Способ передела чугуна в конвертере

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5 2 ГОС БРЕТЕНИ САН Н АВТОРСКОМУ аптиз- йзату- читель стричев тво СССР976. ГУНАвкуертными й с щвыходакачества ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 21) 3368461/22-02(71) Днепродзержинский ордедового Красного Знамени индуный институт им. М.И. Арсен(54)(57) 1, СПОСОБ ПЕРЕДЕЛАВ КОНВЕРТЕРЕ, включающий прметалла кислородом сверху игазом снизу, о т л и ч а ю,тем, что, с целью повыыениягодного металла и улучшения,стали, продувку кислородом ведут в пределах одной половины объема ванны, а продувку инертным газом " в пределах другой половины.2. Способ по п.1, о т л и ч а вщ и й с я тем, что интенсивность продувки кислородом составляет 2-7 мэ/т мин, а инертным газом " 0,1-1,0 м 9/т мин.3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что кислород и инертный газ подают в расплав струями, угол наклона которых к вертикальной оси конвертера составляет 10-250, точки истечения струй рас" полагают по концентрическим полу- окружностям причем инертный газ по-дают от периерии к центру.4. Способо пп. 1 и 2, о т л и- фф ч а ющ и й с я тем, что продувку кйслородом ведут в струйном режиме,( а инертным газом - в пуэйрвковом.Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к производству стали в конвертбрах, работающих с комбинированной продувкой ванны кислородом и инертным газом,Известен способ донной продувки 5расплава кислородом, включающий подачу инертного газа струей, концентричной струям кислорОда и защитногогаза Ц .:Однако этот способ обладает сущест веиным недостатком по сравнению. с кис.лородно-конвертерным процессом, за,ключающимся в невозможности регулирования окисленности шлака содержания в нем окислов железа по ходу опе 15рации. Поэтому на протяжении преобладающей части времени от начала продувки, содержание эакиси железа вшлаке, являющейся основным растворителем присаживаемой в конвертер известиобычно ниже 5, в то время как длябыстрого. растворения.извести нЕобходимо иметь 15253 .ГеО . Это не способствует Формированию жидкоподвижного высокоосновного шлака с самого начала операции и тем самым замедляет про текание деФосфорации и десульФурациипо сравнению с обеэуглероживаниемванны, вследствие чего приходитсявести плавку с передувкой. ука.эанные обстоятельства вынуждают вместоприсадок кусковой извести вводитьв нанну в потоке кислорода порошкообраэную известь, применяя для этихцелей сложное и дорогостоящее оборудование, что ухудшает технико-экономические показатели вьплавки сталив конвертерах.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ переде ла чугуна в конвертере, включающийпродувку металла кислородом сверхуи инертным газом снизу и .Согласно известному способу подача кислорода сверху через водоохлаж,5даемую Фурму и ввод инертного газав металл снизу через трубчатые сопла или пористые блоки в днище осуществляется симметрично относительновертикальной оси конвертера. Верхняя продувка кислородом вызывает конвективные потоки металла э конвертерной ванне, направленные вниз вдольстенок конвертера и вверх в центреванны. В то же время донный подводинертного газа ведет к направлениюпотоков металла у боковых стенокконвертера вверх, а в центре ванны - вниз,В результате такого встречного 60 взаимодействия и взаимного торможения потоков существенно снижается эФФектиэность перемешивания ванны и использования кислорода, что приводит к высокому содержанию окислов железа в шлаке, потерям в выходе годного металла, низкому качеству стали.Целью изобретения является повышение выхода годного металла и улучшение качества стали.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу передела чугуна в конвертере, включающему продувку металла кислородом сверху и инертным газом снизу, продувку кислородом верут в пределах одной половины объема ванны, а продувку инертным газом - в пределах другой половины.Кроме того, интенсивность продувки кислородом составляет 2-7 мат,мин а инертным газом - 0,1-1,0 м/т мин.Причем кислород и инертный газ подают в расплав струями, угол наклона которых к вертикальной оси коивертера составляет 10-25 О, точки истечения струй располагают по концентрическим полуокружностям, причем инертный газ подают от периФерии к цент- РУ.Продувку кислородом ведут в струй-, ном режиме, а инертным газом - в пузырьковом.