Способ выплавки стали в конвертере

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 59887 9) 1)5 С 21 ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ТКРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ургический к.Баулинструкция, Выплав он вертерах ТИ, Череповец, 1987 технической инфо ргия", 1985, М 21,а АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 07.09.92. Бюл. Ф 33 (71) Череповецкий мета нат им, 50-летия СССР (72) Ю.Н.Давыдов и В.И (56) Технологическая ин стали в 350-тонных к СТ.КК-87, п.п. 3.1,3,2Бюллетень научномации "Черная металлу 43 44(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОВЕРТЕРЕ(57) Использование: в черной металлургипри производстве стали в кислородных ко Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах,Известен способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих, продувку кислородом сверху, окончание кислородной продувки при заданных содержании углерода в металле, температуре металла и основности шлака, Причем соотношение чугун - лом устанавливается для каждой группы марок стари, а переход с одного стандарта шихтовки на другой осуществляется при изменении химического состава и температуры,чугуна, времени простоя между плавками, марки выплавляемой стали, а также с учетом результатов предыдущих плавок и состояния футеровки конвертера, (Выплавка стали в 350-тонных конвертерах. Технологическая инструкция, ТИвертерах. Сущность изобретения: разработан регламентированный режим кислородной продувки и донного перемешивания, обеспечивающий получение при вводе измерительной фурмы достоверной информации о температуре металла и содержании в нем углерода. В конце продувки кислородную фурму устанавливают над уровнем расплава на высоте 25 - 28 калибров и продувают кислородом в количестве 5 - 100 ь от его общего расхода на продувку с интенсивностью 2,0 - 2,5 м /т мин, Затем фурму3поднимают до 35-50 калибров и продувают кислородом в течение 1,5-2,5 от общего времени продувки с интенсивностью 0,28 - 1,14 м /т,мин, после чего вводят измеризтельную фурму. 1 з.п. ф-лы, 1 табл,СТ.КК-87., п.3.1.; п.3.2. г. Череповец, 1987 г,);Недостатком данного способа является сложность обеспечения попадания одновременно в заданные углерод и температуру металла и основность шпака, Особенно это сложно при отсутствии в конвертерном цехе стационарных миксеров для хранения чугуна и работе по чугуну с "колес", осуществляя его транспортировку в ковшах или передвижных миксерах. В результате этого колебания кремния в чугуне достигают величин от 0,3 до 1,4 ф.Недостатками данного способа являются низкий выход годного вследствие додувок на температуру, низкая производительность конвертеров вследствие их задолженности по времени из-за охлаждения "горячих" плавок и додувок, низкая стойкость футеровки конвертеров вследствие "горячих" плавок и додуеок.измерения температуры металла и содержания углерода в металле с помощью изме 25 над уровнем расплава на высоте 25 - 28калибров, интенсивность продувки снижают до 2,0-2,5 м /т мин и продувают кисло- .з Наиболее близким по технической сущности и .достигаемому эффекту является способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки до 500 м /мин, ввод измезрительной фурмы и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода (Бюллетень научно-технической информации, Черная металлургия, М 21, 1985, с.43-44),Недостатками данного способа являются низкий выход годного, низкая производительность сталеплавильного агрегата - конвертера, низкая стойкость футеровки конвертера. Это связано с тем, что фактически отсутствует регламентированный технологический режим осуществления рьтельной фурмы, Вследствие неотработанной технологии измерения, дорогостоящая измерительная фурма ломается и выходит из строя из-за "захлестов" на нее металла. Кроме того, при осуществлении