Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь

(51) 1 дъя:1 Г бина выркин,М.Бреуский,слых мартееская инст завода) п.п.2-3.е 3. ХпяС- .1 Б 1 мартенов м. ы 4) СПОСОБИА 310 В В КИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ИЗО Н А ВТОРСНОЬГФ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Выплавка стали в киновских печах. Технологирукция металлургическогоим. А,К.Серова (ТИМ ТалеяЕе В. Хгоп Ю. БССцене, 1947, ч, 155, раг 1р. 24-26.Выплавка стали в кисл ких печах. Технологическая инструкция металлургического заводаим. А.К.Серова (ТИ-М). АГРУВКИ ШИХТОВЫХ МАТ 1 УЮ МАРТЕНОВСКУЮ ПЕЧЬ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретно к выплавкестали в мартеновских печах на кислом поду. Целью изобретения является снижение удельных расходов чуг уна и высокоуглеродистых шихтовых слитков,увеличение выхода жидкой стали. Послезагрузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлическихматериалов, а на него прокаленный изатем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3):(5-О):1соответственно, Ва счет использования коксошлаковой смеси достигаетсяускорение наведения первичного шлака и снижение потерь металла из-эаокисления как шлаком, так и воэдухоВ результате выход жидкой стали повшается до 95,5-95,7% по сравнениюс 93,3% в известном способе. 2 табл.Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к способамвыплавки стали в мартеновских печахна кислом поду.5Целью изобретения является снижение удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков:, увеличение выхода жидкой стали.Отличие предложенного способа отизвестного заключается в том, чтопосле загрузки 35-60/ чугуна в печьдополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2 Х от массы металлических материалов, а на него прока, 15ленный и затем ошлакованный кислыммартеновским шлаком кварцевый песокв количестве 0,3-0,5 Х от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3): 20:(5-10):1 соответственно,11 редлагаемый способ позволяет эффективно использовать коксик (весьмаагрессивный по отношению к кислойФутеровке материал) без ухудшения 25стойкости кислых подины и откосов печи. 11 ри этом часть чугуна может бытьзаменена менее дефицитными металличес-кими материалами, в частности стальными отходами, Для предохранения подины от непосредственного контактас коксиком на нее загружают слой чугуна - от 35 до ЬОЕ общего его количества. При шихтовке по углероду на0,4-0,П выше среднезаданного егосодержания в стали это количество чугуна достаточно для создания слоя,изолирующего кислый под печи от непосредственного контакта с загруженным коксиком. Количество чугуна впервом слое менее 35 Х недостаточнодля обеспечения гарантированной изоляции коксика от подины. Увеличениеколичества чугуна в первом загружаемом на подину слое, более 60/ приводит к уменьшению количества чугунав покровном слоеувеличивают доступокислительных газов в коксику и увеличивает его потери на бесполезноесгорание,Оптимальное количество коксика,загружаемого в печь, составляет0,7-1,21 от массы металлической шихты, Количество коксика менее 0,7 Е неприводит к заметному науглероживанию и снижению расхода чугуна, увеличение количества коксика более1,27. вызывает замедление усвоениякоксика. Часть его не успевает раствориться в металле, всплывает вшлак и снижает окислительный потенциал шлака в период окисления углерода, а при контакте всплывшего вшлак коксика с откосами и стенамипечи происходит их повышенный износ.На коксик в печь загружают смесь,состоящую иэ прокаленного и затемошлакованного кислым мартеновскимшлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести в соотношении(2-3);(5-10):1 соответственно. Количество смеси задают по прокаленномуи затем ошлакованному кислым мартеновским шлаком кварцевому песку,расход которого принимают 0,3-0,5 отмассы коксика. Смесь выполняет несколько функций. Она накрывает коксики дополнительно изолирует его от печных окислительных газов, Смесь ускоряет образование первичного шлакапериода плавления, При взаимодействиис первичным; шлаком коксик регулируетокисленность этого первичного шлакав оптимальных пределах, обеспечивающих уменьшение угара железа и углерода металлошихты. Смесь также способствует более полному усвоению коксика расплавляющимся металлом.Сухой кварцевый песок в смеси является шлакообразующим материалом,поставщиком кремнезема, необходимого для формирования кислого шлака.