Патент на изобретение №2261919

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали в конвертере. Технический результат – оптимизация процессов выплавки стали, повышение стабильности процесса плавки, повышение стойкости футеровки конвертера, снижение заметалливания кислородных фурм и котла, отводящего газы, повышение производства. Способ выплавки стали в конвертере включает подачу в конвертер металлического лома, заливку жидкого чугуна, подачу шлакообразующих материалов, продувку расплава кислородом через фурму. Высоту Н_н положения фурмы в процессе зажигания плавки относительно уровня расплава определяют по зависимости: Н_н=1,8+38,1·Ш+8,27·L-0,27Q+Н, где Ш – масса шлакообразующих материалов, % от массы плавки, L – масса металлического лома на плавку, % от массы плавки, Q – интенсивность продувки кислородом, м³/т·мин, Н – изменение положения уровня футеровки днища в процессе кампании, м. Затем положение фурмы определяют по температуре отходящих газов. При температуре отходящих газов, превышающей 1030°С, фурму поднимают, а при температуре ниже 900°С – фурму опускают. В заключительный период продувки высоту Н_з положения фурмы определяют по зависимости Н_з=0,69+0,0036·М+Н, где М – масса всей плавки, т. 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам выплавки стали в конвертере.

Известен способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку расплава в конвертере кислородом сверху через многосопловую фурму, подачу в расплав шлакообразующих материалов и охладителей, изменение положения фурмы по ходу продувки расплава над уровнем ванны в спокойном состоянии, причем высоту положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии в процессе продувки устанавливают по эмпирической зависимости:

где H₁ и Н₂ – значения высоты положения фурмы над уровнем ванны расплава в спокойном состоянии соответственно в 1-й и во 2-й периоды продувки (Патент №2185446, C 21 C 5/28).

Наиболее близким аналогом является способ выплавки стали в конвертере включающий подачу в конвертер металлошихты в виде твердой смеси чугуна и материалов, содержащих окислители, а также жидкого чугуна, подачу шлакообразующих материалов, в том числе извести, продувку расплава кислородом сверху через многосопловую фурму, изменение положения фурмы в процессе продувки над уровнем расплава, причем продувку начинают при положении фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии на расстоянии H₁, равном 100-180 критическим диаметрам сопел фурмы, а по истечении 0,1-4,0 мин от начала продувки фурму опускают до расстояния Н₂, равного 40-60 критическим диаметром сопел фурм (Патент №2202626, С 21 С 5/28).

Недостатками описанных способов являются: недостаточная эффективность шлакообразования в процессе продувки, низкая стабильность процесса продувки. Это объясняется тем, что процесс изменения положения фурмы относительно уровня спокойной ванны расплава производится без учета протекающих процессов шлакообразования. Это приводит к выбросам расплава из конвертера, заметалливанию фурмы и котла охлаждения конвертерных газов.

Техническая задача, решаемая изобретением, – оптимизация процессов выплавки стали в конвертере, повышение стабильности процесса плавки, повышение стойкости футеровки конвертера, снижение заметалливания кислородных фурм и котла отводящих газов, повышение производства.

Технический результат достигается тем, что способ выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер лома, заливку жидкого чугуна, подачу шлакообразующих материалов, продувку расплава кислородом через фурму, изменение положения фурмы в процессе продувки над уровнем расплава, отличается тем, что высоту положения фурмы в процессе зажигания плавки определяют по эмпирической зависимости:

Н_н=1,8+38,1·Ш+8,27·L-0,27Q±Н, где

Н_н – высота фурмы в процессе зажигания относительно уровня расплава, м;

Ш – масса шлакообразующих материалов, % от массы плавки;

L – масса металлического лома на плавку, % от массы плавки;

Q – интенсивность продувки кислородом, м³/т·мин;

