RU2288278C1 - Method of making steel in oxygen converter - Google Patents
Method of making steel in oxygen converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288278C1 RU2288278C1 RU2005120555/02A RU2005120555A RU2288278C1 RU 2288278 C1 RU2288278 C1 RU 2288278C1 RU 2005120555/02 A RU2005120555/02 A RU 2005120555/02A RU 2005120555 A RU2005120555 A RU 2005120555A RU 2288278 C1 RU2288278 C1 RU 2288278C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- converter
- gas
- liquid
- lining
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к выплавке стали в конвертере.The invention relates to ferrous metallurgy, specifically to smelting steel in a converter.
Наиболее близким по технической сущности является способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий скачивание и оставление в конвертере части жидкого шлака предыдущей плавки, ввод в жидкий шлак предыдущей плавки твердого материала и флюса, загрузку металлолома, заливку жидкого чугуна, продувку ванны кислородом, ввод по ходу продувки флюсов и флюсующих добавок, выпуск металла и шлака (см. Технология производства стали в современных конвертерных цехах. С.В.Колпаков, Р.В.Старов, В.В.Смоктий и др. Под общей редакцией С.В.Колпакова. - М.: Машиностроение, 1991, с.81-82). Этот способ позволяет повторно использовать до 20-25% конечного шлака. Вместе с тем способ обладает рядом недостатков. Основные из них:The closest in technical essence is the method of steelmaking in an oxygen converter, including downloading and leaving a part of the liquid slag of the previous melting in the converter, introducing solid material and flux into the liquid slag of the previous melting, loading scrap metal, pouring molten iron, blowing the bath with oxygen, and introducing along the way blowing fluxes and fluxing additives, the production of metal and slag (see. Steel production technology in modern converter shops. S.V. Kolpakov, R.V. Starov, V.V. Smokty, etc. Under the general editorship of S.V. Kolpakov. - M .: Mechanical engineering, 1991, p.81-82). This method allows you to reuse up to 20-25% of the final slag. However, the method has several disadvantages. The main ones are:
- количество конечного шлака, которое может быть оставлено в конвертере, ограничено пределами 20-25%, так как дальнейшее увеличение его количества приводит к появлению выбросов;- the amount of final slag that can be left in the converter is limited to 20–25%, since a further increase in its amount leads to emissions;
- оставленный шлак не выполняет по отношению к футеровке стен защитной роли, поскольку он располагается на днище конвертера;- the left slag does not fulfill a protective role with respect to the lining of the walls, since it is located on the bottom of the converter;
- сохраняется вероятность взрывообразного протекания реакции между углеродом жидкого чугуна и оксидами железа шлака, обусловленная неравномерным охлаждением шлака и сохранением в нем отдельных зон в расплавленном состоянии.- the likelihood of an explosive reaction occurring between the carbon of molten iron and the iron oxides of the slag due to the uneven cooling of the slag and the preservation of individual zones in it in the molten state remains.
Вследствие этого использование известного способа не позволяет добиться высокой степени утилизации конвертерного шлака и использования его для целей защиты огнеупорной футеровки от повышенного износа.Because of this, the use of the known method does not allow to achieve a high degree of utilization of converter slag and its use for the purpose of protecting the refractory lining from increased wear.
Технический эффект при использовании изобретения заключается в увеличении количества оставляемого в конвертере конечного шлака и снижении скорости износа футеровки.The technical effect when using the invention is to increase the amount of final slag left in the converter and reduce the rate of wear of the lining.
Указанный технический эффект достигается тем, что способ выплавки стали в конвертере включает скачивание и оставление жидкого шлака предыдущей плавки, ввод в жидкий шлак предыдущей плавки флюса, загрузку металлолома, заливку жидкого чугуна, продувку ванны кислородом, ввод по ходу продувки флюсов и флюсующих добавок, выпуск металла и шлака. В оставленный жидкий шлак дополнительно вводят твердое газотворное вещество с суммарным содержанием газа, равным 0,1-15 объемам рабочего пространства конвертера, производят вспенивание шлака и его подъем на высоту, равную 0,15-1 высоты конвертера, после чего выдерживают шлак в этом положении в течение 0,1-5 мин, поддерживая непрерывное движение газа через шлак со скоростью 0,2-20 м/с.The specified technical effect is achieved by the fact that the method of steel smelting in the converter includes downloading and leaving the liquid slag of the previous melting, introducing the flux of the previous melting into the liquid slag, loading scrap metal, pouring molten iron, purging the bath with oxygen, introducing flux and fluxing additives during the purging process, production metal and slag. A solid gaseous substance is added to the left liquid slag with a total gas content of 0.1-15 volumes of the converter working space, foaming of the slag and its rise to a height equal to 0.15-1 of the converter height, after which the slag is kept in this position for 0.1-5 minutes, maintaining continuous gas movement through the slag at a speed of 0.2-20 m / s.