Ведение продувки с вводом инертного газа в металл в пределах одной половины площади днища конвертера и с подачей кислорода на противоположную половину площади зеркала ванны вызывает замкнутый круговорот металла, выражающийся в движении ,потоков металла вверх в пределах зоны, ввода инертного газа с дальней" шим опусканием потоков вниз в зоне подачи кислорода. Скорость движения металла по кругу особенно возрастает при продувкес вводом инертного газа и кислородав металл в струйном режиме черезтрубчатые сопла одной или более группами струй по концентрическим полуокружностям и с одицаковым наклономк вертикальной оси конвертера в направлении подачи кислорода, Это связано с однонаправленным приложениемимпульсов одиночных струй по касательным в разных точках круга, что позволяет при сравцительно небольшихколичествах подаваемого снизу инертного газа интенсиФицировать массо- перенос в ванне,Массоперецос в конвертерцой ваннев условиях небольших расходов инертного газа на доццув продувку болееинтенсифицируется при продувке с вводом инертного газа в металл в пузырьковом режиме через пористые огнеупорные цилиндрические блоки, а кислорода - в струйном.Ввод инертного газа через пористыеблоки, установленные по концентрическим полуокружностям под наклоном квертикальной оси конвертера, позволя 1024509ет при одном и том же расходе инертного газа увеличить площадь ввода его в расплав, что интенсифицирует перемешивание ванны.Интенсификация перемеиивания ванны сопровождается лучиим усвоением 5 кислорода на окисление примесей, понижением содержания окислов железа в шлаке и увеличением выхода годного металла.На фиг.1-4 изображена схема осуществления способа.В пределах одной половины днища ,1 конвертера 2фиг.1) установлены трубчатые сопла 3 или взамен пористые огнеупорные блоки 4, а сверху введена фурма 5.Трубчатые сопла 3 или пористые огнеупорные блоки 4 могут быть расположены равномерно по площади одной половины днища конвертера фиг,2) или группами по концентрическим полуокружностям б с наклоном к вертикальной оси конвертера, Иэ трубчатых сопел 3 вводится инертный газазот или аргон в металл 7 струями (в струйном режиме), а из пористых огнеупорных блоков 4 - в виде мелких пузырей в пузырьковом режиме . Кислород подается через фурму 5 на противоположную половину площади зеркала ванны в виде струй, внедряющих ся в ванну по концентрическим полуокружпостям с наклоном к вертикальной оси конвертера.При реализации варианта продувки ( фиг.31 ввод инертного газа азота 35 или аргона и кислорода в металл осуществляется с одинаковым наклоном к вертикальной оси конвертера в направлении подачи кислорода,фиг.4).Во всех предложенных вариантах 40 по ходу продувки ра.ход инертногО газа может изменяться с увеличением его количества в начальном и конечном этапах: операции, чтобы улу .шить перемешивание ванны именно в те пе риоды плавки, когда обезуглероживание ванны замедляется по сравнению с серединой операции.Расход инертного газа на продувку в пределах 0,1-1 м/т мин определен на основании проведенных лабо- раторныХ плавок на 150 -кг конвертере и путем анализа известных данных по комбинированной продувке. Превышение интенсивности подачи инертного газа свыше 1 м/т мин верхнего предела сопровождается чрезмерным брызгообразованием при продувке с уменьшением выхода жидкой стали за счет потерь с выбросами. Уменьшение интенсивности подачи газа ниже 60 0,1 м/т мин нижнего предела сопро-. вождается ухудшением перемешивания ванны, в результате чего затрудняются процессы шлакообразования и удаления вредных примесей, повышается окисленность шлака до уровня, характерного для обычных плавок только с верхней продувкой кислородом,жидкой стали.Расход кис-орода на прсдувкув пределах 2-7 м/т мин обоснован исходя из наиболее целесообразныхусловий интенсификации кислородноконвертерного процесса. Как известно,превышение интенсивности продувки ванны кислородом свыше 7 м/т мин( верхний предел) слабо влияет надлительность цикла плавки производительность процесса и при этом софправождается уменьшением стойкостикислородных Фурм, ухудшением шлакообразования, снижением выхода годного и других технико-экономическихпоказателей процесса.Уменьшение интенсивности продувкиванны кислородом ниже 2,0 м 5/т минсопровождается существенным снижением производительности конвертерного агрегата.При малых расходах кислорода иинертного газа на продувку подачаих в металл в струйном режиме предусматривает. расположение группысопел в головке верхней Фурмы и водной половине днища конвертерапо концентрической полуокружности.При высоких расходах продувочныхгазов,с целью большего рассредбточения инертного газа в пределах одной.половины площади днища конвертераи кислорода на противоположной половине площади зеркала ванны целесообразно использовать более однойгруппы (предпочтительно две) сопелв головке верхней и в одной половинеднища конвертера с расположением ихпо концентрическим полуокрупностяидля осуществления продувки несколькими группами струй фиг.2).Угол наклона струй кислорода иинертного газа к вертикальной осиконвертера в направлении подачикислорода составляет 10-25 о,При превышении верхнего пределаугла наклона струй25 ) происходитчрезмерное приближение высокотем,пературных реакционных зон и зонинтенсивного барботажа ванны к Футеровке конвертера, что способствуетее быстро.1 у разрушению. С уменьшением угла наклона струй к вертикальнойоси конвертера ниже 10 (нижний преодел) наблюдается образование застойных зон на периферийных участкахконвертерной ванны и возрастает интенсивность брызгообразования из-заслияния реакционных зон в центральныхобъемах ванны, что ведет к потерямжидкой стали в виде выбросов.