RU2674186C1 - Способ выплавки стали в конвертере - Google Patents

Способ выплавки стали в конвертере Download PDF

Info

Publication number
RU2674186C1
RU2674186C1 RU2017139308A RU2017139308A RU2674186C1 RU 2674186 C1 RU2674186 C1 RU 2674186C1 RU 2017139308 A RU2017139308 A RU 2017139308A RU 2017139308 A RU2017139308 A RU 2017139308A RU 2674186 C1 RU2674186 C1 RU 2674186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
argon
carbon dioxide
intensity
converter
Prior art date
Application number
RU2017139308A
Other languages
English (en)
Inventor
Геннадий Юрьевич Ванжа
Геннадий Сергеевич Бобылев
Алексей Владимирович Краснов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Priority to RU2017139308A priority Critical patent/RU2674186C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2674186C1 publication Critical patent/RU2674186C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath

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 выплавке стали в конвертере с комбинированной продувкой. В способе осуществляют продувку аргоном или углекислым газом в пульсирующем режиме с частотой 0,01-1,0 Гц, при этом в начале плавки сталь продувают снизу аргоном до его израсходования в количестве 0,3-5,0 м/т стали, после чего осуществляют попеременную продувку стали снизу аргоном и углекислым газом. Интенсивность продувки расплава аргоном или углекислым газом снизу через донные фурмы устанавливают на основании расхода жидкого чугуна на плавку: при расходе чугуна менее 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 12,0-50,0 и 5,0-30 м/мин соответственно, при расходе чугуна более или равном 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 25,0-60,0 м/мин, при расходе чугуна более 890 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 30,0-80,0 м/мин. Изобретение позволяет стабильно получать на выпуске из конвертера содержание азота в стали менее 0,003%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке стали в конвертере с комбинированной продувкой.
Для обеспечения требуемых механических свойств к современным сталям предъявляются требования по минимальному содержанию в них азота (менее 0,005%). Количество азота в стали и содержание его в прокате зависит от его содержания в шихте, динамики процессов удаления и насыщения при нагреве плавки. Увеличению концентрации растворенных газов в стали способствует высокая температура реакционной зоны и лимитирующая процесс дегазации стадия перемещения газов на поверхность жидкой фазы.
Существующие технологии выплавки стали в конвертере по управлению содержанием азота по ходу плавки имеют следующие недостатки: недостаточный эффект перемешивания металла с образованием «застойных зон» в глубине ванны стали, что оказывает негативное влияние на проведение плавки; повышенная активность кислорода в стали при производстве низкоуглеродистых сталей; повышенный расход флюсов при производстве сталей с регламентированным содержанием фосфора. В следствие этого, существующие технологии выплавки стали в конвертере не позволяют стабильно получать на выпуске содержание азота в стали менее 0,003% из-за наличия азота в шихтовых материалах, атмосфере сталеплавильного агрегата, техническом кислороде и добавках, вводимых в сталь.
Известен способ выплавки стали в конвертере включающий продувку расплава кислородом сверху через фурму и нейтральным газом снизу через донные фурмы в течение всей плавки, изменение расхода нейтрального газа, определение химсостава расплава, измерение его температуры, слив расплава в разливочный ковш. При этом удельный расход нейтрального газа определяют по зависимости, учитывающей содержание углерода в расплаве [Патент RU 2097434, МПК С21С 5/28, С21С 5/35, 1995].
Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает получение на выпуске содержания азота в стали менее 0,003%.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер скрапа, заливку в него жидкого чугуна, продувку расплава кислородом сверху и снизу через донные фурмы углекислым газом, азотом или аргоном, слив расплава в разливочный ковш. В начале плавки расплав продувают снизу азотом или аргоном в течение времени, определяемого по зависимости, учитывающей интенсивность кислородной продувки и содержание кремния в чугуне. По истечение этого времени через донные фурмы подают углекислый газ [Патент RU 2100447, МПК С21С 5/28, С21С 5/35, 1997].
Недостатком данного способа является также то, что он не обеспечивает получение на выпуске содержания азота в стали менее 0,003%.
Технический результат изобретения - стабильное получение на выпуске из конвертера содержания азота в стали менее 0,003%.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали в конвертере, включающем загрузку в конвертер скрапа, заливку жидкого чугуна, продувку стали кислородом сверху и аргоном и/или углекислым газом снизу через донные фурмы, согласно изобретению продувку аргоном и/или углекислым газом осуществляют в пульсирующем режиме с частотой 0,01-1,0 Гц, при этом в начале плавки сталь продувают снизу аргоном до его израсходования в количестве 0,3-5,0 м3/т стали, после чего осуществляют попеременную продувку стали снизу аргоном и углекислым газом.
Интенсивность продувки расплава аргоном и/или углекислым газом снизу через донные фурмы устанавливают на основании расхода жидкого чугуна на плавку:
при расходе чугуна менее 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 12,0-50,0 и 5,0-30 м3/мин соответственно;
при расходе чугуна более или равном 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 25,0-60,0 м3/мин;
при расходе чугуна более 890 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 30,0-80,0 м3/мин.