В качестве газотворного вещества используют синтетический композиционный материал в виде чушек, состоящих из оксидо- и углеродсодержащих материалов и шлакообразующих реагентов, предварительно залитых железоуглеродистым сплавом.As a gaseous substance, a synthetic composite material is used in the form of ingots, consisting of oxide and carbon-containing materials and slag-forming reagents pre-cast with an iron-carbon alloy.
В шлак дополнительно вдувают газ с расходом 25-300 м3/мин.Gas is additionally blown into the slag at a flow rate of 25-300 m 3 / min.
Во время выдержки конвертер периодически с интервалом 10-60 с наклоняют до угла 90 градусов к горизонтали.During exposure, the converter periodically with an interval of 10-60 s is tilted to an angle of 90 degrees to the horizontal.
Увеличение количества оставляемого шлака и снижение скорости износа футеровки будет происходить вследствие нанесения на поверхность футеровки всего жидкого шлака и последующего его охлаждения, затвердевания и образования на стенках конвертера твердого шлакового покрытия - гарнисажа.An increase in the amount of slag left and a decrease in the rate of wear of the lining will occur due to the application of all liquid slag to the surface of the lining and its subsequent cooling, solidification and the formation of a hard slag coating on the walls of the converter - a skull.
Механизм этого процесса заключается в следующем. Под воздействием пузырьков газа, поступающего из газотворного вещества в жидкий шлак, последний вспучивается, увеличивается в объеме, вспенивается и постепенно перемещается вверх по поверхности футеровки конвертера на заданную высоту. Во время этого движения и последующей выдержке жидкий шлак, контактируя с огнеупорной футеровкой, охлаждается, загущается и затвердевает, образуя на стенках конвертера слой затвердевшего шлака. Сочетание значительного времени контакта вспененного шлака с футеровкой, большой поверхности раздела жидкого шлака и твердой футеровки, охлаждение жидкого шлака твердым материалом и флюсом, вводимыми в шлак, высокоразвитая поверхность раздела пузырьков газа со шлаком во вспененном состоянии, а также усиленное перемешивание шлака газом (барботаж) и интенсивное омывание футеровки расплавом шлака обеспечивают переход всего шлака из жидкого в твердое состояние, осаждение всего оставленного в конвертере шлака на его футеровке в виде шлакового гарнисажа и, как следствие этого, использование всего количества оставленного шлака в последующих плавках. При подаче в конвертер твердой металлозавалки и жидкого чугуна, а также в процессе плавки затвердевший, но нагретый шлак разрушается и попадает обратно в ванну. По ходу продувки он переходит в жидкое состояние, образуя шлак и обеспечивая тем самым раннее формирование активного шлака, сокращение расхода шлакообразующих, стабильный режим плавки, лучшее рафинирование металла.The mechanism of this process is as follows. Under the influence of gas bubbles coming from the gas substance into the liquid slag, the latter swells, increases in volume, foams and gradually moves up the surface of the converter lining to a predetermined height. During this movement and subsequent exposure, the liquid slag, in contact with the refractory lining, cools, thickens and hardens, forming a layer of hardened slag on the walls of the converter. The combination of a significant contact time of foamed slag with the lining, a large interface between liquid slag and solid lining, cooling of liquid slag with solid material and flux introduced into the slag, a highly developed interface between gas bubbles and slag in the foamed state, as well as enhanced mixing of the slag by gas (bubbling) and intensive washing of the lining with a molten slag ensures the transition of all slag from liquid to solid, deposition of all slag left in the converter on its lining in the form of slag Vågå scull and, as a consequence, the use of the total amount of retained slag in subsequent batches. When solid metal filling and liquid cast iron are fed into the converter, as well as during the smelting process, the hardened but heated slag is destroyed and gets back into the bath. In the course of the purge, it goes into a liquid state, forming slag and thereby ensuring the early formation of active slag, reducing the consumption of slag-forming substances, a stable melting regime, and better metal refining.
Многократное увеличение объема шлака и его вспенивание в сочетании с возможностью подъема его на любую заданную высоту, в том числе на максимальную, отвечающую верхней отметке горловины конвертера, позволяет сформировать по всей высоте футеровки покрытие из шлака с максимальной и равномерной толщиной, защищающее футеровку. В результате этого снижается скорость износа огнеупорной футеровки.A multiple increase in the volume of slag and its foaming, combined with the possibility of raising it to any given height, including the maximum one corresponding to the upper mark of the neck of the converter, allows the formation of a slag coating with a maximum and uniform thickness that protects the lining along the entire height of the lining. As a result, the wear rate of the refractory lining is reduced.
