RU2180006C2

RU2180006C2 - Method of conversion of cast iron in converter

Info

Publication number: RU2180006C2
Application number: RU2000109110A
Authority: RU
Inventors: Р.С. Айзатулов; Ю.А. Пак; В.В. Соколов; В.П. Комшуков; В.А. Буймов; В.В. Липень; М.А. Щеглов; А.В. Амелин; В.Г. Шишкин; Е.В. Протопопов; В.М. Машинский; А.И. Ермолаев
Original assignee: ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2002-02-27

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy; conversion of cast iron in oxygen converter. SUBSTANCE: proposed method consists in charging scrap, pouring cast iron, introducing lime and manganese-containing materials, blowing metal with oxygen to preset content of carbon at position of lance of 10-12 passes from level of still bath. Manganese-containing materials and lime are added before pouring cast iron into converter. Oxygen lancing is effected at flow rate of 3.0 - 4.0 cum/m/min. t before expiration of 35 to 40% of total duration of blowing followed by reduction by 22-42% of initial intensity of blowing. Lime and manganese-containing materials are added at ratio of 1:(0.1-0.4). During final period, blowing is performed at initial intensity to content of carbon in metal of 0.09-0.23%. EFFECT: increased residual content of manganese in metal upon completion of blowing; increased steel output. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам передела чугуна в кислородном конвертере. The invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly to methods for redistributing cast iron in an oxygen converter.

Известен способ передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере, включающий завалку скрапа, заливку чугуна, ввод извести, разжижителей и марганецсодержащих материалов, продувку металла кислородом, в котором марганецсодержащий материал присаживают в завалку в количестве 70-80% от его общего расхода, а остальную часть марганецсодержащего материала вводят по истечении 50-60% длительности продувки [1]. A known method of redistributing low manganese cast iron in a converter, including scrap scraping, cast iron casting, input of lime, thinners and manganese-containing materials, metal purging with oxygen, in which manganese-containing material is added to the filling in an amount of 70-80% of its total consumption, and the rest of the manganese-containing material administered after 50-60% of the purge time [1].

Недостатком этого способа является невозможность получения повышенного остаточного содержания марганца по окончании продувки из-за отсутствия условий перераспределения марганца из шлака в металл и низкий выход стали. The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining an increased residual content of manganese at the end of the purge due to the lack of conditions for the redistribution of manganese from slag to metal and low steel yield.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ передела чугуна в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, ввод извести и марганецсодержащих материалов, продувку металла кислородом с переменным положением фурмы, в котором после продувки металла кислородом производят скачивание окислительного шлака, наводят новый шлак подачей извести и марганецсодержащего материала, обработку его восстановителем, причем марганецсодержащие материалы вводят до получения содержания марганца в металле на 10-15% больше, чем в готовой стали, а продувку металла до заданного содержания углерода осуществляют с расстояния 10-12 приведенных калибров от уровня спокойной ванны, причем с вводом восстановителя в количестве 2,0-10,0 кг/т вводят барийсодержащие компоненты в количестве 2,0-2,5 кг бария на 1 т металла, после чего перемешивают шлак и металл [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method for redistributing cast iron in a converter, including filling scrap, pouring cast iron, introducing lime and manganese-containing materials, purging metal with oxygen with a variable tuyere position, in which, after purging metal with oxygen, oxidative slag is charged, induce new slag by feeding lime and manganese-containing material, processing it with a reducing agent, and manganese-containing materials are introduced to obtain the content of margin tsa in metal is 10-15% more than in finished steel, and metal is blown to a given carbon content from a distance of 10-12 reduced calibers from the level of a still bath, and with the introduction of a reducing agent in an amount of 2.0-10.0 kg / t enter barium-containing components in an amount of 2.0-2.5 kg of barium per 1 ton of metal, after which slag and metal are mixed [2].

Недостатком данного способа является прежде всего сложность реализации процесса, связанная с вводом достаточно дефицитных и дорогостоящих материалов, обеспечивающих улучшение специальных свойств стали. Многоступенчатый режим операций плавки, большая продолжительность скачивания промежуточного шлака и необходимость длительного перемешивания металла и шлака после ввода восстановителя и барийсодержащего компонента увеличивает потери производительного времени работы конвертера. Получение после продувки повышенного содержания марганца в металле предопределяет получение большого количества шлака и низкий выход металла, что приводит к высокой себестоимости выплавляемой стали. The disadvantage of this method is primarily the complexity of the process, associated with the introduction of a fairly scarce and expensive materials, providing an improvement in the special properties of steel. The multi-stage mode of smelting operations, the long duration of downloading the intermediate slag, and the need for prolonged mixing of the metal and slag after the introduction of the reducing agent and the barium-containing component increases the losses in the production time of the converter. Obtaining after purging a high content of manganese in the metal determines the receipt of a large amount of slag and a low yield of metal, which leads to the high cost of smelted steel.