замера не всегда обеспечивается получение фактической информации по температуре металла и содержанию в нем углерода, а имеет место искажение информации, либо наблюдается ее полное отсутствие, что приводит к додувкам по температуре, либо охлаждению плавок и негативно отражается на стойкости футеровки конвертера и его производительности,Цель изобретения - увеличение выхода годного, повышение производительности и стойкости футеровки конвертера,Для этого в способе выплавки стали в конвертере, включающем продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода, перед вводом измерительной фурмы кислородную фурму устанавливают родом в количестве 5 - 10 О от общего расхода на продувку, затем кислородную фурму поднимают до 35 - 50 калибров над уровнем расплава, снижают интенсивность кислородной продувки до 0,28-1,14 м /т мин и после выдержки в течение 1,5 -з2,5 от общего времени продувки осуществляют ввод измерительной фурмы. Кроме того, в условиях работы с комбинированной 5 10 15 продувкой, перед вводом измерительной фурмы осуществляют данное перемешивание расплава нейтральным газом с интенсивностью его подачи 0,05-0,25 мз/тмин в количесгве 2 - 5 О от общего расхода кислорода на продувку, после чего интенсивность донного дутья снижают до 0,035.м /т мин.зПри анализе научно-технической литературы и патентной информации не было обнаружено известных технических решений имеющих сходные признаки в предложенной совокупности, обеспечивающих, согласно предложению, увеличение выхода годного, производительности конвертера и стойкости футеровки конвертера, что свидетельствует о получении нового технического эффекта и позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".Сущность заявляемого предложения заключается в следующем.До осуществления измерения температуры металла и содержания в нем углерода. необходимо создать благоприятные для этого условия, Благоприятные условия в данном случае - это подготовленный металлический и шлаковый расплавы, их гомогенность - усредненность по химсоставу и температуре, в связи с этим перед планируемым вводом измерительной фурмы кислородную фурму устанавливают над уровнем расплава на высоте 25-28 калибров, интенсивность продувки снижают до 2,0-2,5 м /т мин и продувают кислородом в количестве 5 - 10 от общего расхода его на продувку. Это обеспечивает "мягкую" продувку, снижение скорости обезуглероживания металла, гомогенизацию шлакового и металлического расплавов, относительное успокоение ванны. Кроме того, в условиях работы с комбинированной продувкой перед вводом измерительной фурмы осуществляют донное перемешивание, расплава нейтральным газом с интенсивностью его подачи 0,05 - 0,25 м /т.мин в количестве 2-5зот общего расхода кислорода на продувку, после чего интенсивность донного дутья снижают до 0.035 м /т мин, В этом случае обес 3печивается эффективная гомогенизация шлакового расплава, а также металлического расплава по температуре и содержанию углерода, с последующим относительным успокоением ванны,Можно сказать, что создаются относительно благоприятные условия для осуществления измерения за счет регламентированного режима продувки, а именно: положения кислородной фурмы над уровнем расплава, интенсивности кислородной продувки и времени продувки в таком режиме, интенсивности и времени донной продувки. После этого кислороднуюфурму поднимают до 35 - 50 калибров надуровнем расплава снижают интенсивностькислородной продувки до 0,28-1,14м /т.мин и выдерживают так в течение 1,5 -32,5% от общего времени кислородной продувки, Такой регламентированный режимобеспечивает успокоение ванны, что гарантирует получение достоверной информациипри измерении по температуре металла исодержанию в нем углерода, обеспечивая 10тем самым слив плавки с первой повалки,:Как показаЛи многочисленные промышленные эксперименты, для достижения высоких . показателей конечныхтехнологических параметров необходимо 15перед вводом измерительной фурмы кисло. родную фурму установить над уровнем рас.