Диапазон значений суммарного содержания газа в газотворном веществе, равном 0,1-15 объема рабочего пространства конвертера, объясняется физико-химическими закономерностями процесса вспенивания шлака.The range of values of the total gas content in the gaseous substance, equal to 0.1-15 of the volume of the working space of the converter, is explained by the physicochemical laws of the process of foaming slag.
В указанных пределах достигается необходимое увеличение объема, занимаемого вспененным шлаком, заполнение заданной части или всего свободного пространства конвертера газошлаковой пеной, смачивание и омывание шлаком поверхности участка футеровки на любой высоте, начиная от шлакового пояса и кончая горловиной конвертера. При меньших значениях вспенивание шлака и его объем вследствие малого количества поступающего в шлак газа оказываются недостаточными для смачивания футеровки, расположенной на уровне цапф и нанесения на нее шлака. При больших значениях будет происходить вынос части вспененного шлака из конвертера и его переливание через горловину из-за чрезмерного газовыделения и вспенивания.Within the specified limits, the necessary increase in the volume occupied by the foamed slag is achieved, filling a given part or the entire free space of the converter with gas-slag foam, wetting and washing the surface of the lining section with slag at any height, from the slag belt to the converter neck. At lower values, foaming of the slag and its volume due to the small amount of gas entering the slag are insufficient for wetting the lining located at the level of the trunnions and applying slag to it. At high values, part of the foamed slag will be removed from the converter and transfused through the neck due to excessive gas evolution and foaming.
Диапазон значений высоты, до которых производят вспенивание шлака в пределах 0,15-1,0 высоты конвертера, объясняется особенностями процесса выплавки стали, неравномерным износом футеровки по высоте и сечению конвертера и необходимостью возможно более полного использования конечного шлака. В указанном диапазоне обеспечивается нанесение всего оставленного в конвертере жидкого шлака на стенки футеровки и его полная утилизация и одновременно достигается возможность формирования шлакового гарнисажа в любой точке футеровки, начиная от зоны наиболее интенсивного ее изнашивания в области цапф и заканчивая верхней частью конвертера - горловиной. При меньших значениях часть жидкого шлака не будет использована, что потребует удаления из конвертера избыточного шлака. Кроме того, наиболее изнашиваемая зона конвертера (район цапф) при этом не будет покрыта слоем гарнисажа. При больших значениях будет наблюдаться вынос части жидкого шлака за пределы рабочего пространства конвертера.The range of heights to which foaming the slag within 0.15-1.0 of the converter height is explained by the features of the steelmaking process, uneven wear of the lining along the height and cross section of the converter, and the need for the fullest possible use of the final slag. In the indicated range, all liquid slag left in the converter is deposited on the lining walls and completely utilized, and at the same time, it is possible to form a slag skull at any point of the lining, starting from the zone of its most intensive wear in the trunnion area and ending with the neck of the converter. At lower values, part of the liquid slag will not be used, which will require removal of excess slag from the converter. In addition, the most worn out area of the converter (pivot area) will not be covered with a layer of skull. At high values, part of the liquid slag will be observed outside the working space of the converter.
Диапазон значений продолжительности выдержки вспененного шлака в контакте с огнеупорной футеровкой в пределах 0,1-5 мин объясняется закономерностями теплообмена жидкой среды, содержащей дисперсную газовую фазу в виде пузырьков газа, с твердой нагретой поверхностью. В указанном диапазоне длительности контакта шлака и футеровки достигается согласование параллельно и одновременно протекающих процессов вспенивания шлака, его подъема в конвертере до заданной высоты, непрерывного подвода жидкого шлака к поверхности футеровки, его охлаждения, загущения, затвердевания и образование шлакового гарнисажа на футеровке из всего оставленного в конвертере шлака.The range of exposure times of foamed slag in contact with a refractory lining within 0.1-5 min is explained by the laws of heat transfer of a liquid medium containing a dispersed gas phase in the form of gas bubbles with a solid heated surface. In the specified range of the duration of the contact between the slag and the lining, coordination is achieved between parallel and simultaneously occurring processes of foaming of the slag, its rise in the converter to a predetermined height, the continuous supply of liquid slag to the surface of the lining, its cooling, thickening, solidification and the formation of a slag skull on the lining from everything left in slag converter.
При меньших значениях не будет обеспечиваться надлежащее охлаждение жидкого шлака на стенках конвертера и переход всего шлака из жидкого в твердое состояние. В результате этого снизится количество используемого шлака, толщина гарнисажа и позитивное влияние его на скорость износа огнеупоров. При больших значениях будет иметь место увеличение продолжительности цикла плавки, снижающее эффективность изобретения.At lower values, proper cooling of the liquid slag on the walls of the converter and the transition of all slag from liquid to solid will not be ensured. As a result, the amount of slag used, the thickness of the skull and its positive effect on the wear rate of refractories will decrease. At high values, there will be an increase in the duration of the melting cycle, reducing the effectiveness of the invention.
