RU2125100C1

RU2125100C1 - Method of steel melting in converter

Info

Publication number: RU2125100C1
Application number: RU97118202A
Authority: RU
Inventors: С.М. Чумаков; И.И. Фогельзанг; Ю.Н. Давыдов; С.Д. Зинченко; А.Т. Бубнов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, in particular, steel making in oxygen converters. SUBSTANCE: method includes charging of converter with hot metal and metal scrap, blowing of metal with oxygen, reduction of oxygen supply intensity at the end of blowing, introduction of measuring lance, finishing, if required, heat with respect to temperature and carbon content. The moment of introduction of measuring lance is determined by formula A=(60-62.5)+B, where A is quantity of consumed oxygen for heat, %; (60-62.5) are empirical coefficients. EFFECT: increased yield of product metal, higher converter output and converter lining stability, and reduced consumption of alloying and deoxidizing agents. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали в кислородных конвертерах. The invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly to the production of steel in oxygen converters.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы после израсходования определенного количества кислорода и осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку, при необходимости, плавки по температуре и содержанию углерода (патент РФ N 2096487, C 21 C 5/28, 10.10.95 "Способ охлаждения плавки в конвертере"). The closest in technical essence and the achieved effect is a method of steel smelting in a converter, which includes loading a charge containing molten iron and scrap into the converter, blowing through the lance of the melt with oxygen, reducing the oxygen supply at the end of the blowing, introducing a measuring lance after a certain amount of oxygen has been consumed and her measuring the temperature of the metal and its carbon content, fine-tuning, if necessary, melting in temperature and carbon content (RF patent N 2096487, C 21 C 5/28, 10.10.95 "Method of cooling the heat in the converter").

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 измерения температуры металла и содержания углерода в металле с помощью измерительной фурмы. The disadvantages of this method are the low yield, low productivity of the steelmaking unit-converter, low durability of the lining of the Converter. This is due to the fact that there is virtually no regulated technological mode for measuring the temperature of the metal and the carbon content in the metal using a measuring lance.

Вследствие неотработанной технологии измерения старт измерительной фурмы нередко осуществляется при наличии в металлическом расплаве полностью нерастворившегося лома, в результате дорогостоящая измерительная фурма, попадая в него, ломается и при этом уже не поступает фактической информации по температуре металла и содержанию в нем углерода. Due to the untrained measurement technology, the start of the measuring lance is often carried out in the presence of completely insoluble scrap in the metal melt, as a result, an expensive measuring lance breaks into it and no actual information is received on the metal temperature and carbon content in it.

Отсутствие такой достоверной информации приводит к додувкам по температуре, либо охлаждению плавок и негативно отражается на стойкости футеровки конвертера, его производительности, увеличивает расход легирующих и раскислителей. The absence of such reliable information leads to temperature blowdowns or cooling of the melts and negatively affects the durability of the converter lining, its productivity, and increases the consumption of alloying and deoxidizing agents.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении выхода годного, повышении производительности конвертера, стойкости футеровки конвертера, расхода легирующих и раскислителей. The technical result of the invention consists in increasing the yield, increasing the productivity of the converter, the durability of the lining of the converter, the consumption of alloying and deoxidizing agents.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали в конвертере, включающем загрузку в конвертер шихты, содержащей жидкий чугун и лом, продувку через фурму расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы после израсходования определенного количества кислорода на плавку, осуществление ею измерения температуры металла и содержания в нем углерода, доводку плавки по температуре и содержанию углерода, согласно изобретению момент ввода измерительной фурмы определяют в зависимости от процента израсходованного кислорода на плавку по уравнению A = (60,0 - 62,5) + B, где A - количество израсходованного кислорода на плавку, %; B - доля лома в шихте плавки, %; (60,0 - 62,5) - эмпирические коэффициенты. The specified technical result is achieved by the fact that in the method of steel smelting in a converter, comprising loading a charge containing molten iron and scrap into the converter, purging through the lance of the melt with oxygen, reducing the oxygen supply intensity at the end of purging, introducing a measuring lance after a certain amount of oxygen has been used for melting , its implementation of measuring the temperature of the metal and its carbon content, fine-tuning the smelting temperature and carbon content, according to the invention, the moment of entering the measuring lance about depending on the percentage of oxygen consumed per heat according to the equation A = (60.0 - 62.5) + B, where A is the amount of oxygen consumed per heat,%; B - the proportion of scrap in the mixture of smelting,%; (60.0 - 62.5) - empirical coefficients.