При продувке снизу аргоном и/или углекислым газом устанавливают минимальное давление газов не менее 400 кПа, а максимальное давление газов устанавливают не более 5000 кПа.
Сущность изобретения заключается в следующем.
В предлагаемой технологии одновременно реализуются основные преимущества как верхней, так и донной продувки. Основным преимуществом верхней продувки является раннее формирование основного шлака; основным достоинством донной продувки - интенсивное перемешивание ванны, в том числе металла и шлака, в связи с чем понижается их окисленность, улучшаются дефосфорация и десульфурация металла, уменьшается вспенивание ванны, возможно увеличение расхода лома и др.
Для использования заявляемой технологии требуется чтобы днище конвертера было вставным и было оборудовано устройствами для вдувания газов и системой подвода газов к фурменным блокам: пропущенными через полые цапфы трубками, на которых перед цапфой установлены клапаны, позволяющие регулировать расход газа на каждый блок.
Для вдувания нейтральных газов в футеровке днища устанавливают фурменные устройства (донные фурмы) - огнеупорные блоки, в которых имеются газопроводящие каналы.
При использовании заявляемого изобретения, в зависимости от интенсивности подачи донного дутья, изменяются соотношение скоростей окисленности углерода и железа и тем самым изменяется окисленность шлака, а следовательно, характер протекания процесса выплавки стали.
Экспериментально установлено, что для формирования режима продувки характеризующегося интенсивным перемешиванием конвертерной ванны необходимо осуществлять донную продувку газом с частотой не менее 0,01 Гц. Частота пульсаций газа менее 0,01 Гц приведет к выходу системы за границу технологического режима продувки по времени. Частота пульсаций газа свыше 1,0 Гц не позволит сформировать поток, связанный с продольным и поперечным массообменом жидкой стали, что из-за уменьшающегося осевого градиента давления приведет к ослаблению интенсивности окислительно-восстановительных реакций.
В начале плавки сталь продувают снизу аргоном до его израсходования в количестве 0,3-5,0 м3/т стали. Продувка аргоном в количестве менее 0,3 м3/т стали не позволит равномерно распределить содержащиеся элементы по объему жидкой стали и получить впоследствии ее достоверный химический анализ. При этом донные фурмы и футеровка не успеют прогреться в достаточной степени (до начала донной продувки углекислым газом), что приведет к их «закозлению».
Продувка стали снизу аргоном в количестве более 5,0 м3/т экономически не целесообразна из-за перерасхода аргона и огнеупоров.
Замена аргона на углекислый газ производится при достижении расчетной температуры ликвидуса стали (температура ликвидуса зависит от содержания в полупродукте углерода и кремния), что приводит к отсутствию перегрева расплава, приводящего к увеличению растворения азота в стали.
Замена углекислого газа на аргон производится при достижении температуры солидуса стали, что приводит к недопущению «заскрапления» продувочных устройств, что препятствует проведению донной продувки.
Интенсивность продувки расплава аргоном и/или углекислым газом снизу через донные фурмы устанавливают на основании расхода жидкого чугуна на плавку.
Минимальные расходы газов (5,0; 12,0; 25,0; 30,0 м3/мин.) обусловлены первоначальным «раскрытием» и стойкостью каналов продувочных устройств. При меньших расходах будет происходить «закозление» газопроводящих каналов донных фурм. Максимальные расходы газов (30,0; 50,0; 60,0; 80,0 м3/мин.) ограничены указанными значениями из-за возникающего повышенного износа газопроводящих каналов и возрастающего расхода аргона и/или углекислого газа.
При продувке снизу аргоном и/или углекислым газом устанавливают минимальное давление газа не менее 400 кПа, а максимальное давление газа устанавливают не более 5000 кПа. Минимальное давление определяется необходимостью преодолением ферростатического давления жидкой стали (чугуна) в конвертере. Верхняя граница давления газов не более 5000 кПа связана с возможностью обеспечения работоспособности огнеупорных продувочных устройств вследствие чрезмерного износа слоя, контактирующего с жидкой сталью.
Пример реализации способа.
Предложенный способ выплавки стали был реализован в 350 т конвертере. При выплавке стали, производили продувку кислородом сверху и попеременную продувку аргоном - углекислым газом снизу, которая осуществлялась через 16 донных продувочных устройств. Было произведено 14 экспериментов, результаты которых приведены в таблице. Переключение, корректировка частоты, видов подаваемых газов производилась в автоматизированном режиме.
Последовательность операций в одной из продувок и расходы газов были следующими (пример №3 эксперимента).
Было завалено 120 т металлолома, залито 324 т жидкого чугуна; в начале плавки осуществлялась продувка снизу аргоном с интенсивностью 56,0 м3/мин до его израсходования в количестве 2,5 м3/т стали. Далее осуществлялась попеременная продувка стали углекислым газом и аргоном. Давление перед продувочными устройствами изменялось от 645 до 1480 кПа. Аргон и углекислый газ подавались в сталь с частотой 0,3 Гц и с интенсивностью 56,0 и 40,0 м3/мин. соответственно. Содержание азота в стали на выпуске было 0,0022%.
Как следует из таблицы, если выполняются заявляемые параметры, то в стали происходит снижение содержания азота (эксперименты 1-3; 5-8; 10-14). Если некоторые заявляемые параметры не соответствуют заданным (эксперименты 4, 9,), то происходит увеличение в стали содержания азота.
Таким образом, применение заявленного технического решения позволяет гарантированно получать на выпуске из конвертера содержание азота в стали не более 0,003%.
Figure 00000001

