RU2586948C1 - Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере - Google Patents
Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586948C1 RU2586948C1 RU2015108085/02A RU2015108085A RU2586948C1 RU 2586948 C1 RU2586948 C1 RU 2586948C1 RU 2015108085/02 A RU2015108085/02 A RU 2015108085/02A RU 2015108085 A RU2015108085 A RU 2015108085A RU 2586948 C1 RU2586948 C1 RU 2586948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- period
- converter
- metal
- slag
- blowing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к способу выплавки рельсовой стали из фосфористого чугуна в кислородном конвертере. Способ включает нанесение гарнисажа и оставление в конвертере остатков шлака предыдущей плавки, заливку фосфористого чугуна, продувку расплава кислородом при переменном положении фурмы, присадку сыпучих материалов и скачивание шлака. Продувку ведут в три периода до содержания углерода в металле 0,3…0,6%, производя три скачивания шлака на 5…6, 13…14 и 17…18 минутах продувки. В начале каждого периода фурму располагают на расстоянии 2500…3000 мм от уровня поверхности металлической ванны в конвертере с пошаговым опусканием фурмы до 1000…1200 мм в конце периода. Сыпучие материалы присаживают порциями в течение первых 5…6 минут продувки каждого периода, после чего производят кратковременную додувку продолжительностью 30…90 сек для увеличения температуры металла до 1640…1650°С. Фурму опускают с шагом 200…250 мм, а число шаговых опусканий составляет 6…8. Использование изобретения обеспечивает получение высококачественной рельсовой стали с высоким содержанием углерода, низкой окисленностью и низким содержанием фосфора. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве рельсовой стали в кислородных конвертерах.
Известен способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере [Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере. Авторское свидетельство СССР №1675340, МПК С21С 5/28. Опубл. Бюлл. №33, 1991 г. ], включающий загрузку в агрегат шихтовых материалов, заливку чугуна, продувку кислородом до низкого содержания углерода, выпуск металла в ковш и ввод раскислителей.
Недостатком данного способа является низкое качество выплавляемой стали ввиду сильной загрязненности металла оксидными неметаллическими включениями, появляющимися при продувке металла в конвертере до низкого содержания углерода.
Наиболее близким по своей технической сущности является способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере из высокофосфористого чугуна [Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере. Авторское свидетельство СССР №1511283, МПК С21С 5/28. Опубл. Бюлл. №36, 1989 г.], включающий оставление шлака предыдущей плавки, ввод на шлак углеродсодержащего материала, извести, плавикового шпата, заливку чугуна, продувку расплава при переменном положении фурмы и скачивание шлака.
Данный способ принят за ближайший аналог.
Недостатком известного способа является невозможность получения в конвертере из фосфористого чугуна стали с высокой температурой и низким содержанием фосфора, пригодной для получения высококачественных рельсов.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение в конвертере углеродистого металла с низким содержанием фосфора и высокой температурой, достаточной для внепечной обработки и разливки стали на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Поставленная задача достигается тем, что предлагается способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере из фосфористого чугуна, включающий нанесение гарнисажа и оставление в конвертере остатков шлака предыдущей плавки, заливку чугуна, продувку расплава кислородом при переменном положении фурмы, присадку сыпучих материалов, скачивание шлака и слив металла в ковш, причем продувку ведут в три периода до содержания углерода в металле 0,3…0,6%, производя три скачивания шлака на 5…6, 13…14 и 17…18 минутах продувки, при этом в начале каждого периода фурма располагается на расстоянии 2500…3000 мм от уровня поверхности металлической ванны в конвертере и опускается пошагово до 1000…1200 м к концу периода с одновременной присадкой сыпучих материалов порциями в течение первых 4…6 минут продувки каждого периода, после чего производят кратковременную додувку продолжительностью 30…90 с, при этом температура металла перед сливом из конвертера составляет 1640…1650°С. Опускание фурмы производят с шагом 200…250 мм, а число шаговых опусканий составляет 6…8. В качестве сыпучих материалов используются известь вращающихся печей, мягкообожженный доломит, окатыши и плавиковый шпат, при этом порция сыпучего материала составляет: извести - 600...700 кг; доломита - 150…200 кг; окатышей - 200…250 кг; плавикового шпата - 100…150 кг, а число порций составляет: в 1-м периоде - 1…2; во 2-м периоде - 5…6; в 3-м периоде - 3…4.
Продувка в три периода обусловлена необходимостью трехкратного скачивания (обновления) шлака для получения в металле низкого (менее 0,015%) содержания фосфора. Додувка производится в течение 30…90 сек для увеличения температуры металла до 1640…1650°С.