Необходимость непрерывного движения газа через шлак и диапазон значений скорости движения газа через него в пределах 0,2-20 м/с объясняются газодинамическими закономерностями движения газа через слой жидкости. При прекращении газовыделения и поступления в жидкий шлак газа процесс вспенивания шлака сразу же прекращается и происходит осаждение вспененного шлака с возвращением газошлаковой пены в исходное состояние - жидкий шлак. Вследствие этого непрерывное пропускание газа через жидкий шлак является необходимым условием для вспенивания шлака и поддержание его во вспененном состоянии. В указанном диапазоне обеспечиваются надлежащее вспенивание шлака и его подъем, непрерывное поддержание шлака во вспененном состоянии, достижение верхним уровнем газошлакового расплава любой высоты, в том числе максимального уровня - горловины конвертера, смачивание и омывание вспененным шлаком любого участка огнеупорной футеровки. В свою очередь, это обеспечивает нанесение всего оставленного шлака на стенки конвертера, его охлаждение и затвердевание с образованием шлакового гарнисажа, включающего в себя всю массу оставленного жидкого шлака.The need for continuous gas movement through the slag and the range of gas velocity through it in the range of 0.2-20 m / s are explained by the gas-dynamic laws of gas movement through the liquid layer. When gas evolution ceases and gas enters the liquid slag, the slag foaming process immediately stops and the foamed slag precipitates and the gas slag foam returns to its original state - liquid slag. As a result, the continuous passage of gas through liquid slag is a prerequisite for foaming slag and maintaining it in a foamed state. In this range, proper foaming of the slag and its rise, continuous maintenance of the slag in the foamed state, achievement of the highest level of gas-slag melt of any height, including the maximum level - the neck of the converter, wetting and washing with foamed slag of any part of the refractory lining are ensured. In turn, this ensures the application of all the slag left on the converter walls, its cooling and solidification with the formation of a slag skull, which includes the entire mass of the liquid slag left.
При меньших значениях увеличение объема шлака, вспенивание и его подъем по высоте конвертера не получают существенного развития, вследствие чего часть жидкого шлака не может достигнуть требуемой высоты и остается не использованной.At lower values, an increase in slag volume, foaming and its rise along the height of the converter do not receive significant development, as a result of which part of the liquid slag cannot reach the required height and remains unused.
При больших значениях будет происходить вынос части шлака через горловину за пределы конвертера на рабочую площадку. Кроме того, при этом будет наблюдаться чрезмерно быстрое стекание жидкого шлака по поверхности футеровки обратно в слой шлака, находящийся на днище конвертера. Чрезмерно большая скорость смывания уменьшает также количество шлака, остающегося на стенках конвертера, толщину шлакового гарнисажа и стойкость футеровки, а также удлиняет продолжительность операции нанесения шлака на футеровку.At large values, part of the slag will be transported through the neck outside the converter to the working site. In addition, an excessively fast flow of liquid slag along the surface of the lining will be observed back into the slag layer located on the bottom of the converter. An excessively high flushing speed also reduces the amount of slag remaining on the walls of the converter, the thickness of the slag skull and the lining resistance, and also extends the duration of the operation of applying slag to the lining.
Для повышения эффективности предлагаемого способа в качестве газотворного вещества используют синтетический композиционный материал в виде чушек, состоящих из смеси оксид- и углеродсодержащих материалов и шлакообразующих реагентов, предварительно залитых железоуглеродистым сплавом. Особенностью этого композита является наличие в его составе конденсированного кислорода в виде оксидов железа и/или марганца и углерода в свободном и растворенном состоянии, а также высокоразвитая поверхность контакта их с железоуглеродистой основой. В процессе нагрева до температуры, превышающей температуру плавления железоуглеродистого сплава (более 1150°С), в композите развивается взаимодействие между углеродом и кислородом, сопровождающееся образованием монооксида углерода, поступлением газа в шлак и барботажем. В результате этого происходит увеличение объема жидкого шлака, его вспенивание и перемещение вверх по поверхности футеровки, смачивание этой поверхности жидким шлаком, последующее его охлаждение, загущение и последующее затвердевание. В результате этого жидкий шлак оседает на стенках конвертера, переходит в твердое состояние, образуя шлаковый гарнисаж, и полностью остается в конвертере. Применение указанного материала также улучшает условия газообразования и вспенивания, а также повышает управляемость поведением шлака. Все чушки при их загрузке независимо от их плотности попадают в нижние слои шлака, прилегающие к днищу конвертера, обеспечивая тем самым участие всего шлака во вспенивании. Часть чушек, имеющая плотность меньше плотности шлака, всплывает на поверхность шлака, увеличивая тем самым поверхность газообразования и улучшая вспенивание шлака.To increase the efficiency of the proposed method, a synthetic composite material in the form of ingots consisting of a mixture of oxide and carbon-containing materials and slag-forming reagents pre-cast with an iron-carbon alloy is used as a gaseous substance. A feature of this composite is the presence of condensed oxygen in its composition in the form of oxides of iron and / or manganese and carbon in a free and dissolved state, as well as a highly developed surface of their contact with the iron-carbon base. In the process of heating to a temperature exceeding the melting point of the iron-carbon alloy (more than 1150 ° C), the interaction between carbon and oxygen develops in the composite, accompanied by the formation of carbon monoxide, gas entering the slag and bubbling. As a result of this, there is an increase in the volume of liquid slag, its foaming and movement up the surface of the lining, wetting of this surface with liquid slag, its subsequent cooling, thickening and subsequent solidification. As a result of this, liquid slag settles on the walls of the converter, becomes solid, forming a slag skull, and remains completely in the converter. The use of this material also improves the conditions of gas formation and foaming, and also increases the controllability of the behavior of the slag. All ingots, when loaded, regardless of their density, fall into the lower slag layers adjacent to the bottom of the converter, thereby ensuring the participation of all slag in foaming. A part of ingots having a density lower than the density of the slag floats to the surface of the slag, thereby increasing the surface of gas formation and improving foaming of the slag.