Сущность заявляемого предложения заключается в следующем. The essence of the proposed proposal is as follows.

Нерегламентированный ввод измерительной фурмы часто приводит к ее поломкам по причине удара о нерастворившийся лом, находящийся в металлическом расплаве. Unregulated input of the measuring lance often leads to its breakdown due to impact on insoluble scrap located in the metal melt.

Регламентированный ввод измерительной фурмы в конвертер гарантирует ее погружение в жидкую ванну без наличия нерастворившегося лома. Это позволяет эксплуатировать дорогостоящее оборудование измерительной фурмы без поломок и получение фактической информации "по температуре металла и содержанию в нем углерода. The regulated input of the measuring lance into the converter guarantees its immersion in a liquid bath without the presence of insoluble scrap. This allows you to operate expensive equipment measuring lance without breakage and obtaining actual information "on the temperature of the metal and its carbon content.

Исходя из расчетного уравнения, следует, что увеличение доли лома в шихтовке плавки приводит к увеличению процента израсходованного кислорода на продувку, при котором осуществляется ввод измерительной фурмы, а уменьшение доли лома - к уменьшению процента израсходованного кислорода. Based on the calculation equation, it follows that an increase in the proportion of scrap in the smelting charge leads to an increase in the percentage of oxygen consumed for purging, during which the measuring lance is introduced, and a decrease in the fraction of scrap leads to a decrease in the percentage of oxygen consumed.

Из практики конвертерного производства замечено, что повышение доли лома в шихтовки плавки приводит к увеличению времени на его растворение и частым поломкам измерительной фурмы при раннем ее вводе. From the practice of converter production, it has been noted that an increase in the share of scrap in the smelting charges leads to an increase in the time for its dissolution and frequent breakdowns of the measuring lance at its early introduction.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает получение фактических данных по содержанию углерода в металле и ее температуре при вводе измерительной фурмы, сохранению ее в целостности и позволяет тем самым повысить производительность конвертеров, увеличить выход металла, повысить стойкость футеровки конвертера, снизить расход ферросплавов и раскислителей. Thus, the proposed technical solution provides obtaining actual data on the carbon content in the metal and its temperature when entering the measuring lance, preserving it in integrity and thereby improves the performance of the converters, increase the yield of the metal, increase the stability of the lining of the converter, reduce the consumption of ferroalloys and deoxidizers.

Время ввода измерительной фурмы корректируется, ориентируясь на динамику теплового состояния плавки в зависимости от осуществления таких технологических операций, как скачивание шлака в процессе плавки или ее проведение сразу же после выполнения операции факельного торкретирования футеровки конвертера, либо ведение плавки с использованием оборванной "горловины". The input lance of the measuring lance is adjusted, focusing on the dynamics of the thermal state of the smelting, depending on the implementation of technological operations such as downloading slag during the smelting process or carrying out it immediately after the flare gunning operation of the converter lining, or conducting melting using a torn neck.

Так, при осуществлении скачивания шлака используется коэффициент 62,5, а без скачивания - 60,0. So, when downloading slag, a coefficient of 62.5 is used, and without downloading - 60.0.

При проведении плавки сразу же после факельного торкретирования можно использовать коэффициент 60, а при наличии в завалке оборванной шлакометаллической горловины - 62,5. When melting is carried out immediately after flare gunning, a coefficient of 60 can be used, and if there is a torn slag metal neck in the filling, 62.5.

Как показали многочисленные промышленные эксперименты для достижения высоких показателей конечных технологических параметров необходимо строгое выполнение регламентированных значений заявляемого технического процесса израсходованного кислорода на плавку, который рассчитывается от доли лома в шихтовке плавки по уровню A = (60,0 - 62,5 ) + B, то есть процент кислородной продувки = (60,0 - 62,5) + % лома. As numerous industrial experiments have shown, in order to achieve high indices of the final technological parameters, it is necessary to strictly comply with the regulated values of the claimed technical process of the consumed oxygen for smelting, which is calculated from the fraction of scrap in the smelting charge at the level A = (60.0 - 62.5) + B, then there is a percentage of oxygen purge = (60.0 - 62.5) +% scrap.

Ввод измерительной фурмы в конвертер при вычисленном проценте израсходованного кислорода с коэффициентом, меньшим чем 60, приводил к ее поломкам, увеличению цикла плавки вследствие аварийного извлечения измерительной фурмы, додувкам на температуру из-за остывания плавки, и вследствие этого снижению выхода металла, повышению скорости износа футеровки, увеличенному расходу раскислителей и легирующих материалов. Entering the measuring lance into the converter with the calculated percentage of oxygen consumed with a coefficient less than 60 led to its breakdowns, to an increase in the melting cycle due to emergency extraction of the measuring lance, to blowing the temperature due to cooling of the melt, and as a result to a decrease in the metal yield, and an increase in the wear rate lining, increased consumption of deoxidizers and alloying materials.