Задачей изобретения является повышение выхода стали. The objective of the invention is to increase the yield of steel.

Поставленная задача достигается тем, что в способе передела чугуна в конвертере, включающем завалку лома, заливку чугуна, ввод извести и марганецсодержащих материалов, продувку металла кислородом до заданного содержания углерода при положении фурмы 10-12 приведенных калибров от уровня спокойной ванны, согласно изобретения марганецсодержащие материалы, известь присаживают перед заливкой чугуна в конвертер, продувку кислородом осуществляют с расходом 3,0-4,0 м³/мин•т до истечения 35-40% общей длительности продувки с последующим снижением на 22-42% от начальной интенсивности продувки, а известь и марганецсодержащие материалы присаживают в соотношении 1:(0,1-0,4), причем в заключительный период продувку ведут с начальной интенсивностью до содержания углерода в металле 0,09-0,23%.This object is achieved by the fact that in the method of redistributing cast iron in a converter, including scrap filling, cast iron casting, input of lime and manganese-containing materials, blowing metal with oxygen to a predetermined carbon content at a tuyere position of 10-12 reduced calibres from the level of a calm bath, according to the invention, manganese-containing materials , lime is planted before casting iron into the converter, oxygen blowing is carried out with a flow rate of 3.0-4.0 m ³ / min • t until 35-40% of the total blowing time elapses, followed by a decrease of 2 2-42% of the initial purge intensity, and lime and manganese-containing materials are added in a ratio of 1: (0.1-0.4), and in the final period, purge is carried out with an initial intensity to a carbon content of 0.09-0.23 in the metal %

Признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях, и, следовательно, заявленное решение имеет изобретательский уровень. Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions, and, therefore, the claimed solution has an inventive step.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом передела чугуна в конвертере, заключается в том, что присадка марганецсодержащих материалов перед заливкой чугуна в конвертер предопределяет его взаимодействие с жидким металлом уже в процессе заливки чугуна, а продувка с регламентированной интенсивностью и положением фурмы способствует его ускоренному усвоению ванной, что в дальнейшем приводит к увеличению остаточного содержания марганца в металле по окончании продувки и увеличению выхода стали. The technical result achieved by the proposed method of redistributing cast iron in the converter is that the addition of manganese-containing materials before casting iron into the converter determines its interaction with liquid metal already in the process of casting iron, and blowing with a regulated intensity and position of the lance facilitates its faster absorption of the bathtub, which subsequently leads to an increase in the residual content of manganese in the metal at the end of purging and an increase in the yield of steel.

Продувку необходимо начинать с интенсивностью расхода кислорода 3,0-4,0 м³/мин•т в течение 35-40% общей длительности продувки. В случае начала продувки с интенсивностью менее 3,0 м³/мин•т затрудняется "зажигание" плавки вследствие недостаточной кинетической энергии для внедрения струи в жидкую ванну, а при продувке с интенсивностью более 4,0 м³/мин•т ухудшаются условия образования первичного шлака. При продувке ванны с интенсивностью расхода кислорода 3,0-4,0 м³/мин•т менее 35% общей длительности продувки затрудняется образование жидкоподвижного шлака, а продувка ванны продолжительностью более 40% общей длительности продувки приводит к выбросам шлака и металла из конвертера вследствие интенсивного обезуглероживания металлической ванны.Purge must be started with an oxygen flow rate of 3.0–4.0 m ³ / min • t for 35–40% of the total purge time. In the case of a start of purging with an intensity of less than 3.0 m ³ / min • t, it is difficult to “ignite” the melting due to insufficient kinetic energy for introducing the jet into the liquid bath, and when blowing with an intensity of more than 4.0 m ³ / min • t, the conditions of formation primary slag. When purging a bath with an oxygen flow rate of 3.0-4.0 m ³ / min • t less than 35% of the total duration of the purge, formation of liquid slag is difficult, and purging the bath with a duration of more than 40% of the total duration of the purge leads to emissions of slag and metal from the converter due to intensive decarburization of a metal bath.