В первый период продувки происходит окисление кремния и удаление его в шлак в виде кремнезема SiO2. Этот шлак с высоким содержанием кремнезема не обладает необходимой дефосфорирующей способностью и скачивается из конвертера после первого периода продувки. Удаление фосфора в этот период происходит весьма незначительно.
Второй период продувки начинается при высоком содержании углерода и низкой температуре. В этот период удаляется большая часть содержащегося в чугуне фосфора. Шлак с высоким содержанием фосфорного ангидрида Р2O5 скачивается после второго периода продувки.
Рельсовая сталь для скоростных железных дорог относится к высококачественным сталям. По техническим условиям содержание фосфора не должно превышать 0,015% в готовой стали, а с учетом внесения в металл небольшого количества фосфора ферросплавами и некоторого восстановления фосфора при сливе стали в ковш содержание его в металле перед сливом из конвертера не должно быть выше 0,010…0,012%.
Задачу получения такого содержания фосфора в металле решает третий период продувки. Скачивание шлака после третьего периода продувки предупреждает восстановление фосфора из шлака в металл во время ожидания анализа, слива стали в ковш и пр.
Скачивание шлака на 5...6 мин продувки обусловлено тем, что к этому моменту заканчивается окисление кремния и формирующийся основной шлак связывает кремнезем в силикаты кальция.
Второе скачивание шлака на 13…14 мин обусловлено тем, что к тому моменту продувки начинается интенсивное окисление углерода и шлак с высоким содержанием фосфора целесообразно удалить из конвертера во избежание восстановления части фосфора из шлака в металл.
К 17…18 мин продувки содержание углерода в металле приближается к заданным пределам (0,6…0,7%). Продувку прекращают, производят третье скачивание шлака, предупреждая восстановление фосфора из шлака в металл при выдержке стали в конвертере для замера температуры, отбора пробы, ожидания анализа и слива металла из конвертера в ковш, а затем производят кратковременную додувку в течение 30…90 с для нагрева металла до заданных пределов.
Расположение кислородной фурмы на расстоянии 2500…3000 мм от уровня поверхности металлической ванны в конвертере в начале каждого периода обусловлено необходимостью окисления железа в начале периода для быстрого растворения извести и наводки основного шлака. Расстояние 1000…1200 мм от фурмы до поверхности металлической ванны является рабочим положением фурмы при продувке стали в конвертере.
Присадка сыпучих материалов порциями в течение первых 4…6 мин продувки каждого периода связана с необходимостью формирования шлака с самого начала каждого периода продувки, который длится от 5 до 8 мин. Более поздние присадки материалов не успевают раствориться в шлаке и не оказывают рафинирующее действие на металл, так как этот шлак после окончания каждого периода сливается из конвертера.
Температура металла перед сливом из конвертера составляет 1640…1650°С. Меньшая температура недостаточна для компенсации теплопотерь, имеющих место при сливе стали в ковш и внепечной обработке, а также последующей разливке стали на машине непрерывного литья заготовок. Большая температура металла вызывает повышенный износ футеровки сталеразливочного ковша.
Опускание кислородной фурмы с шагом 200…250 мм производится для того, чтобы за 6…8 приемов опустить фурму с начального (2500...3000 мм) до рабочего положения (1000…1200 мм от уровня поверхности металлической ванны) за ограниченное время продувки в каждом периоде (5…8 мин). Меньший шаг опускания фурмы (менее 200 мм) нецелесообразен из-за того, что фурма не будет опущена до рабочего положения за регламентированный промежуток времени. Больший шаг опускания фурмы (более 250 мм) нарушает ход процесса шлакообразования и вызывает преждевременное интенсивное окисление углерода.
Использование сыпучих материалов в качестве шлакообразующих обусловлено следующим: известь используется для придания шлаку необходимой основности; мягкообоженный доломит вносит в шлак магнезию (MgO), что снижает степень износа магнезиальной футеровки конвертера; окатыши служат для дополнительного окисления фосфора и охлаждения горячего хода конвертерной плавки; плавиковый шпат является флюсом, снижающим температуру плавления шлаковой системы и повышающим жидкотекучесть шлака.
Порция сыпучего материала и ее количество связаны между собой. Порция сыпучего материала обоснована тем, что при меньшей массе каждой порции недостаточно времени для введения необходимого количества материалов для формирования шлака в каждом периоде плавки. Большая масса порции вызывает переохлаждение шлака, замедляет растворение материала в шлаке.