Композиционный материал обеспечивает равномерное смешение шлака и введенных на него твердого материала и флюсов, имеющих меньшую плотность по сравнению со шлаком, и быстрое растворение вводимых добавок. Это ускоряет формирование шлака с требуемыми физико-химическими свойствами и улучшает его подготовку для последующего нанесения шлака на футеровку конвертера.The composite material provides uniform mixing of the slag and the solid material and fluxes introduced onto it, which have a lower density compared to the slag, and the quick dissolution of the added additives. This accelerates the formation of slag with the required physicochemical properties and improves its preparation for subsequent application of slag to the converter lining.
Другим важным свойством этого композита является пониженная температура плавления и наличие в железоуглеродистом сплаве углерода и других элементов, обладающих раскислительными способностями и раскисляющих конечный конвертерный шлак, имеющий повышенную окисленность.Another important property of this composite is a lower melting point and the presence in the iron-carbon alloy of carbon and other elements with deoxidizing capabilities and deoxidizing the final converter slag having increased oxidation.
Для управления поведением шлака в конвертере во время его вспенивания, подъема, осаждения на стенках футеровки и образования гарнисажного слоя в конвертер дополнительно вдувают газ в количестве 25-300 м3/мин. Ввод газа во вспененный шлак увеличивает степень дисперсности газовой фазы, объем вспененного шлака и повышает его устойчивость. При меньших значениях этот эффект проявляется незначительно, что затрудняет управление процессом доставки и осаждения шлака на футеровку и его переходом из жидкого в твердое состояние. При больших значениях вследствие сильного воздействия дутья на вспененный шлак наблюдается разрушение газошлаковой пены и быстрое ее осаждение, что снижает эффективность изобретения.To control the behavior of the slag in the converter during its foaming, lifting, deposition on the walls of the lining and the formation of a skull layer, gas is additionally blown into the converter in an amount of 25-300 m 3 / min. The introduction of gas into the foamed slag increases the degree of dispersion of the gas phase, the volume of foamed slag and increases its stability. At lower values, this effect is slightly manifested, which makes it difficult to control the process of delivery and deposition of slag on the lining and its transition from liquid to solid state. At high values due to the strong impact of blast on foamed slag, destruction of gas-slag foam and its rapid deposition are observed, which reduces the effectiveness of the invention.
В процессе выдержки периодически с интервалом 10-60 с производят наклоны конвертера до угла 90 градусов к горизонтали. Указанный диапазон интервала времени и угла наклона конвертера устанавливают в прямой зависимости от интенсивности газообразования и вспенивания шлака в газотворном веществе. Наклон конвертера изменяет площадь поверхности шлаковой ванны и ее глубину и, следовательно, время пребывания пузырьков газа в шлаке, скорость их движения и, в конечном счете, суммарный объем газа, проходящего через шлак.In the process of exposure periodically with an interval of 10-60 s, the converter is tilted to an angle of 90 degrees to the horizontal. The specified range of time interval and the angle of inclination of the Converter is set in direct proportion to the intensity of gas generation and foaming of slag in the gas substance. The slope of the converter changes the surface area of the slag bath and its depth and, consequently, the residence time of gas bubbles in the slag, their speed and, ultimately, the total volume of gas passing through the slag.