Использование взамен кварцевого других сортов песка приводит к попаданию в ванну нежелательных примесей,ухудшающих рафинирующие свойства кислого шлака, Применение недостаточнопросушенного кварцевого песка приводит к замедлению процесса формирования шлака и повышенному износу подины и откосов печи,Пределы соотношения кварцевогопеска в смеси выбраны иэ условийдостижения на промышленных плавкахсущественного положительного эффекта за счет ускоренного наведения первичного шлака кислой плавки, замедления окислительных реакций, снижения угара и удельного расхода металлических материалов на 1 т стали. 11 риотношении прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлакомкварцевого песка к извести (2-3):1уменьшение соотношения сухого кварцевого песка и извести менее 5:1 приводит к получению чрезмерно жидкогои агрессивного по отношению к футеровке печи первичнога шлака с повышенными окислительными свойствамиф а увеличение этого соотношения более 10:1 приводит к замедлению реак 5 ций шлакообразования и увеличению потерь железа эа счет более продолжительного непосредственного контакта металлошихты с окислительной печной атмосферой, 10Известь ускоряет плавление смеси за счет образования легкоплавких соединений силикатов кальцияУменьшение количества извести в смеси не обеспечивает ускорения процессов шлакообразования, увеличение количества извести приводит к получению более жидкоподвижнаго и более агрессивного по отношению к кислой футеровке первичного шлака. Известь использу ют свежеобожженную с содержанием оксида кальция не менее 93%, кусками размером 10-40 мм.Прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый 25 песок (Ш 11) ускоряет формирование первичного шлака, а также ускоряет нейтрализацию наиболее агрессивнага по отношению к кислой футеровке компо-. нента смеси - извести. Б составе ШП содержится 70-80% диоксида кремния, 5-57 оксида железа, 1-10/ полуторного оксида железа, З-б/ оксида алюминия, 0 н имеет рыхлую неоднородную структуру, низкую прочность и легко35 измельчается при загрузке на него кусков металлической шихты. При нагревании этот материал образует жидкую шлаковую фазу, ускоряет расплавление всех компонентов смеси и формирование шлака, Этот материал активнее, чем сухой кварцевый песок, взаимодействует с углеродом коксика с образованием газообразного оксида углерода, разрыхляющега и перемешивающего 45 смесь и образующуюся шлаковую фазу, ускоряя дальнейшее формирование первичнага шлака. 11 радуктами реакции углерода и ШП являются кремний и железо, а также низшие оксиды кремния,50 часть из которых выделяется в виде газообразной фазы и участвует в процессе перемешивания смеси, а другая часть выделяется в виде жестких оксидов кремния и ускоряет формирование первичного шлака, Б результате формирование первичного шлака ускоряется, продолжительность непосредственного контакта металлошихты с окислительными печными газами сокращается,угарметалла уменьшается. Формирующийсяпервичный шлак имеет меньший окислительный потенциал и также способствует снижению угара металлошихты и такого технологического элемента, какуглерод, избыток которого чеобходимдля нормального проведения периодакипения мартеновской плавки. и получения высококачественной стали. При соотношении сухого кварцевого песка иизвести (5-10):1, уменьшение отношения ШП к извести менее 2;1не приводит к ускорению шлакоабразования, увеличение этого соотношенияболее 3: не замедляет окислительныереакции в период плавления и не способствует снижению расхода металлических высокауглеродистых материаловчугуна и шихтовых слитков. Количество Ш 11 не меньше 0,3 от массы коксика недостаточна для полного растворения коксика за период плавления. Часть кусков каксика всплывает в шлак, снижает стойкость футеровки кислой печи и задерживает формирование к концу плавления шлака с окислительным потенциалом, достаточным для активного проведения периода кипения плавки. Увеличение количества ШП более 0,5 ат массы каксика приводит к повышению окислительнага потенциала первичного шлака и увеличивает расход металлических высакауглеродистых шихтовых материалов - чугуна и шихтовых слитков.