Н – изменение положения днища в процессе кампании, м,

затем положение фурмы определяют по температуре отходящих газов, причем, если температура отходящих газов превышает 1030°С, фурму поднимают, а если температура ниже 900°С, фурму опускают, а в заключительный период продувки высоту положения фурмы определяют по эмпирической зависимости:

Н_з=0,69+0,0036·М±Н,

где Н_з – высота фурмы в заключительный период продувки, м;

М – масса всей плавки, т

В процессе кампании конвертера происходит выработка рабочего слоя конвертера, т.е. понижение уровня рабочего слоя футеровки либо повышение рабочего слоя за счет наваривания на дно конвертера огнеупоров. В процессе выработки рабочего слоя или его наращивания изменяются физико-химические условия продувки расплава и выплавки стали, поэтому высоту положения фурмы определяют с учетом выработки или наплавки футеровки ±Н.

В основной период продувки в период интенсивного протекания реакции окисления углерода температура отходящих газов в переходном газоходе котла отводящих газов должна быть в пределах 900-1030°C, поэтому при достижении температуры 1030°C и выше, что сигнализирует о сворачивании шлака, фурму поднимают для восстановления жидкоподвижности. Если температура отходящих газов достигла 900°C и ниже, что свидетельствует о повышении уровня шлака и возможности выброса шлака из конвертера, при этом фурму опускают.

Пример осуществления способа.

На чертеже показаны уровни футеровки дна конвертера относительно первоначального уровня ±Н.

В завалку подают 95 т металлического лома, 14 т шлакообразующих материалов, заливают жидкий чугун в количестве 305 т и начинают продувку. Интенсивность продувки расплава кислородом 3,32 м³/т·мин. Положение дна футеровки конвертера увеличено и имеет плюсовое значение +Н. В соответствии с эмпирической зависимостью в момент зажигания плавки высоту фурмы определили:

После зажигания плавки фурму ступенчато в течение 3-х минут опускали до высоты 3,9 м, причем температура отходящих газов находилась в пределах 1000-1030°С. В период протекания реакции окисления углерода в течение 0,2-0,8 всего времени продувки температура отходящих газов находилась в пределах 950-990°С. На 13 минуте продувки температура отходящих газов повысилась до 1050°С, фурму подняли на 0,2 м и после снижения температуры отходящих газов до 970° через 10 сек опустили на исходное положение В результате с 5-ой по 14 мин продувки фурму опустили с 3,9 м до 3,0 м.

В заключительный период продувки (за 2 мин до окончания) фурму опустили на высоту, определяемую по зависимости:

Н_к=0,69+0,0036·350+0,5=2,45 м

В результате повысилась стойкость рабочего слоя футеровки, увеличилась длительность кампании конвертера, снизился угар железа в расплаве и расход металлошихты, повысилась стабильность процесса плавки, увеличилось производство, снизилось заметалливание фурм и их расход.

Формула изобретения

Способ выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер металлического лома, заливку жидкого чугуна, подачу шлакообразующих материалов, продувку расплава кислородом через фурму, изменение положения фурмы в процессе продувки над уровнем расплава, отличающийся тем, что высоту положения фурмы в процессе зажигания плавки определяют по эмпирической зависимости:

Н_н=1,8+38,1·Ш+8,27·L-0,27Q+Н,

где Н_н – высота фурмы в процессе зажигания плавки относительно уровня расплава, м;

Ш – масса шлакообразующих материалов, % от массы плавки;

L – масса металлического лома на плавку, % от массы плавки;

Q – интенсивность продувки кислородом, м³/т·мин.;

Н- изменение положения уровня футеровки днища в процессе кампании, м,

затем положение фурмы определяют по температуре отходящих газов, причем, если температура отходящих газов превышает 1030°С, то фурму поднимают, а если температура отходящих газов ниже 900°С – фурму опускают, в заключительный период продувки высоту положения фурмы определяют по эмпирической зависимости:

Н₃=0,69+0,0036·М+Н,

где Н₃ – высота фурмы в заключительный период продувки, м;

М – масса всей плавки, т.

РИСУНКИ