При малом интервале времени и малом угле наклона конвертера выделяющийся газ сильно вспенивает шлак, что приводит к потерям части шлака через горловину, снижая тем самым степень его использования. При большом интервале времени и большом угле наклона вспенивание шлака ухудшается, вследствие чего усложняется процесс нанесения жидкого шлака на футеровку и образования шлакового гарнисажа и возрастает время этой операции.With a small time interval and a small angle of inclination of the converter, the gas emitted greatly foams the slag, which leads to the loss of part of the slag through the neck, thereby reducing its degree of use. With a large time interval and a large angle of inclination, foaming of the slag deteriorates, which complicates the process of applying liquid slag to the lining and the formation of a slag skull and increases the time of this operation.
Указанные значения интервала времени и угла наклона конвертера позволяют исключить перелив вспененного шлака через горловину конвертера и обеспечить вспенивание и подъем шлака на требуемую высоту с формированием шлакового гарнисажа на футеровке конвертера.The indicated values of the time interval and the angle of inclination of the converter make it possible to eliminate the overflow of foamed slag through the neck of the converter and provide foaming and lifting of the slag to the required height with the formation of a slag skull on the converter lining.
Регулирование процесса вспенивания и подъема шлака производят путем изменения скорости движения газов через шлак. Эта скорость при прочих равных условиях зависит от общего расхода газотворного вещества и темпа его подачи в шлак. Подача этого материала в шлак может быть дискретной, непрерывной или комбинированной, что позволяет задавать количество газов, поступающих в шлак по ходу операции вспенивания шлака. При прекращении подачи газотворного вещества в шлак выделение газа прекращается, происходит самопроизвольное слияние пузырьков газа и осаждение шлака. Наличие в составе вводимого газотворного вещества композиционного материала в виде чушек одинакового состава, массы, свойств дополнительно повышает управляемость процессом газообразования. Вместе взятые, эти факторы создают возможности для управления поведением вспененного шлака в широких пределах и при значительных колебаниях температуры и изменения физико-химических свойств шлака.The regulation of the process of foaming and lifting of slag is carried out by changing the speed of gases through the slag. This speed, ceteris paribus, depends on the total flow rate of the gaseous substance and the rate of its supply to the slag. The supply of this material to the slag can be discrete, continuous or combined, which allows you to set the amount of gas entering the slag during the operation of foaming slag. When the supply of the gaseous substance to the slag is stopped, gas evolution ceases, gas bubbles spontaneously merge and the slag precipitates. The presence in the composition of the introduced gas-generating substance of a composite material in the form of ingots of the same composition, mass, properties further increases the controllability of the gas formation process. Taken together, these factors create opportunities for controlling the behavior of foamed slag over a wide range and with significant temperature fluctuations and changes in the physicochemical properties of the slag.
Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the proposed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.
Способ выплавки стали в конвертере осуществляют следующим образом.The method of steelmaking in the converter is as follows.
Пример. По окончании продувки производили выпуск металла, скачивание и оставление в конвертере жидкого шлака. На шлак вводили флюсы, засыпая на шлак известь, марганец и магнийсодержащие материалы. После этого в конвертер дополнительно вводили твердое газотворное вещество - синтетический композиционный материал в виде чушек массой 10-12 кг, состоящих из оксидо- и углеродсодержащих компонентов и шлакообразующих реагентов, залитых предварительно железоуглеродистым сплавом. Составы газотворного вещества представлены в табл.1. Газотворное вещество содержало в своем составе газ в количестве, равном 0,1-15 объемам рабочего пространства конвертера. В результате нагрева этих веществ до температуры шлака из них непрерывно выделялся газ. Одновременно с этим в композиционном материале происходила реакция между углеродом и кислородом оксидов железа и марганца с образованием монооксида углерода. Часть углерода из газотворного вещества взаимодействовала с кислородом оксидов железа шлака, давая дополнительное количество монооксида углерода. Поступающий в жидкий шлак газ образовал в шлаке дисперсную систему из пузырьков газа, увеличил объем, первоначально занимаемый шлаком, вспенил его и поднял на высоту, равную 0,15-1 высоты конвертера. Далее производили выдержку в течение 0,1-5 мин, давая тем самым возможность жидкому шлаку находиться в контакте с поверхностью футеровки, охладиться и затвердеть с образованием на футеровке шлакового гарнисажа, состоящего из всего оставленного в конвертере шлака. По ходу выдержки через шлак пропускали газ со скоростью 0,2-20 м/с.Example. At the end of the purge, metal was released, downloaded, and liquid slag was left in the converter. Fluxes were added to the slag, pouring lime, manganese and magnesium-containing materials onto the slag. After that, a solid gas-generating substance was additionally introduced into the converter — a synthetic composite material in the form of ingots weighing 10–12 kg, consisting of oxide and carbon-containing components and slag-forming reagents pre-cast with an iron-carbon alloy. The compositions of the gaseous substance are presented in table 1. The gas-generating substance contained gas in an amount equal to 0.1-15 volumes of the working space of the converter. As a result of heating these substances to a temperature of slag, gas was continuously released from them. Simultaneously, a reaction between carbon and oxygen of iron and manganese oxides with the formation of carbon monoxide occurred in the composite material. Part of the carbon from the gaseous substance interacted with the oxygen of the iron oxides of the slag, giving an additional amount of carbon monoxide. The gas entering the liquid slag formed a disperse system of gas bubbles in the slag, increased the volume originally occupied by the slag, foamed it and raised it to a height equal to 0.15-1 of the converter height. Next, exposure was performed for 0.1-5 minutes, thereby allowing the liquid slag to be in contact with the surface of the lining, cool and harden to form a slag skull on the lining, consisting of all slag left in the converter. During exposure, gas was passed through the slag at a speed of 0.2–20 m / s.