Интенсивность продувки необходимо снижать на 22-42% от начальной интенсивности. В случае снижения интенсивности продувки менее чем на 22% шлак "сворачивается" и резко повышаются выносы металла из конвертера, увеличиваются потери металла, снижается выход стали. При снижении интенсивности продувки более чем на 42% резко возрастает вероятность вспенивания ванны и выбросов из конвертера металла и шлака, что также приводит к снижению выхода стали. The purge intensity must be reduced by 22-42% of the initial intensity. In the event that the purge intensity decreases by less than 22%, the slag “folds” and the metal removal from the converter increases sharply, metal losses increase, and the steel yield decreases. With a decrease in the purge intensity by more than 42%, the likelihood of foaming the bath and emissions from the metal and slag converter sharply increases, which also leads to a decrease in the yield of steel.

Известь и марганецсодержащие материалы необходимо присаживать в соотношении 1:(0,1-0,4). При вводе извести и марганецсодержащих материалов в соотношении менее 1: (0,1-0,4) не достигается получения повышенного содержания марганца по окончании продувки и увеличения выхода стали из-за малого количества введенного марганецсодержащего материала, а при вводе извести и марганецсодержащих материалов в соотношении более 1:(0,1-0,4), чрезмерно увеличивается количество образующегося шлака, что повышает потери металла со шлаком и корольками и снижает выход стали. Lime and manganese-containing materials must be planted in a ratio of 1: (0.1-0.4). When introducing lime and manganese-containing materials in a ratio of less than 1: (0.1-0.4), it is not possible to obtain an increased content of manganese at the end of purging and increasing the yield of steel due to the small amount of introduced manganese-containing material, and when introducing lime and manganese-containing materials into a ratio of more than 1: (0.1-0.4), the amount of slag formed increases excessively, which increases the loss of metal with slag and kings and reduces the yield of steel.

Продувку необходимо вести до содержания углерода 0,09-0,23%. В этом случае достигается максимальное увеличение остаточного содержания марганца в металле и увеличение выхода стали. Продувка кислородом до содержания углерода менее 0,09% в металле приводит к повышению окисленности шлака и потерь металла в виде окислов. Кроме того, это приводит к окислению марганца и снижению его содержания в металле по окончании продувки. Остановка продувки при содержании более 0,23% углерода в металле приводит к повышенному содержанию вредных примесей и додувкам, что также приводит к снижению выхода стали. Purge must be carried out to a carbon content of 0.09-0.23%. In this case, a maximum increase in the residual manganese content in the metal and an increase in steel yield are achieved. A purge with oxygen to a carbon content of less than 0.09% in the metal leads to an increase in the oxidation of slag and loss of metal in the form of oxides. In addition, this leads to the oxidation of manganese and a decrease in its content in the metal at the end of the purge. Stopping the purge when the content of more than 0.23% carbon in the metal leads to an increased content of harmful impurities and blowing, which also leads to a decrease in the yield of steel.

При создании настоящего изобретения исходили из положения получения максимального выхода стали за счет повышенного остаточного содержания марганца и углерода в металле по окончании кислородной продувки, снижения потерь металла со шлаком в результате регламентированного режима продувки, соотношения присадок извести и марганецсодержащего материала (см. табл. 1). When creating the present invention, we proceeded from the position of obtaining the maximum yield of steel due to the increased residual content of manganese and carbon in the metal at the end of oxygen purging, reducing losses of metal with slag as a result of the regulated purging regime, the ratio of lime and manganese-containing material additives (see table 1) .

В качестве марганецсодержащего материала можно использовать марганцевый агломерат, марганцевую руду, флюсы, содержащие окислы марганца и другие материалы. As the manganese-containing material, manganese agglomerate, manganese ore, fluxes containing manganese oxides and other materials can be used.