Число порций при фиксированной массе определяет общее количество вводимого в конвертер сыпучего материала. В первом периоде число таких порций 1...2, так как в конвертере остается реакционно-способный шлак предыдущей плавки и для его доформирования не требуется много нового материала. К началу второго и третьего периодов плавки шлак предыдущего периода полностью удаляется из конвертера. Поэтому во втором периоде, когда из металла удаляется большая часть фосфора, число порций составляет 5...6, а в третьем периоде для удаления оставшегося фосфора, когда не требуется много шлака и металл нельзя переохлаждать большим количеством присадок ввиду необходимости нагрева до заданной температуры, число порций составляет 3…4.
Продолжительность додувки металла в конвертере составляет 30…90 с для нагрева стали до температуры выпуска - 1640…1650°С. Это связано с тем, что для нагрева металла в конвертере на 10°С продолжительность додувки составляет в среднем 30 с. Поэтому для нагрева металла на 10…30°С требуется 30…90 с.
Пример осуществления предлагаемого способа
В 140-тонном кислородном конвертере оставляется шлак предыдущей плавки. Шлак раздувается газообразным азотов для нанесения гарнисажа на футеровку конвертера. На оставшийся в конвертере шлак заливают 140 т чугуна с содержанием фосфора 0,120%, опускают кислородную фурму до расстояния 3000 мм от поверхности жидкого металла и начинают продувку газообразным кислородом. Одновременно с началом продувки в конвертер присаживают первую порцию сыпучих материалов: 600 кг извести; 150 кг доломита; 200 кг окатышей и 100 кг плавикового шпата.
Первый период продувки продолжается 6 мин. В течение этого времени фурму с шагом 250…260 мм семью приемами опускают до расстояния 1200 мм от уровня металлической ванны. На 3-й минуте продувки в конвертер присаживают вторую порцию сыпучих материалов аналогичного количества и состава.
На 6-й минуте продувку прекращают, конвертер наклоняют и скачивают шлак. После отбора проб металла, шлака и замера температуры продувку продолжают.
Второй период продувки продолжается до 13 мин и длится 7 мин. Кислородную фурму устанавливают на расстоянии 3000 мм от уровня поверхности металлической ванны и 8-ю шагами по 230…240 мм опускают до расстояния 1100 мм от уровня поверхности металла. Одновременно с началом продувки в конвертер вводят первую порцию сыпучих материалов: 700 кг извести; 200 кг доломита; 250 кг окатышей и 100 кг плавикового шпата. Остальные сыпучие материалы вводят аналогичными порциями на 8, 9, 10 и 11 минутах продувки. Всего присадку сыпучих материалов осуществляют 5 порциями.
Продувку металла в конвертере останавливают на 13 мин, скачивают шлак и после отбора проб металла и шлака, измерения температуры начинают третий период продувки.
В 3-м периоде продувки кислородную фурму устанавливают на расстоянии 2500 мм от уровня металлической ванны и 6-ю шагами по 250 мм опускают до расстояния 1000 мм от уровня поверхности металла. Одновременно с началом продувки в конвертер вводят первую порцию сыпучих материалов: 600 кг извести; 150 кг доломита; 200 кг окатышей и 100 кг плавикового шпата. Остальные порции сыпучих материалов вводят аналогично на 14 и 15 минутах продувки. Общее число порций - 3.
Продувку прекращают на 18 мин при содержании в металле углерода 0,7%, фосфора 0,012% и температуре стали 1630°С. Затем производят додувку в течение 60 с для нагрева металла. После окончания додувки температура металла составляет 1650°С, содержание углерода 0,5%, фосфора - 0,011%.
Металл сливают в сталеразливочный ковш, присаживая ферросилиций на струю металла. Затем ковш со сталью направляют на внепечную обработку.
Технологические показатели плавок, проведенных по предлагаемому и известному способам, приведены в таблице. Как видно, предлагаемый способ позволяет получить из фосфористого чугуна высококачественную рельсовую сталь для скоростных железных дорог с высоким содержанием углерода, низкой окисленностью, с низким содержанием фосфора и температурой, позволяющей провести полноценную внепечную обработку и разливку стали на МНЛЗ.