материалoxide
material
После ввода в шлак газотворного вещества производили периодически с интервалом 10-60 сек наклон конвертера до угла 90 градусов к горизонтали. В ходе операции по нанесению жидкого шлака на футеровку конвертера и его затвердеванию с образованием твердого шлакового гарнисажа в конвертер подавали газообразное дутье в количестве 25-300 м3/мин. После завершения операции нанесения всего оставленного жидкого шлака на футеровку и превращения его в твердый шлаковый гарнисаж загружали металлолом, заливали жидкий чугун, продували ванну кислородом через многосопловую фурму, производили ввод флюсов и флюсующих добавок. После завершения продувки выпускали жидкий металл, производили скачивание и оставление конечного жидкого шлака. Далее процесс повторяли.After introducing a gas-generating substance into the slag, the converter was tilted periodically at intervals of 10-60 seconds to an angle of 90 degrees to the horizontal. During the operation of applying liquid slag to the lining of the converter and solidifying it with the formation of a solid slag skull, gaseous blast was supplied to the converter in an amount of 25-300 m 3 / min. After completing the operation of applying all the liquid slag left to the lining and turning it into a solid slag skull, they loaded metal scrap, poured molten iron, purged the bath with oxygen through a multi-nozzle lance, and introduced fluxes and fluxing additives. After the purge was completed, liquid metal was discharged, and the final liquid slag was downloaded and left. Next, the process was repeated.
В таблице 2 приведены примеры осуществления способа выплавки стали в конвертере с различными технологическими параметрами.Table 2 shows examples of the method of steelmaking in a converter with various technological parameters.
В первом примере технологические параметры не обеспечивают полного перехода оставленного жидкого шлака в твердый шлаковый гарнисаж, в результате чего степень повторного использования конечного шлака не превышает 31%, а скорость износа футеровки за плавку возрастает до 0,30 мм, что в свою очередь увеличивает удельный расход торкрет-массы. Помимо этого, возникает необходимость скачивания части шлака, оставшегося на днище конвертера.In the first example, the technological parameters do not completely transfer the liquid slag left to the solid slag skull, as a result of which the degree of reuse of the final slag does not exceed 31%, and the wear rate of the lining during smelting increases to 0.30 mm, which in turn increases the specific consumption shotcrete mass. In addition, it becomes necessary to download part of the slag remaining on the bottom of the converter.
Причиной этого служат недостаточное количество газа, поступающего из газотворного вещества (композита) и вдуваемого газа, малая высота подъема вспененного шлака, небольшая выдержка шлака во вспененном состоянии, недостаточная скорость движения газа через слой шлака, а также относительно малые длительность интервала качания конвертера и угол его наклона.The reason for this is the insufficient amount of gas coming from the gas-generating substance (composite) and blown gas, the low rise height of the foamed slag, the low shutter speed of the slag in the foamed state, the insufficient velocity of the gas through the slag layer, and the relatively short duration of the converter swing interval and its angle tilt.
В шестом примере наблюдается значительное избыточное выделение газов из-за слишком большого содержания газов в газотворном веществе и большого количества вдуваемого газа. По этой причине, а также из-за значительной выдержки высокой скорости движения через шлак высота подъема вспененного шлака получается чрезмерной и превышает высоту конвертера, что приводит к переливанию шлака через горловину конвертера и потере части шлака. Большие значения интервала времени между наклонами конвертера и угла наклона оказываются не в состоянии предотвратить уход шлака. Большее увеличение этих параметров трудно осуществимо технически, требует затрат времени и приводит к большим значениям нагрузки на привод механизма поворота конвертера. В результате этого количество шлака, перешедшего из жидкого в твердое состояние (гарнисаж), начинает падать со 100 до 92%, а скорость износа футеровки и расход торкрет-массы вновь возрастают - соответственно до 0,17 мм за плавку и 1,77 т/т стали.In the sixth example, there is a significant excessive emission of gases due to the too high gas content in the gaseous substance and the large amount of injected gas. For this reason, and also because of the significant exposure of the high speed of movement through the slag, the height of the foamed slag rise is excessive and exceeds the height of the converter, which leads to the overflow of slag through the neck of the converter and the loss of part of the slag. Large values of the time interval between the slopes of the Converter and the angle of inclination are not able to prevent the departure of slag. A larger increase in these parameters is technically difficult, time-consuming, and leads to large loads on the drive of the converter turning mechanism. As a result of this, the amount of slag transferred from a liquid to a solid state (skull) begins to fall from 100 to 92%, and the wear rate of the lining and the consumption of the shotcrete mass increase again - respectively, to 0.17 mm per melt and 1.77 t / t steel.