Б предлагаемом способе применяют металлургический коксик с преобладающими размерами кусков менее 10 мм. Прокаленный и затем ашлакаванный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок получают следующим образом, После загрузки в кислую мартеновскую печь, металлической шихты на пороги подсыпают слой сухого или влажного кварцевого песка, Б период прогрева шихты песок постепенно прагревается да высоких температур, высушивается и прокаливается, а в период интенсивнага окисления углерода и кипения ванны кислыи мартеновский шлак заплескивается на прокаленный песок и ошлакавывает ега, Б конце плавки ашлакованный кварцевый песок удаляют с порогов и используют для приготовления шлакаабразующей смеси на следующую плавку, Смесь рекомендуется готовить1375655перед использованием. Готовую смесьзасыпают в мульду и с помощью завалочной машины загружают на коксик,предварительно загруженный в печь наслой чугуна, Затем сверху загружаютоставшийся чугун (40-65%), стальныепрокатные отходы и передельные высокоуглеродистые шихтовые слитки,Н р и м е р ы 1-3, 11 ри выплавкев 90-тонных кислых мартеновскихпечах подшипниковой стали ШХ 15 используют предлагаемый способ загрузки шихтовых материалов. На плавках1-3 на под печи загружают 35-60% чуш 15кового передельного чугуна с низкимсодержанием примесей серы и фосфора.Затем на слой чугуна через среднеезавалочное окно в печь загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массыметаллошихты. Коксик накрывают смесьюпрокаленного и затем ошлакованногокислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести, взятых в. соотношении (2 - 253):5-10):1 соответственно. Количество смеси рассчитывают таким образом, чтобы ИП составляло 0,3-0,5 от массы коксика, Затем в печь загружают остальной чугун, прокатные стальные отходы и передельные высокоуглеродистые шихтовые слитки. После расплавления шихты плавку ведут по обычной технологии.На плавке 4 шихтовые материалы в печь загружают по известному спо 35 собу: на под печк весь чугун, затем шлакообразующую смесь иэ сухого квар-. цевого песка и извести (15 кг смеси на 1 т металлической шихты), прокат ные стальные отходы и в последнюю Как видно из приведенных в табл,1 и 2 данных, наилучшие технико-экономические показатели достигнуты на плавках 1-4, на которых шихтовые материалы в кислую мартеновскую печь загружают в соответствии с предлагаемым способом. На этих плавках первичный шлак формируется быстрее, окислительные реакции в период плавления развиваются в меньшей степени, благодаря чему меньше был угар металла и углерода и выше выход жидкой стали (на 24-26 кг/т).11 редлагаемый способ может быть использован на предприятиях, выплавляющих сталь кислым мартеновским процессом, Реализация способа не требует дополнительных капитальных затрат.11 о сравнению с известным способом технический эффект от испольэованич предлагаемого состоит в ускорении наведения первичного шлака, замедлении окислительных реакций в период плавления, снижения расхода чугуна на 12 кг/т и высокоуглеродистых шихтовых слитков на 25 кг/т, увеличении выхода жидкой стали на 24 кг/т.Формула из обретенияСпособ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь,включающий последовательную загрузку металлических материалов - чугуна, стальных отходов, высокоуглеродистых шихтовых слитков к загрузку шлакообразующих материалов - сухого кварцевого песка и извести в процессе загрузки металлических материалов, о т - л и чающий с я тем, что, с50 очередь высокоуглеродистые шихтовыеслитки,На плавках 5 и б реализованы приемы предлагаемого способа, однако параметры их осуществления отклонялисьот оптимальных,Параметры предлагаемого способа(плавки 4) и способа, отклоняющегося по параметрам от оптимального(плавки 5-6) приведены в табл,1,технико-экономические показатели способов - в табл.2. целью снижения удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличения выхода жидКой стали, после загрузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него - прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3);(51 О):1 соответственно.1375655 ее ю еееО ее Нф вее ееееФ еЪ ММ сч,З 3 8 а П О 4 еЪ1(Ч о бъ о ф чм еО сО ф еО сч ч Ф Ф Ф (еЪ а е В йч м Ееее е в фЪ л чд е ф о о о о оЩ еее фф аееЮФ ч дОФ 4ФФ Е 3 еВ еф3 абфк о емгефтаЯФФХД(известная ) Расход чугуна нв1 т зидкого, т 0,154 О, 155 О,52 О 38 0,140 0,140 0,758 0,761 0,750 0,730 0,727 0,720 3,00 3,00 2 а 92 1,92 1,83 1,92 Содерквние углеродав метвллощихте, Х 2, 15 2,08 2,19 2,18 2,18 2,03 161 157 1,55 1,69 1,Ь 7 1, 70 0,58 0,61 0,63 048 0,38 0,34 Расход мвталлошихтына 1 т зидкой стали,т 1,047 1,045 1,069 1,073 1,071 1,046 93,6 Выход жидкой стапи,Х 95,5 95,7 93,2 93,3 95,6 Составитель О.Веретенников Хехред Л.Сердвкова Редактор 1. Волкова Корректор О, Кравцова Заказ 745/2 Ь 11 одписное Произ водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.11 роектная, 4 Расход шихтовыхслитков на 1 т видногот Продолаителзность отконца завалки до покрытия шлаком уровняметалла, ч Содврааине углеродав металле ло расплавлежи, Х Количество окислившегося из металлошихты углерода, Х Плавки 5 н 6 ло значениям параметров осуществления выходят звпредлагаете пределы. Тираж 544 ВНИИ 11 И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5