Проверка предлагаемого способа Пе-.редела чугуна в конвертере осуществлена на 150-кг лабораторном конвертере, оснащенным оборудованием для про 102450955 . удаления серы и Фосфора. Продувка, в предложенных вариантак ведения пла дувки жидкого металла кислородомсверху и одновременно инертным газом снизу.Передел чугуна в конвертере осуществлен при 4 вариантах ведения плавок.Продувке подвергался чугун, содержащий в среднем 4 С, 0,7 Ы0,35 Мп, 0,045 50,086 Р, Температура чугуна при заливке в конвертер составляла 1380 С. Во всех случаях расходы извести и плавиковогошпата на планку были одинаковы и со"ответственно составляли 10,5 и 0,25 кили соответственно 7 и 0,17 от веса металлической части шихты заливаемого в конвертер чугунаПрисадки извести и плавикового шпата осуществлялись днумя ровными порциями ка 2 и 4 мин продувки. На протяжении всей операции параметры продувки чугуна расходы кислорода и инертного газа , высота кислородной Фурмы над ванной при всех 4 вариантах ведения плавок были неизменными. Продувку ванны заканчивали после падения Факела, что соответствовало содержанию углерода н расплане ниже 0,10Характеристика вариантов,Х-вариант - известный способ передела чугуна н конвертере когда кислород сверху нвсдят на поверхность ванны симметрично относительно продольной оси конвертера через .-етырехканальпую Фурму с диаметром сопла 1,7 мм, угол наклона сопел к вертикали Фурмы 15 . Инертный газ азот вводят в струйном режиме через пять трубчатых сопел диаметром 1,0 мм, установленных равномерно по кругу диаметр 200 ьм относительно вертикальной оси конвертера,. Расход кислорода на продувку устанавливают 0,67 м /мин 4,4 б м /т115 . 7 5а. азота - 0,075 м/мнн 0,5 м "/т мин Нысота расположения кислородной Фурмы над уровнем ванны была 30 калибров илн 51 мм.П вариант - известный способ пере дела чугуна, когда кислород сверху вводят на поверхность ванны н струйном режиме симметрично относительно продольной оси конвертера, При этом дутьеной режим продувки нанны кисло" родом соответствует 1 варианту ведения планок. Азот снизу с расходом 0075 и /мин 05 м/т мин подают через пять огнеупорных пористых блоковдиаметром 40 мм), установлен. ных также равномерно по кругу диаметром 200 мм относительно вертин калькой оси конвертера.вариант в предлагаем способ передела чугуна н конвертере. Продувку наины кислородом сверху осу- ,щестнляют в пределах одной полонины площади зеркала ванны через четырех-дканальную фурму с диаметром сопел1 р 7 мм,Сопла в головке фурмы располагаютравномерно по концентрической полуокружности радиусом 20 мм с каклономк вертикальной оси фурмы 15 . Расход кислорода на продувку 0,67 м/мин44,46 м/ т мин , высота фурмы надванной 51 мм 30 калибров . Подачуазота в струйнрм режиме в расплавснизу с расходом 0,075 м/мик0,65 м/т мину ведут через пятьгрубчатых сопел диаметром 1,0 ммустанонленных в противоположной относительно места ввода кислорода половине площади днища конвертера, Трубчатые сопла размещают н,одной половине днища равномерно по полуокружности радиусом 150 мм. При этом сопланаклонены к вертикальной оси конвер-,тера под углом 15 , если смотретьОсверху в направлении подачи кислорода, 1 Ч вариант - предлагаемый спосЬб передела, отличие, которого от варианта И заключается в подаче азота в пу, -зырьковом режимечерез 5 огнеупорных пористых блоков диаметром 40 ммразмещенных равномерно по полуокружности радиусом 150 мм под углом 15к вертикальной оси конвертера в каправлении подачи кислорода.Основные усредненные технологические показатели различных вариантов у передела чугуна сведены в таблицу,Из данных таблицы видно, что использование предлагаемого способа передела чугуна в коннертере обеспечиваетпо сравнению с известным способом увеличение выхода жидкой стали на 0,5, степени десульфурации - на 14,0-17,6 степени дефосфорации " на 3,6-4,1,При одной и той же продолжительности продувки и режимах расхода шлам 45 кообраэующих материалон в предлаГаемом способе передела оснонность конечного шлака возрастает на 0,203,15, а концентрация углерода вметалле после продувки снижаетсяна 0.,03. Это свидетельствует о болееэФфективном использовании кислородав процессе рафинирования, что позволяет при меньшей окисленности шлака улучшить условия шлакообразования,вок протекает более спокойно, чем при известных способах передела чугуна,При реализации предлагаемого способа. передела чугуна ожидаемый годовой экокомический эффект за счет реального повышения выхода жидкой стали на 0,2 составит 1,625 млн.руб,1024509 Показатели Варианты ведения плавока 1" 12,2 12,2 12,2 12,2 Продолзнтельность продувки,Редакто ал ППП фПатент", г. Ужгород, ул ектна аказ 4338/25 Тираж ВНИИПИ ГОсударственного по делам изобретений 113035, Иосква, Ж-З 5, Р