RU2426798C1

RU2426798C1 - Procedure for preparing slag for application of scull on lining of converter

Info

Publication number: RU2426798C1
Application number: RU2010115743/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Алексеевич Бабенко (RU); Анатолий Алексеевич Бабенко; Сергей Валерьевич Виноградов (RU); Сергей Валерьевич Виноградов; Юрий Анатольевич Данилин (RU); Юрий Анатольевич Данилин; Олег Владимирович Долматов (RU); Олег Владимирович Долматов; Людмила Юрьевна Кривых (RU); Людмила Юрьевна Кривых; Алексей Владиславович Кушнарев (RU); Алексей Владиславович Кушнарев; Владимир Владимирович Левчук (RU); Владимир Владимирович Левчук; Николай Валентинович Мухранов (RU); Николай Валентинович Мухранов; Леонид Андреевич Смирнов (RU); Леонид Андреевич Смирнов; Евгений Валентинович Шеховцов (RU); Евгений Валентинович Шеховцов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК")
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2011-08-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: procedure consists in blowing final converter slag of preceding melt containing 7-14 % of MgO during 0.5-2.0 min with oxygen at flow rate of 1-3 m³/min-t of steel. Further slag is thickened with additives of magnesia materials with ratio of CaO to MgO not over 0.3 at amount of 1.5-6.3 kg/t of steel. Scull is applied on lining of the converter by blowing slag with nitrogen.

EFFECT: application of scull layer practically on whole surfaces of lining, increased adhesion to refractory surface and raised service life of scull up to 4 melts.

2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при нанесении защитного покрытия (гарнисажа) на огнеупорную футеровку конвертеров.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used when applying a protective coating (skull) on the refractory lining of converters.

Известен способ подготовки конечного конвертерного шлака перед его нанесением на футеровку 160-т конвертера путем раздува азотом, предусматривающий присадку кокса в количестве 0-1200 кг на шлак в диапазоне концентраций углерода в металле на выпуске 0,02-0,10%, и известково-магнезиального флюса (ИМФ), содержащего 50% СаО и 32% MgO, с отношением СаО к MgO 1,53 в количестве 600-2000 кг [1]. Однако данный способ не обеспечивает необходимых защитных свойств гарнисажного слоя на футеровке конвертера на протяжении всей плавки из-за неудовлетворительных физических свойств конечного шлака, обусловленных значительным его раскислением углеродом кокса и высокой доли легкоплавких ферритных фаз (ферритов кальция) из-за высокого содержания СаО в магнезиальном материале (ИМФ), присаживаемом на шлак. Наиболее близким по технической сущности предлагаемому способу является способ, предусматривающий после загущения конечного высокоосновного шлака присадками доломита и извести, его обработку в конвертере кислородом в количестве 25-45 м³/мин т шлака в течение 0,5-1,5 мин с последующим загущением известью [2]. Предложенный технический прием обеспечивает формирование высокоосновных гомогенных шлаков высокой адгезией по отношению к огнеупорной футеровке при "накатывании" шлака на нее. Однако в этом случае "накатывание" шлака на футеровку конвертера при его покачивании обеспечивает нанесение гарнисажного покрытия лишь на часть поверхности футеровки, которое обладает низкой износоустойчивостью из-за высокой доли легкоплавких ферритных фаз (до 60% ферритов кальция) [3].There is a method of preparing the final converter slag before applying it to the lining of a 160-ton converter by blowing with nitrogen, which provides for the addition of coke in an amount of 0-1200 kg per slag in the range of carbon concentrations in the metal at the output of 0.02-0.10%, and lime magnesia flux (IMP) containing 50% CaO and 32% MgO, with a ratio of CaO to MgO of 1.53 in an amount of 600-2000 kg [1]. However, this method does not provide the necessary protective properties of the skull layer on the converter lining throughout the entire smelting process due to the unsatisfactory physical properties of the final slag due to its significant oxidation by coke carbon and a high proportion of low-melting ferritic phases (calcium ferrites) due to the high CaO content in the magnesian material (IMP), sitting on the slag. The closest in technical essence of the proposed method is a method that, after thickening the final highly basic slag with additives of dolomite and lime, treating it with oxygen in an amount of 25-45 m ³ / min t of slag for 0.5-1.5 min, followed by thickening lime [2]. The proposed technique provides the formation of highly basic homogeneous slags with high adhesion with respect to the refractory lining during the "rolling" of slag on it. However, in this case, the “rolling” of slag onto the converter lining during its swaying provides a skull coating only on a part of the lining surface, which has low wear resistance due to the high proportion of low-melting ferritic phases (up to 60% calcium ferrites) [3].