В оптимальных примерах 2-5 достигается максимальный технологический и экономический эффект от дополнительного ввода в оставленный жидкий шлак газотворного вещества. При этом достигается высокая степень повторного использования шлака, меньшая скорость износа футеровки, снижение расхода шлакообразующих материалов и огнеупоров и огнеупорных масс. Одновременно с этим вследствие полного перевода оставленного жидкого шлака в твердый гарнисаж исключается появление выбросов.In the optimal examples 2-5, the maximum technological and economic effect is achieved from the additional introduction of the gaseous substance into the left liquid slag. This achieves a high degree of reuse of slag, a lower rate of wear of the lining, a decrease in the consumption of slag-forming materials and refractories and refractory masses. At the same time, due to the complete transfer of the left liquid slag to a solid scull, the appearance of emissions is eliminated.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120555/02A RU2288278C1 (en) | 2005-07-01 | 2005-07-01 | Method of making steel in oxygen converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120555/02A RU2288278C1 (en) | 2005-07-01 | 2005-07-01 | Method of making steel in oxygen converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2288278C1 true RU2288278C1 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=37664432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005120555/02A RU2288278C1 (en) | 2005-07-01 | 2005-07-01 | Method of making steel in oxygen converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2288278C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518837C2 (en) * | 2010-01-19 | 2014-06-10 | Смс Зимаг Аг | Production of expanded slag on melt of stainless steel at converter |
| RU2807415C1 (en) * | 2023-02-27 | 2023-11-14 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for releasing steel from converter |
-
2005
- 2005-07-01 RU RU2005120555/02A patent/RU2288278C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЛПАКОВ С.В. и др. Технология производства стали в кислородном конвертере, М., Машиностроение, 1991, с.81-82. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2518837C2 (en) * | 2010-01-19 | 2014-06-10 | Смс Зимаг Аг | Production of expanded slag on melt of stainless steel at converter |
| US8747518B2 (en) | 2010-01-19 | 2014-06-10 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Method for foamed slag generation of a non-corrosive melt in a converter |
| RU2807415C1 (en) * | 2023-02-27 | 2023-11-14 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for releasing steel from converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2288278C1 (en) | Method of making steel in oxygen converter | |
| JP5967139B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| JPS5828324B2 (en) | Youtetsuno Datsuryuuzai | |
| RU2465337C1 (en) | Method of steelmaking in basic oxygen converter | |
| WO2008002176A1 (en) | Ladle steel deoxidation method | |
| RU2280699C2 (en) | Method of steel making in oxygen converter with slag remaining | |
| RU2233890C1 (en) | Method of making low-carbon steel in oxygen converter | |
| RU2131467C1 (en) | Process of reclamation of lining of converter | |
| RU2286393C1 (en) | Method for reducing of steel in ladle | |
| RU2729692C1 (en) | Steel melting method in converter with combined blowdown | |
| SU806769A1 (en) | Method of desulfurizing cast iron | |
| RU2304623C1 (en) | Method of production of the manganese alloyed steel | |
| RU2228371C1 (en) | Method of treatment of steel in ladle | |
| RU2341563C2 (en) | Method of steel manufacturing in converter | |
| SU1724696A1 (en) | Method of extrafurnace treatment of pig iron melt in ladle | |
| RU2315814C2 (en) | Method for ladle treatment of cast-iron | |
| SU926023A1 (en) | Method for metal treatment with inert gas | |
| SU1310433A1 (en) | Method for neutralizing final slag | |
| RU2123534C1 (en) | Method for prevention of spitting in steel melting in oxygen converter | |
| RU2039090C1 (en) | Method for making semi-product for metallurgical conversion | |
| RU2049115C1 (en) | Method of cast iron desulfurization before converter melting | |
| JPS5811717A (en) | Formation of protecting layer for gas blowing hole by porous slag coating | |
| RU2128714C1 (en) | Method of skull application to converter lining | |
| RU2266965C1 (en) | Method of making steel in open-hearth furnace | |
| RU1775479C (en) | Method for treating steel in ladle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170702 |
|
| HE4A | Change of address of a patent owner |
Effective date: 20180201 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180202 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190513 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200702 |