плава .на высоте 25-28 калибров; снизитьинтенсивность кислородной продувки до2,0-2,5 м (т мин и продуть так в количестве 2035-10% от общего расхода кислорода на продувку, Кроме того, в условиях работы с комбинированной продувкой необходимо. осуществлять донное перемешивание нейтральным газом с интенсивностью 0,05 - 0,25 25м /т мин в количестве 2 - 5% от общего рас 3хода кислорода на продувку, после чего отключить подачу донного, дутья либо снизитьинтенсивность донного дутья до 0,035м /т мин. 30При установлении кислородной фурмынад уровнем расплава на высоте менее 25калибров не обеспечивалось полученияфактических данных по температуре металла при измерении вследствие неуспокоенности ванны, что приводило к додувкам по"температуре", снижению производительности конвертеров, стойкости футеровкиконвертера и выхода годного. Установлениекислородной фурмы над уровнем расплава 40на высоте более 28 калибров приводило кдодувкам по "углероду", увеличению циклаплавки, т.е. снижению производительностиконвертеров и снижению стойкости футе. ровки конвертера. 45Продувка плавки кислородом с интенсивностью менее 2 м /т мин. приводила кдодувкам по "углероду", увеличению циклаплавки, т.е, снижению производительностиконвертеров и стойкости футеровки конвертера,Продувка плавки кислородом с интенсивностью более 2,5 м /т мин приводила к неполучению измерения по температуре 55металла и содержанию углерода вследствие неуспокоенности ванны, что приводило кдодувкам по температуре или охлаждению,увеличению цикла плавки, снижению стойкости футеровки конвертера,Продувка плавки при высоте кислородной фурмы 25 - 28 калибров и интенсивностикислородной продувки 2,0 - 2,5 м /т.мин в3течение менее 5 оот общего расхода кислорода на продувку приводила к срыву получения фактических данных по температуреметалла и содержанию углерода в металлепри измерении измерительной фурмойвследствие неуспокоенности ванны, чтоприводило либо к додувкам, к охлаждению,т.е,. увеличению цикла плавки, снижениюстойкости футеровки конвертеров, выходагодного,Продувка плавки при высоте кислородной фурмы 25 - 28 калибров и интенсивностикислородной продувки 2,0 - 2,5 м /т,мин в3течение более 10 от общего расхода кислорода на продувку не приводила к улучшению каких-либо технологическихпоказателей, а лишь увеличивала цикл плавки.В условиях комбинированной продувки,как показали многочисленные эксперименты, перед вводом измерительной фурмы необходимо осуществлять донноеперемешивание нейтральным газом с интенсивностью 0,05 - 0,25 м /т,мин в течение32-5% от общего расхода кислорода на продувку, после чего отключают подачу донногодутья либо снижают интенсивность донногодутья до 0 035 м 3/т минКак показали многочисленные эксперименты, при осуществлении донного перемешивания в условиях комбинированнойпзоодувки с интенсивностью менее 0,05и (т.мин не обеспечивалось получения достоверной информации по содержанию углерода в металле и температуры металлапри измерении измерительной фурмой, чтоприводило к снижению производительности и стойкости футеровки конвертеров,вследствие додувок на "углерод"При осуществлении же донного перемешивания в условиях комбинированной продувки с интенсивностью более 0,25м /т,мин не обеспечивалось улучшения каких-либо технологических показателей иприводило лишь к перерасходу донного газа.Донное перемешивание с интенсивностью 0,05-0,25 м /т.мин, как показали мно 3гочисленные эксперименты, необходимоосуществлять в количестве 2 - 5 от общегорасхода кислорода на продувку.