В предлагаемом способе поставлена задача достичь высокой адгезии шлака по отношению к огнеупорной футеровке конвертера за счет гомогенизаций конечного шлака и повышения износоустойчивости гарнисажного покрытия за счет увеличения в шлаке доли высокотемпературных ферритных фаз (магнезиовюстит и магнезиоферрит) и, как следствие, увеличение стойкости футеровки конвертеров с сохранением высоких технологических и технико-экономических показателей процесса.In the proposed method, the task is to achieve high slag adhesion with respect to the refractory lining of the converter due to homogenization of the final slag and increased wear resistance of the skull coating due to an increase in the fraction of high temperature ferritic phases (magnesiouustite and magnesioferrite in the slag) and, as a consequence, increased stability high technological and technical and economic indicators of the process.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем оставление конечного шлака, его загущение присадками магнезиальных материалов и раздув шлака азотом, конечный шлак предыдущей плавки, содержащий 7-14% MgO, в течение 0,5-2,0 мин раздувают кислородом с расходом 1-3 м³/мин·т стали с последующим загущением шлака присадками магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 1,5-6,3 кг/т стали и наносят на футеровку конвертера гарнисаж путем раздува шлака азотом. Технологическим приемом предусмотрена присадка магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 0,6-1,5 кг/т стали в момент раздува шлака кислородом при содержании MgO в конечном шлаке менее 7%.The problem is solved in that in the known method, including leaving the final slag, thickening it with additives of magnesian materials and blowing the slag with nitrogen, the final slag of the previous smelting containing 7-14% MgO is blown with oxygen for 0.5-2.0 min with a flow rate of 1-3 m ³ / min · t of steel, followed by slag thickening with additives of magnesia materials with a CaO to MgO ratio of not more than 0.3 in the amount of 1.5-6.3 kg / t of steel and applied to the lining of the converter skull by blowing slag nitrogen. Technological method provides for the addition of magnesian materials with a CaO to MgO ratio of not more than 0.3 in an amount of 0.6-1.5 kg / t of steel at the time of slag blowing with oxygen when the MgO content in the final slag is less than 7%.

При обработке шлака кислородом в течение менее 0,5 мин при заявленном его расходе поставленная задача не решается из-за недостаточного количества оксида железа (Fe₂O₃), формируемого в процессе окисления закиси железа (FeO) газообразным кислородом.When processing the slag with oxygen for less than 0.5 min at the claimed flow rate, the problem is not solved due to the insufficient amount of iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) formed during the oxidation of iron oxide (FeO) with gaseous oxygen.

При длительности обработки шлака кислородом более 2,0 мин наблюдается снижение производительности конвертеров из-за увеличения длительности плавки без повышения эффективности заявленного способа.When the processing time of the slag with oxygen more than 2.0 min, a decrease in the productivity of the converters is observed due to an increase in the duration of the smelting without increasing the efficiency of the claimed method.

Не достигается поставленная цель при расходе кислорода менее 1 м³/мин·т стали в заявленном интервале длительности продувки шлака из-за недостатка оксида железа (Fe₂O₃), формируемого в шлаке в процессе окисления закиси железа (FeO).The goal is not achieved when the oxygen flow rate is less than 1 m ³ / min · t of steel in the claimed interval for the duration of slag purging due to the lack of iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) formed in the slag during the oxidation of ferrous oxide (FeO).

Расход кислорода более 3 м³/мин·т стали сопровождается увеличением суммарного его расхода на плавку без повышения эффективности заявленного способа.The oxygen consumption of more than 3 m ³ / min · t of steel is accompanied by an increase in its total consumption for melting without increasing the efficiency of the claimed method.

Обработка кислородом конечного шлака, содержащего менее 7% MgO, не обеспечивает решение поставленной задачи из-за низкой доли формируемых в шлаке высокотемпературных ферритных фаз (магнезиовюстита и магнезиоферрита). Для решения в этом случае поставленной задачи на шлак в момент его обработки кислородом присаживают магнезиальные материалы с отношением СаО к MgO не более 0,3 в заявленных количествах.The oxygen treatment of the final slag containing less than 7% MgO does not provide a solution to the problem due to the low fraction of high-temperature ferritic phases formed in the slag (magnesiuustite and magnesioferrite). To solve the problem in this case, magnesia materials with a CaO to MgO ratio of not more than 0.3 in the declared amounts are added to the slag at the time of its treatment with oxygen.

Поставленная задача не решается при расходе магнезиальных материалов менее 0,6 кг/т стали из-за недостатка в шлаке высокотемпературных ферритных фаз и при расходе более 1,5 кг/т стали из-за значительной гетерогенизации шлака.The problem is not solved when the consumption of magnesia materials is less than 0.6 kg / t of steel due to the lack of high-temperature ferritic phases in the slag and when the consumption is more than 1.5 kg / t of steel due to significant heterogenization of the slag.