Ввод измерительной фурмы в конвертер при вычисленном проценте израсходованного кислорода с коэффициентом более 62,5 приводил к увеличению цикла плавки вследствие дефицита времени для корректировки теплового баланса плавки и повышению скорости износа футеровки конвертера. The introduction of the measuring lance into the converter with the calculated percentage of oxygen consumed with a coefficient of more than 62.5 led to an increase in the melting cycle due to a lack of time for adjusting the heat balance of the melting and an increase in the wear rate of the converter lining.

Таким образом, принципиальным отличием заявляемого технического решения является регламентированный режим ввода измерительной фурмы, а именно, ввод измерительной фурмы осуществляется в зависимости от процента израсходованного кислорода на плавку, который рассчитывается от доли лома в шихтовке плавки по уравнению A = (60,0 - 62,5) + B, то есть процент кислородной продувки = (60,0 - 62,5) + % лома, что соответствует критерию "новизна". Thus, the principal difference of the proposed technical solution is the regulated input mode of the measuring lance, namely, the input of the measuring lance is carried out depending on the percentage of oxygen consumed for smelting, which is calculated from the fraction of scrap in the charge of the smelting according to the equation A = (60.0 - 62, 5) + B, that is, the percentage of oxygen purge = (60.0 - 62.5) +% scrap, which meets the criterion of "novelty."

Для оценки данного способа была проведена серия опытных плавок в соответствии с заявляемым предложением и прототипом. To evaluate this method, a series of experimental swimming trunks was carried out in accordance with the claimed proposal and prototype.

Пример осуществления предлагаемого способа (соответствует в таблице прим. 1). An example implementation of the proposed method (corresponds to the table in note 1).

В 350-т конвертер завалили 120 т лома, присадили 11 т извести, залили 280 т чугуна с температурой 1420^oC, содержащего, %: 4,8 углерода; 0,80 кремния; 0,25 марганца; 0,065 фосфора; 0,015 серы.In a 350-ton converter, 120 tons of scrap were heaped up, 11 tons of lime were added, 280 tons of cast iron with a temperature of 1420 ^o C were poured, containing,%: 4.8 carbon; 0.80 silicon; 0.25 manganese; 0.065 phosphorus; 0.015 sulfur.

Доля лома в шихтовке составила 30%. The share of scrap in the charge was 30%.

Осуществили продувку расплава кислородом сверху с присадками по ходу 12 т извести. Расчетное количество кислорода на продувку для достижения заданных значений по углероду и температуре, составило 20000 м³.The melt was purged with oxygen from above with additives along 12 tons of lime. The estimated amount of oxygen per purge to achieve the specified values for carbon and temperature was 20,000 m ³ .

Исходя из расчетной формулы времени ввода измерительной фурмы, заявляемого в техническом решении, вычислили процент кислородной продувки, при котором обеспечивается жидкая металлическая ванна:
1) % кислородной продувки = 60 + 30 = 90% , что составляет 18000 м³ кислорода.Based on the calculated formula for the input time of the measuring lance, as claimed in the technical solution, the percentage of oxygen purge was calculated, which provides a liquid metal bath:
1)% oxygen purge = 60 + 30 = 90%, which is 18,000 m ^{3 of} oxygen.

После израсходования 18000 м³ кислорода на продувку осуществили ввод измерительной фурмы в жидкую ванну.After consuming 18,000 m ^{3 of} oxygen for purging, the measuring lance was introduced into the liquid bath.

Прямое измерение показало данные по температуре металла и содержанию в нем углерода, на основе которых плавка была доведена по динамической модели при общем расходе на плавку 20000 м³ кислорода до заданных значений по температуре металла и содержанию в нем углерода. Плавка слита с первой повалки.A direct measurement showed data on the temperature of the metal and the carbon content in it, on the basis of which the melting was brought according to the dynamic model with a total consumption of 20,000 m ^{3 of} oxygen for the melting to the specified values for the metal temperature and carbon content in it. The melting is merged from the first haul.

Пример осуществления известного способа (прототипа). An example implementation of the known method (prototype).