Осуществление донного перемешивания с интенсивностью 0,05 - 0,25 м /т,мин вколичестве менее 2 от общего расхода напродувку приводило к неполучению фактических данных по температуре металла исодержанию углерода в металле при изме 1759887рении измерительной фурмой вследствиенеуспокоенности ванны, что приводило кснижению производительности и стойкостифутеровки конвертеров из-эа додувок и уве -личения цикла плавок. 5При осуществлении донного перемешивания с интенсивностью 0,05 - 0,25 м /т.минзв количестве более 5 от общего расходакислорода на продувку не приводило к улучшению каких-либо технологических показателей и приводило лишь к перерасходудонного газа.Как показали многочисленные эксперименты, после осуществления донного перемешивания наиболее целесообразно 15отключать подачу донного дутья либо снизить интенсивность донного дутья до 0,035м /т,мин.При снижении интенсивности донногодутья более 0,035 м /т.мин приводило к частым выходам из строя измерительной фурмы, вследствие "захлеста" металла на нееиз-эа неуспокоенности ванны.После осуществления гомогенизациишлакового и металлического расплава и относительного успокоения ванны для достижения высоких конечных технологическихпоказателей необходимо поднять кислородную фурму до 35 - 50 калибров над уровнемрасплава, снизить интенсивность кислородной продувки до 0,28 - 1,14 м /т.мин и послезвыдержки в течение 1,5-2,5 общего времени кислородной продувки уже совершитьввод измерительной фурмы.При установлении кислородной фуроры 35над уровнем расплава на высоте менее 35калибров не обеспечивалось получения фактических данных по температуре металла исодержанию углерода в металле при измерении измерительной фурмой вследствие 40неполного успокоения ванны, что приводило к додувкам по температуре на "углерод",снижению производительности и стойкостифутеровки конвертеров,При установлении кислородной фурмы 45над уровнем расплава на высоте более 50калибров не обеспечивалось улучшения каких-либо технологических показателей иприводило лишь к увеличению цикла плав-ки, т.е, снижению производительности конвертеров.Снижение интенсивности кислозроднойпродувки до величины менее 0,28 м /т,минприводило к прогару кислородных фурмвследствие ижекции внутрь сопел шлака, 55При снижении интенсивности кислородной продувки до величины более 1,14м /т,мин приводило к неполучению измерения по температуре металла и содержанию углерода, вследствие неуспокоенности ванны, что приводило к додувкам по температуре, на "углерод", снижению производительности и стойкости футеровки конвертера.Продувка плавки при высоте кислороднойфурмы 35-50 калибров и интенсзивностикислородной продувки 0,28 - 1,14 м /т.мин втечение менее 1,5 от общего времени кислородной продувки приводило к неполучению измерения по температуре металла и .содержанию углерода вследствие неуспокоенности ванны, что приводило к додувкампо температуре на "углерод", снижениюпроизводительности и стойкости футеровкиконвертеров.Продувка плавки при высоте кислородной фурмы 35 - 50 калибров и интенсивностикислородной продувки 0,28-1,14 м /м.мин втечение более 2,50 от общего времени кислородной продувки не приводило к улучшению каких-либо технологическихпоказателей, а лишь увеличивало цикл плавки, что снижало производительность конвертеровв.Таким образом, принципиальным отличием заявляемого технического решения является использование новых приемов итехнологических операций, а именно, регламентированный режим кислородной продувки перед вводом измерительной. фурмы(установка кислородной фурмы над уровнемрасплава) на высоте 25-28 калибров, снижение интенсивности кислородной продувкидо 2,0-2,5 м /т мин,продувка так в количезстае 5-10 от общего расхода кислорода напродувку, затем установка кислороднойфурмы над уровнем расплава на высоте 35 -50 калибров, снижение интенсивности кислородной продувки до 0,28 - 1,14 м /т,мин ипосле выдержки в течение 1,5-2,5% от общего времени кислородной продувки осуществляют ввод измерительной фурмы.