Не достигается поставленная задача при отношении СаО к MgO в используемых магнезиальных материалах более 0,3 из-за роста концентрации в шлаке низкотемпературных ферритных фаз (ферриты кальция) и сокращения доли высокотемпературных ферритных фаз.The task is not achieved when the ratio of CaO to MgO in the magnesia materials used is more than 0.3 due to an increase in the concentration in the slag of low-temperature ferritic phases (calcium ferrites) and a decrease in the proportion of high-temperature ferritic phases.

При обработке кислородом шлака, содержащего более 14% MgO, не достигается поставленная задача из-за слабой его гомогенизации, т.к. шлак в этом случае находится в области значительного пересыщения MgO.When oxygen processing slag containing more than 14% MgO, the task is not achieved due to its weak homogenization, because slag in this case is in the region of significant supersaturation of MgO.

Загущение шлака после его обработки кислородом магнезиальными материалами в количестве менее 1,5 кг/т стали не обеспечивает решение поставленной задачи из-за высокой его жидкоподвижности (шлак «стекает» с поверхности огнеупорной футеровки при его раздуве азотом). Не достигается поставленная задача и при расходе его более 6,3 кг/т стали из-за низкой его адгезии к огнеупорной футеровке(шлак практически не раздувается азотом, обладает низкой адгезией и «скатывается» с огнеупорной поверхности футеровки).Thickening of the slag after it has been treated with oxygen with magnesia materials in an amount of less than 1.5 kg / t of steel does not provide a solution to the problem due to its high fluidity (slag “drains” from the surface of the refractory lining when it is blown with nitrogen). The task is not achieved and with a consumption of more than 6.3 kg / t of steel due to its low adhesion to the refractory lining (the slag is practically not blown by nitrogen, has low adhesion and "rolls" from the refractory surface of the lining).

Сопоставление заявленного способа подготовки шлака для нанесения гарнисажа на футеровку конвертера со способом, выбранным за прототип, показывает, что заявленный способ, при котором конечный шлак предыдущей плавки, содержащий 7-14% MgO, раздувают в течение 0,5-2,0 мин кислородом с расходом 1-3 м³/мин·т стали и присадкой в этот момент магнезиальных материалов с отношением СаО к MgO не более 0,3 в количестве 0,6-1,5 кг/т стали при содержании MgO в конечном шлаке менее 7% с последующим загущением шлака присадками указанных выше магнезиальных материалов в количестве 1,5-6,3 кг/т стали и нанесением гарнисажа на поверхность футеровки конвертера путем раздува шлака азотом обеспечивает высокую адгезию шлака по отношению к огнеупорной футеровке конвертера за счет гомогенизации конечного шлака и увеличения оксида железа (Fe₂O₃) в нем, повышение износоустойчивости гарнисажного покрытия за счет увеличения в шлаке доли высокотемпературных ферритных фаз и увеличение стойкости футеровки конвертеров и соответствует критерию «новизна».A comparison of the claimed method of preparing slag for applying a skull on the converter lining with the method selected for the prototype shows that the claimed method, in which the final slag of the previous smelting containing 7-14% MgO, is blown up with oxygen for 0.5-2.0 min with a flow rate of 1-3 m ³ / min · t of steel and an additive at that moment of magnesian materials with a CaO to MgO ratio of not more than 0.3 in an amount of 0.6-1.5 kg / t of steel with an MgO content in the final slag of less than 7 % followed by slag thickening with additives of the above magnesia materials in t he 1,5-6,3 kg / t steel ledge and applying to the surface of the lining of the converter slag by blowing nitrogen provides high adhesion of slag relative to the refractory lining of the converter due to homogenize and increase the final slag of iron oxide (Fe ₂ O ₃₎ therein , increasing the wear resistance of the skull coating by increasing the fraction of high-temperature ferritic phases in the slag and increasing the lining resistance of the converters and meets the criterion of "novelty."

Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении, по их функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский» уровень.The analysis of patents and scientific and technical literature did not reveal the use of new significant features used in the proposed solution for their functional purpose. Therefore, the present invention meets the criterion of "inventive" level.

Способ осуществляется следующим образом: после выпуска металла из конвертера его возвращают в вертикальное положение, опускают продувочную фурму и кратковременно раздувают оставшийся шлак кислородом с низкой интенсивностью продувки. После завершения обработки высокомагнезиального шлака кислородом его загущают присадками высокомагнезиальных материалов и начинают интенсивный раздув шлака азотом с целью нанесения шлакового гарнисажа на поверхность футеровки конвертера.The method is as follows: after the metal is released from the converter, it is returned to a vertical position, the purge lance is lowered and the remaining slag is briefly blown with oxygen with a low purge intensity. After the processing of the high-magnesian slag with oxygen is completed, it is thickened with additives of high-magnesian materials and intensive blasting of the slag with nitrogen is started in order to apply a slag skull on the surface of the converter lining.