Claims (6)
1. Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере из фосфористого чугуна, включающий нанесение гарнисажа и оставление в конвертере остатков шлака предыдущей плавки, заливку фосфористого чугуна, продувку расплава кислородом при переменном положении фурмы, присадку сыпучих материалов, скачивание шлака и слив металла в ковш, отличающийся тем, что продувку ведут в три периода до содержания углерода в металле 0,3…0,6%, производя три скачивания шлака на 5…6, 13…14 и 17…18 минутах продувки, причем в начале каждого периода фурму располагают на расстоянии 2500…3000 мм от уровня поверхности металлической ванны в конвертере и опускают пошагово до 1000…1200 мм к концу периода с одновременной присадкой сыпучих материалов порциями в течение первых 4…6 минут продувки каждого периода, после чего производят кратковременную додувку, при этом температура металла перед сливом из конвертера составляет 1640…1650°С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фурму опускают с шагом 200…250 мм, при этом число шаговых опусканий составляет 6…8.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сыпучих материалов используют известь вращающихся печей, мягкообожженный доломит, окатыши и плавиковый шпат.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что порция сыпучего материала составляет: извести - 600…700 кг, доломита - 150…200 кг, окатышей - 200…250 кг, плавикового шпата - 100…150 кг.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что число порций составляет: в 1-м периоде - 1…2, во 2-м периоде - 5…6, в 3-м периоде - 3…4.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность додувки составляет 30…90 сек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108085/02A RU2586948C1 (ru) | 2015-03-06 | 2015-03-06 | Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108085/02A RU2586948C1 (ru) | 2015-03-06 | 2015-03-06 | Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2586948C1 true RU2586948C1 (ru) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015108085/02A RU2586948C1 (ru) | 2015-03-06 | 2015-03-06 | Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586948C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115287390A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-04 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种转炉生产低磷中合金钢的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1511283A1 (ru) * | 1987-11-16 | 1989-09-30 | Украинский научно-исследовательский институт металлов | Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере из высокофосфористого чугуна |
RU2118376C1 (ru) * | 1997-07-14 | 1998-08-27 | Александров Борис Леонидович | Способ производства ванадиевого шлака и природнолегированной ванадием стали |
CN102443670A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-05-09 | 鞍钢股份有限公司 | 一种重轨钢硫含量控制方法 |
RU2527508C2 (ru) * | 2012-10-10 | 2014-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной стали для железнодорожных рельсов |
-
2015
- 2015-03-06 RU RU2015108085/02A patent/RU2586948C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1511283A1 (ru) * | 1987-11-16 | 1989-09-30 | Украинский научно-исследовательский институт металлов | Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере из высокофосфористого чугуна |
RU2118376C1 (ru) * | 1997-07-14 | 1998-08-27 | Александров Борис Леонидович | Способ производства ванадиевого шлака и природнолегированной ванадием стали |
CN102443670A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-05-09 | 鞍钢股份有限公司 | 一种重轨钢硫含量控制方法 |
RU2527508C2 (ru) * | 2012-10-10 | 2014-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной стали для железнодорожных рельсов |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115287390A (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-04 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种转炉生产低磷中合金钢的方法 |
CN115287390B (zh) * | 2022-08-04 | 2023-08-22 | 重庆钢铁股份有限公司 | 一种转炉生产低磷中合金钢的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6421634B2 (ja) | 溶鋼の製造方法 | |
RU2586948C1 (ru) | Способ выплавки рельсовой стали в кислородном конвертере | |
JP5904238B2 (ja) | 転炉における溶銑の脱燐処理方法 | |
KR20120074377A (ko) | 용선 예비처리방법 및 이를 이용한 용선 처리방법 | |
JP2019194350A (ja) | 転炉スラグのリサイクル方法 | |
JP2015017323A (ja) | 溶銑の予備処理方法 | |
RU2465337C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
JP2003119511A (ja) | 製鋼プロセスにおける製鋼炉操作方法 | |
RU2012143266A (ru) | Способ выплавки и внепечной обработки высококачественной стали для железнодорожных рельсов | |
RU2299247C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
RU2280081C1 (ru) | Способ передела низкомарганцовистого чугуна в конвертере | |
RU2255982C1 (ru) | Способ производства стали в кислородном конвертере | |
RU2729692C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой | |
RU2606351C2 (ru) | Способ формирования защитного гарнисажа на поверхности футеровки кислородного конвертера и магнезиальный брикетированный флюс (мбф) для его осуществления | |
SU806769A1 (ru) | Способ десульфурации чугуна | |
RU2387717C2 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
RU2757511C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи | |
JP2003105423A (ja) | 溶銑の脱りんおよび脱硫処理方法 | |
RU2404261C1 (ru) | Способ совмещенного процесса нанесения шлакового гарнисажа и выплавки стали в конвертере | |
RU2440421C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
RU2620217C2 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
RU2403290C1 (ru) | Способ выплавки рельсовой стали | |
RU2131467C1 (ru) | Способ восстановления футеровки конвертера | |
RU2632738C1 (ru) | Способ нанесения гарнисажа на футеровку конвертера | |
SU885292A1 (ru) | Способ выплавки стали |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180307 |