П р и м е р 1, Осуществление,предлагаемого способа (при продувке сверху). В 350 тонный конвертер завалили 120 т лома,присадили 11 извести, залили 285 т чугуна стемпературой 1420 С, содержащего, ; 48углерода; 0,80 кремния; 0,25 марганца;0,065 фосфора; 0,015 - серы. Осуществилипродувку расплава кислородом сверху с интенсивностью 1200 мз/мин. В ходе кислородного рафинирования в конвертерприсаживали порциями по 2 т - известь вколичестве 13 т, а также 1 т доломита и 0,8 тплавикового шпата,После израсходования 18300 мз/кислорода перед пЛанируемым вводом измерительной фурмы установили кислороднуюфурму над уровнем расплава на высоте 26калибров от зеркала металла, снизили интенсивность продувки до 900 и /мин 2,35им /т мин), продулитак 1000 м (т,е.дообщеэго израсходования 19300 м кислорода назпродувку), что составило 5,13 Д от общегорасхода кислорода на продувку. Затем подняли кислородную фурму на высоту 47 калибров, снизили интенсивностькислородной продувки до 250 м /мин (0,70эм /т мин), сделали выдержку 2 временикислородной продувки и осуществили вводизмерительной фурмыПрямое измерениепоказало следующие результаты: температура металла 1650 С, содержание углерода0,05. После этого закончили кислороднуюпродувку. Температура металла на повалкесоставила 1650 С, содержание углерода0,050. Общий расход кислорода на продувку составил 19460 м, общее время продувкиз16 мин 40 с,П р и м е р 2. Осуществление предлагаемого способа при комбинированной продувке,В 350-тонный конвертер завалили 120 тлома, присадили 11 т извести, залили 285 тчугуна с температурой 1420 С, содержащего, : 4,8 углерода; 0,80 кремния; 0,25 марганца; 0,065 фосфора; 0,015 серы,Осуществили продувку расплава кислородом сверху с интенсивностью 1200 м /минзпри одновременной подаче снизу азота синтенсивностью 15 м /мин, В ходе кислоэродного рафинирования в конвертер присаживали порциями по 2 т - известь вколичестве 13 т, а также 1 т доломита и 0,8т плавикового шпата,После израсходования 18300 мэ кислорода перед планируемым вводом измерительной фурмы интенсивность донногодутья аргоном повысили до 40 м /мин (О,Иэм /тмин) при одновременном повышенииположения кислородной фурмы над уровнем расплава до высоты 26 калибров от зеркала металла и снижении интенсивностикислородной продувки до 900 мз/мин (2,35м /т мин) и продули так 1000 м, т.е. дообщего израсходования 19300 м кислородаз.на продувку, что составило 5,13% от общегорасхода кислорода на продувку. Кроме того,послеизрасходования 18990 м кислородазна продувку интенсивность донного дутьяснизили до 11 м/мин, что составило 0,030м /т мин, а донное перемешивание с повышенной интенсивностью составило 3,55от общего расхода кислорода на продувку.Затем, т.е. после израсходования 19300 мкислорода, подняли кислородную фурму навысоту 47 калибров, снизили интенсивностькислородной продувки до 250 м /мин (0,70эм /т мин), сделали выдержку в течение 20 с,что составило 2 от общего времени кислородной продувки и осуществили ввод измерительной фурмы, Прямое измерение показало следующие результаты: температураметалла 1650 С. содержание углерода0,050. После этого закончили кислородную5 продувку, Температура металла на повалкесоставила 1650 С. содержание углерода0,05. Общий расход кислорода на продувку составил,19460 м, общее время п родувкиз16 мин 40 с,10 П р и м е р 3. Осуществление известногоспособа (прототипа) при продувке сверху.В 350-тонный конвертер завалили 120 т.лома, присадили 11 т извести, залили 285 тчугуна с температурой 1420 С, содержаще 15 го,: 4,8 углерода; 0,85 кремния; 0.25 марганца; 0,065 фосфора; 0,015 серы,Осуществили продувку расплава кислородом сверху с интенсивностью 1200 м /мин.зВ ходе кислородного рафинирования в кон 20 вертер присаживали порциями по 2 т - известь, в количестве 11 т, а также 1 тдоломита и 0,8 т плавикового шпата.