Конкретный пример осуществления способаA specific example of the method

В конвертере оставшийся после выпуска металла шлак, содержащий при основности 3,6 MgO 10,5%, FeO 23,6%, Fe₂O₃ 8,6%, обработали в течение 1,2 мин кислородом с расходом 2,2 м³/мин·т стали. Затем на шлак присадили 2,5 кг/т стали магнезиальный материал (ФОМ), содержащий 85% MgO и 6% СаО, с отношением СаО к MgO, равным 0,07, и начали в соответствии с действующей ТИ /1/ наносить на огнеупорную поверхность шлаковый гарнисаж путем интенсивного раздува шлака азотом, подготовленного в соответствии с заявленным способом.In the converter, the slag remaining after the metal is released, containing basicity 3.6 MgO 10.5%, FeO 23.6%, Fe ₂ O ₃ 8.6%, was treated with oxygen for 1.2 min at a flow rate of 2.2 m ³ / min · t of steel. Then, 2.5 kg / t of steel was added to the slag magnesia material (POF) containing 85% MgO and 6% CaO, with a CaO to MgO ratio of 0.07, and started to be applied on the refractory in accordance with the current TI / 1 / surface slag scull by intensively blowing the slag with nitrogen, prepared in accordance with the claimed method.

Результаты реализации способа приведены в таблице, из которой видно, что применение предложенного способа подготовки шлака для нанесения гарнисажа на огнеупорную поверхность футеровки конвертера обеспечивает, по сравнению с известным способом практически 100%-ное нанесение на поверхность футеровки конвертера защитного гарнисажного слоя за счет раздува шлака азотом, увеличение его адгезии к огнеупорной поверхности футеровки и повышение стойкости гарнисажа до 4 плавок за счет сокращения до 7-9% доли легкоплавкой ферритной фазы, увеличения до 14% концентрации периклаза (MgO) и повышения до 16-23% высокотемпературных ферритных фаз (магнезиовюстит и магнезиоферрит).The results of the method are shown in the table, which shows that the application of the proposed method for the preparation of slag for applying the skull on the refractory surface of the converter lining provides, in comparison with the known method, an almost 100% coating of the protective skull layer on the surface of the converter lining due to nitrogen slag blowing , an increase in its adhesion to the refractory surface of the lining and an increase in the resistance of the skull to 4 heats due to a reduction to 7–9% of the fraction of low-melting ferritic phase, an increase in I have up to 14% concentration of periclase (MgO) and increase to 16-23% of high-temperature ferritic phases (magnesiouustite and magnesioferrite).

Повышение износоустойчивости гарнисажного покрытия при 100%-ном его распределении по огнеупорной поверхности футеровки конвертера обеспечит значительное ее увеличение с сохранением высоких технологических и технико-экономических показателей конвертерного процесса.Increasing the wear resistance of the skull cover with its 100% distribution over the refractory surface of the converter lining will ensure its significant increase while maintaining high technological and technical and economic indicators of the converter process.

Источники информацииInformation sources

1. Технологическая инструкция ТИ 102-СТ.К-66-2004. Производство ванадиевого шлака и стали в конвертере, ОАО «НТМК», Нижний Тагил, 2004.1. Technological instruction TI 102-ST.K-66-2004. Production of vanadium slag and steel in a converter, OJSC NTMK, Nizhny Tagil, 2004.

2. Авторское свидетельство СССР, ил С21С 5/28, №1839018, заявл. 01.11.1989.2. USSR author's certificate, silt C21C 5/28, No. 1839018, decl. 11/01/1989.

3. Бабенко А.А., Огурцов Е.А., Шерба B.C. и др. Совершенствование температурного и шлакового режимов конвертерной плавки при большой доле лома в металлошихте // Сталь, 2000. №6. С.22-24.3. Babenko A.A., Ogurtsov E.A., Sherba B.C. and others. Improving the temperature and slag regimes of converter smelting with a large proportion of scrap in the metal charge // Steel, 2000. No. 6. S.22-24.

Claims

1. The method of preparing slag for applying a skull on the lining of the converter, including leaving the final slag, thickening it with additives of magnesian materials and blowing the slag with nitrogen, characterized in that the final slag of the previous smelting containing 7-14% MgO for 0.5-2 , 0 min is blown up with oxygen with a flow rate of 1-3 m ³ / min · t of steel, followed by slag thickening with additives of magnesian materials with a ratio of CaO to MgO of not more than 0.3 in the amount of 1.5-6.3 kg / t of steel and applied to converter lining a skull by blowing slag with nitrogen.

2. The method according to claim 1, characterized in that when the MgO content in the final slag is less than 7% at the same time as the slag is blown with oxygen, magnesia material is placed on it with a ratio of CaO to MgO of not more than 0.3 in an amount of 0.6-1.5 kg / t steel.