Пример: Плавку проводили в 300-т кислородном конвертере ОАО "ЗСМК". Продувку осуществляли четырехсопловой фурмой с критическим диаметром сопла 54 мм и углом раскрытия 15 градусов или приведенный калибр диаметра сопла равен 104 мм (Приведенный калибр диаметра сопла равен диаметру сопла, площадь которого равна сумме площадей всех сопел фурмы). В конвертер завалили 86 т металлолома, присадили 9 т извести, затем перед сливом 260 т чугуна с содержанием 0,52% марганца, 0,57% кремния, 0,018% серы, 0,15% фосфора при температуре 1400^oС, присадили 3 т марганцовистого агломерата и начали продувку с интенсивностью расхода кислорода 1100 м³/мин (3,7 м³/мин•т) при положении фурмы 3,5 м (33,6 приведенных калибров диаметра сопла). После 7 мин продувки (38% общей длительности продувки) интенсивность расхода кислорода снизили до 800 м³/мин (ниже на 27,3% от начальной), а с 12 мин продувки интенсивность расхода кислорода увеличили до 1100 м³/мин (3,7 м³/мин•т) и продували до содержания углерода 0,16% в металле и температуры 1605^oС при положении фурмы 1,1 м (10,6 приведенных калибров). В процессе продувки присадили еще 7 т извести. По окончании продувки получили металл с содержанием 0,16% углерода, 0,39% марганца, 0,015% серы и 0,016% фосфора при температуре 1605^oС. Состав конвертерного шлака по окончании продувки: 16,2% SiO₂, 48,8% CaO, 22,5% FeO, 2,2% MgO, 6,5% МnО при основности 3,0. Раскисление проводили на выпуске металла из конвертера присадками в ковш ферромарганца в количестве 570 кг, ферросилиция в количестве 400 кг. Получили сталь в количестве 321,2 т марки 3 пс ГОСТ 380-94 следующего химического состава: 0,16% углерода, 0,48% марганца, 0,05% кремния, 0,015% серы и 0,017% фосфора. Выход стали составил 94,2%.Example: Smelting was carried out in a 300-ton oxygen converter of ZSMK OJSC. The purge was carried out with a four-nozzle lance with a critical nozzle diameter of 54 mm and an opening angle of 15 degrees, or the reduced nozzle diameter gauge is 104 mm (The given nozzle diameter gauge is equal to the nozzle diameter, the area of which is equal to the sum of the areas of all lance nozzles). 86 tons of scrap metal were poured into the converter, 9 tons of lime was added, then 260 tons of pig iron with a content of 0.52% manganese, 0.57% silicon, 0.018% sulfur, 0.15% phosphorus at a temperature of 1400 ^o С were added before discharge, 3 tons manganese agglomerate and began to purge with an oxygen flow rate of 1100 m ³ / min (3.7 m ³ / min • t) with a tuyere position of 3.5 m (33.6 of the calibrated nozzle diameters). After 7 min of purging (38% of the total duration of purging), the oxygen flow rate was reduced to 800 m ³ / min (lower by 27.3% of the initial), and from 12 min of purging the oxygen flow rate was increased to 1100 m ³ / min (3, 7 m ³ / min • t) and blown to a carbon content of 0.16% in the metal and a temperature of 1605 ^o With the position of the tuyere 1.1 m (10.6 of these calibers). In the process of purging, another 7 tons of lime were added. At the end of the purge, a metal was obtained with a content of 0.16% carbon, 0.39% manganese, 0.015% sulfur and 0.016% phosphorus at a temperature of 1605 ^o C. Composition of converter slag at the end of the purge: 16.2% SiO ₂ , 48.8% CaO, 22.5% FeO, 2.2% MgO, 6.5% MnO with a basicity of 3.0. Deoxidation was carried out on the release of metal from the converter with additives in the ladle of ferromanganese in the amount of 570 kg, ferrosilicon in the amount of 400 kg. Steel was obtained in an amount of 321.2 tons of grade 3 ps GOST 380-94 of the following chemical composition: 0.16% carbon, 0.48% manganese, 0.05% silicon, 0.015% sulfur and 0.017% phosphorus. The steel yield was 94.2%.

Способ промышленно применим при производстве стали в кислородных конвертерах. The method is industrially applicable in the production of steel in oxygen converters.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 945179, МКИ кл. С 21 С 5/28, опубл. 1982 г., бюлл. 27.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR 945179, MKI class. C 21 C 5/28, publ. 1982, bull. 27.

2. Авторское свидетельство СССР 910779, МКИ кл. С 21 С 5/28, опубл. 1982 г., бюлл. 9. 2. Copyright certificate of the USSR 910779, MKI class. C 21 C 5/28, publ. 1982, bull. 9.

Claims

A method of redistributing cast iron in a converter, including filling scrap, casting cast iron, introducing lime and manganese-containing materials, purging metal with oxygen to a predetermined carbon content at a tuyere position of 10-12 reduced calibers from the level of a calm bath, characterized in that manganese-containing materials and lime are planted before pouring iron into a converter, oxygen blowing is performed at a rate of 3.0-4.0 m ³ / min • t before the expiration of 35-40% of the total duration of the purge, followed by reduction to 22-42% of the initial blowing intensity, and message and manganese materials sits in a ratio of 1: (0.1-0.4), and lead to the initial intensity until the carbon content of 0,09-0,23% metal in the final blowing period.