм в третьем периоде доводки тзллоконструкциименее чем на 2 приведенных калибра кисло-350000 Ом.родных сопел не достигается интенсификэ При нахождении фурмы в шлаке сопроция подшлакового кипения ванны, а при тивление составляло 150-230 Ом (цепь заподъеме фурмы на высоту более 4 приведен- мыкалась через шлак). При попаданииных калибров в шлак поступает избыточное фурмы в металл сопротивление составлялоколичество окислов железа, что термодина - 1 Ом (цепь замыкалась через металл), Сомически тормозит десульфурацию, Кроме 25 поставляя диаграмму движения фурмы со при этом снижается скорость окисле- резкими переломами нэ диаграмме сопротого, прния углерода эа сча а счет снижения эффективно- тивления, определяли положение рэ цсти непосредственного взаимодействия раздела М-Ш. Затем па сельсину проиэволо о а с жидким металлом, В обо- дили установку всех фурм в нужное положеих случаях производительность агрегата 30 ние, С учетом того, что положение границыснижается. раздела М - Ш по ходу плавки несколько изИллюстрацией приведенной схемы яв- меняется, определение положения границыляется хронометраж двух плавок, проведен- производили каждые 7 мин, внося при необных в 300-тонной мартеновской печи по ходимости коррективы в положение фурм,предлагаемому и известному(Щспособам 35 Точность установки фурм+ 1 см,(табл.1). Эффективность способа продувки оцеП р и м е р. Сталь марки Б Ст ЗСП нивалась продолжительностью доводки,, выплавляли в 300-тонной мартеновской пе- которая определялась от момента прекрачи, работающей скрап-рудным процессом с щения фонтанирования металла (конецпродувкой ванны кислородом, После выпу плавления) до момента достижения темпеска предыдущей плавки осуществляли за- ратуры металла 1620 С, содержания углеровалку мвталлолома (150 т), загрузку дэ 0,2 О, содержания фосфора 0,025.известняка (18 т), производили прогрев В момент, когда все названные парашихты в течение 40 мин, заливали жидкий метры достигали требуемых значенийпрочугун.(180 т) и начинали продувку кислоро дувку прекращали, производили выдержку"дом с интенсивностью 3000 м /ч через три металла в печи в течение 10 мин (беспродушестисопловые водоохлэждаемые фурмы с вочный период для самораскисления ванны)диаметром сопла 12 мм (приведенный диа- и начиналивыпуск металла в ковш, где про 29 4 ). Тепловой режим печи изводили его раскисление, Во всех случаях71 безво время проведения опытных плавок соот сталь была назначена по ГОСТ 380- езветствовал инструкции и от плавки к плавке ограничения применения,не изменялся. Продувку начиналинепос-, В табл.2 приведены результаты опытныхр дственно после заливки чугуна, опуская плавок с использованием предлагаемого иефурму по мере расплавления шихты до гра- известного способов продувки расплава,лава вницы раздела М - Ш, Полное расплавление 55 котором в течение всей доводки фурмы нахованны фиксировалось визуально по прекра- дились на границе раздела М-Ш.щению фонтанирования металла в местах Таким образом, реализация предлагаенахождения нерасплавившегося металло- мого способа при одновременном попадалома. При проведении плавок предлагае- нии всех его параметров в заявляемыемым способом в момент прекращения пределы обеспечивает существенное повы1750433 8 7 первые 20 - 407 э продолжительности периода доводки продувку ведут при положении сопел фурм над границей раздела металл - шлак на расстоянии 6-8 приведенных ка либров, затем сопла фурм устанавливают награнице раздела металл-шлак, измеряют содержание окислов железа в шлаке и продувают кислородом до восстановления 50- 70) окислов железа иэ шлака, после чего 10 продувку проводят при положении сопелфурмы на расстоянии 2-4 прИведенных калибров над границей раздела металл-шлак.2 Способ по п 1 о т л и ч а ю щ и й с ятем, что по ходу плавки определяют границу 15 раздела металл-шлак. шение производительности агрегата эа счетснижения продолжительности доводки. Формула изобретения 3,Способ продувки расплава в подовом сталеплавильном агрегате, включающий подачу через сводовые водоохлаждаемые фурмы газообразного кислорода в периоды продувки и доводки на границу раздела металл-шлак, подьем фурм в период доводки выше границы раздела металл-шлак, проведение беспродувочного периода, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности печи за счет снижения продолжительности периода доводки, в Таблица Содереаиие а металле 2 фосФораФ1 1еж мТемлератураметалла фС1 11 Орами отнакаладоводки, иии Полокение фурмикалиброа надграницей раэдела1750433 еблица 2 Продотвнте льнос т ьпродуеки с рисовьь полоиемнеи Фурииначале доаодкн,иин ( от продолкнтельностн довод.ки) Доги росестаноеианедсл еакиси колераее времепродувкина границераедалаП,Пр роткитель гность инн Проиэ- еоднтель. ность паин, т гч оиксплидкойстели оисотаповтормогопоаьенаФурннкаьороеиад тра.ничейрееделе8-1 Содереаиие аакиси келеаа2итеемт ПолонскиеФурии еначале до.еодкн,калибров надграннцедра алела00 доводки плевки прок ренееиии про+дуеки скоминполонениемФУРи поеторно гоподъемаФУРи 12 О 426 304 ЬО, Ь Составитель П,ТерэиянРедактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Т.ПалиЯ Заказ 2607 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Рауаская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1015 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 в в 6 8 6 9 9 9 9 9 14,6 14,3 15,2 16,Ь 17,6 15,6 22,3 22,2 22,0 32,6 14,8 22,622,7 22,3 за,в 15,6 22,2 23,4 245 Э 6,7 З 6,8 З 7,З ЗВ,5 39,6 41,5 8,97,156,ОВ492Э,569,3611,15в,вв6,66,52В,М11,39,066,696 969 Э 69,367,357,эа22,11 В,715411,9в,з ао 50 60 70 ва 40 50 60 70 80 ао 50 60 70 80 40 50 60 70 80 ЬО 50 60 70 80 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 а 4 5 5 5 5 5 120 420 125. 425 120 420 130 430 120 Ь 20 115 415 90 З 96 95 Э 95 85 365 115 415 О 426 95 395 85 385 90 . 390 120 420 5 425 65 385 96 390 90 390 125 425 130 ЬЭО 130 436 1 зо аэо 125 425 О 426 304 зоз 304 эоз зоа зоз 305 306 305 зоа 303 З 07 ЗО 6 306зоа303 ЗО 5 Э 05 306 304 303 304 зоэ зоэ 304 ьз,а 43,4 Ь 23 ьз,а аз.в 46,9 46,5 Ь 7 5 43,346,6 47,7 47,1 аз,а аг,в 47,5 46,9 47,1 42,6 42,3 42,а 42,3 42,8 аз,а