В 350-т конвертер завалили 120 т лома, присадили 11 т извести, залили 280 т чугуна с температурой 1420^oC, содержащего %: 4,8 углерода, 0,80 кремния, 0,25 марганца, 0,065 фосфора, 0,015 серы.In a 350-ton converter, 120 tons of scrap were heaped up, 11 tons of lime were added, 280 tons of cast iron with a temperature of 1420 ^° C were poured, containing%: 4.8 carbon, 0.80 silicon, 0.25 manganese, 0.065 phosphorus, 0.015 sulfur.

Доля лома в шихтовке составила 30%. Осуществили продувку расплава кислородом сверху с присадками по ходу 12 т извести. The share of scrap in the charge was 30%. The melt was purged with oxygen from above with additives along 12 tons of lime.

Расчетное количество кислорода на продувку для достижения заданных значений по углероду и температуре металла составило 20000 м³.The estimated amount of oxygen per purge to achieve the specified values for carbon and metal temperature was 20,000 m ³ .

После израсходования 16820 м³ кислорода на продувку осуществили ввод измерительной фурмы в металлическую ванну. После ввода измерительной фурмы в ванну она осталась в металле и ее вывод в автоматическом режиме не осуществлялся. В результате кислородная продувка была аварийно прекращена, кислородная фурма выведена из агрегата. Вытаскивание измерительной фурмы осуществляли краном в течение 45 минут. Визуальное обследование измерительной фурмы показало, что она оказалась сильно погнутой в результате удара о нерастворившийся лом. Впоследствии измерительная фурма простояла на ремонтных работах в течение трех суток, в течение которых конвертер эксплуатировался без нее.After the consumption of 16820 m ^{3 of} oxygen for purging, the measuring lance was introduced into a metal bath. After entering the measuring lance into the bath, it remained in the metal and its output was not carried out automatically. As a result, the oxygen purge was abnormally stopped, the oxygen tuyere removed from the unit. The measuring lance was pulled out with a crane for 45 minutes. A visual examination of the measuring lance showed that it was strongly bent as a result of a blow to insoluble scrap. Subsequently, the measuring lance stood for repair for three days, during which the converter was operated without it.

После вывода из агрегата сломанной измерительной фурмы для достижения заданных значений по температуре металла из-за сильного остывания плавки осуществили перерасход кислорода 2500 м³ по сравнению с расчетным значением, что привело к "передуву" плавки по углероду ниже нижнего значения. В результате были увеличены расходы раскислителей и легирующих на плавку в ковш.After the broken measuring lance was withdrawn from the unit to achieve the set values for the metal temperature due to the strong cooling of the melting, an oxygen overconsumption of 2500 m ^{3 was} carried out in comparison with the calculated value, which led to "blowing" of the melting in carbon below the lower value. As a result, the costs of deoxidizers and alloying for melting in the ladle were increased.

Результаты опытных плавок в 350-т конвертере в соответствии с заявляемым способом, а также плавки в соответствии с технологией прототипа приведены в таблице. The results of experimental swimming trunks in a 350-t converter in accordance with the claimed method, as well as melting in accordance with the technology of the prototype are shown in the table.

Сравнительный анализ двух способов показал, что при осуществлении предлагаемой технологии с соблюдением заявляемых технологических параметров обеспечивалось получение фактических данных по содержанию углерода в металле и ее температуре при вводе измерительной фурмы и ее сохранение в целостности, что приводило к повышению производительности конвертеров, снижению цикла плавки, увеличению выхода металла, повышению стойкости футеровки конвертеров, сокращению расхода раскислителей и легирующих материалов. A comparative analysis of the two methods showed that when implementing the proposed technology in compliance with the claimed technological parameters, it was possible to obtain actual data on the carbon content in the metal and its temperature when entering the measuring lance and its integrity, which led to an increase in the productivity of converters, a decrease in the melting cycle, and an increase metal yield, increasing the lining resistance of converters, reducing the consumption of deoxidizers and alloying materials.

Claims

A method of steelmaking in a converter, including loading a charge containing molten iron and scrap into a converter, purging oxygen through a lance of a melt, reducing the oxygen supply intensity at the end of purging, introducing a measuring lance after a certain amount of oxygen has been consumed for melting, and measuring metal temperature and content carbon in it, melting refinement in temperature and carbon content, characterized in that the moment of input of the measuring lance is determined depending on the percentage spent to oxygen for smelting according to the equation A = (60.0 - 62.5) + B, where A is the amount of oxygen consumed for smelting,%, B is the proportion of scrap in the charge of the smelting,%, (60.0 - 62.5) - empirical coefficients.