После израсходования 19000 м кислорода при положении фурмы над уровнем25 расплава 21 калибр снизили интенсивностькислородной продувки до 500 м /мин (1,40м /т мин),. осуществили ввод измерительной фурмы и произвели прямое измерениетемпературы металла и содержания углеро 30 да. Данных по прямому измерению температуры и углерода не получилось. Послеэтого закончили продувку при общем расходе кислорода на продувку 19450 м . Температура металла на повалке составила35 1628 С, содержания углерода 0.050, В связи с тем, что заказана была температура1650 С, осуществили додувку на "температуру".П р и м е р 4. Осуществление известного40 способа (прототипа) при комбинированнойпродувке.В 350-тонный конвертер завалили 120 тлома, присадили 11 т извести. залили 285 тчугуна с температурой 1425 С, содержаще 45 го,ф: 4,8 углерода; 0.82 кремния; 0,23 марганца; 0,065 фосфора; 0,017 серы.Осуществили продувку расплава кислородом сверху с интенсивностью 1200 м /минпри одновременной подаче снизу азота с50 интенсивностью 15 м /мин.зВ ходе кислородного рафинирования вконвертер присаживали порциями по 2 т -известь в количестве 13 т, а также 1 т доломита и 0,8 т плавикового шпата.55 После израсходования 19000 м кислорода при положении фурмы над уровнемрасплава 21 калибр снизили интенсивностькислородной продувки до 500 м/мин, осуэществили ввод измерительной фурмы и произвели прямое измерение температурыметалла и содержания углерода. Прямое измерение показало следующие результаты:температуре металла 1610 С, содержаниеуглерода 0,11 , После этого осуществилипродувку при автоматическом расчете количества кислорода, необходимого для получения температуры на повалке 1650 С,израсходовав 1150 м кислорода, Закончизли кислородную продувку при израсходовании 20500 м кислорода, Температура 10металла на повалке составила 1703 С, содержание углерода 0,03 .Таким образом, при прямом измерениибыли получены нефактические данные потемпературе и содержанию углерода, в результате чего была получена "горячая" плавка и передув по углероду,Результаты опытных плавок в соответствии с заявляемым способом выплавки, атакже плавок, выплавленныхвсоответствии 20с технологией прототипа, приведены втабл,1.Из таблицы 1 следует, что предлагаемый способ по сравнению с известным (прототипом) позволяет повысить выход годного 25на 0,2, сократить цикл плавки на 10 мин,снизить скорость износа футеровки конвертера,Формула изобретения1, Способ выплавки стали в конвертере, 30включающий продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода годного, повышения производительности и стойкости футеровки конвертера, перед вводом измерительной фурмы кислородную фурму устанавливают над уровнем расплава на высоте 25 - 28 калибров, интенсивность продувки снижают да 2,0-2,5 м /т мин и продувают кислородом в количестве 5 - 10 от его общего расхода на продувку, затем кислородную фурму поднимают до 35 - 50 калибров над уровнем расплава, .снижают интенсивность продувки кислородом до 0,28 1,14 м /т мин и послезвыдержки в течение 1.5 - 2,5 от общего времени продувки осуществляют ввод измерительной фурмы,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед вводом измерительной фурмы осуществляют донное перемешивание расплава нейтральным газом с интенсивностью его подачи 005 - 0,25 м /т мин в колизчестве 2-5 от общего расхода кислорода на продувку, после чего интенсивность донного дутья снижают до 0,035 мз/т мин,1 в ьФ 1.с вв31 10Ос 1сОС 1ц1 чврл1 СЛч 1М1 л 1Кис 1 ч (ос л й 1 Зво а н с 1 ЦВ й 2 сл ИОЗи 2 .й2 0 е 1 ЗМЮМ Мф се о вс с1 м о3 3 й1 1 14 л - л ц 1 о 1 т В 1 1 Ы ч в 1 Л е у 1 а т с ДОЕ 1 о Й1ллй 81в4( 11Л 1 1в и Ов гъ О 11 ф 11 х с ф 111 11111111 11 11 11 11 1111 111 1фа аф м ВО а а Ъ ФЧ л СВ Ю м л о о а Фе ФЪ Фч м,ф аа о ф а. Ъ ф очи 1 а ф л О а л м и о а о л Ъо ф ф 4 Щ