Claims (6)

1. Способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер скрапа, заливку жидкого чугуна, продувку стали кислородом сверху и аргоном или углекислым газом снизу через донные фурмы, отличающийся тем, что продувку аргоном или углекислым газом осуществляют в пульсирующем режиме с частотой 0,01 - 1,0 Гц, при этом в начале плавки сталь продувают снизу аргоном до его израсходования в количестве 0,3 - 5,0 м3/т стали, после чего осуществляют попеременную продувку стали снизу аргоном и углекислым газом.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интенсивность продувки стали аргоном или углекислым газом снизу через донные фурмы устанавливают на основании расхода жидкого чугуна на плавку:
при расходе чугуна менее 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 12,0 - 50,0 и 5,0 - 30,0 м3/мин соответственно;
при расходе чугуна более или равном 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 25,0 - 60,0 м3/мин;
при расходе чугуна более 890 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 30,0 - 80,0 м3/мин.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при продувке снизу аргоном или углекислым газом устанавливают минимальное давление газов не менее 400 кПа, а максимальное давление газов устанавливают не более 5000 кПа.
RU2017139308A 2017-11-13 2017-11-13 Способ выплавки стали в конвертере RU2674186C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139308A RU2674186C1 (ru) 2017-11-13 2017-11-13 Способ выплавки стали в конвертере

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139308A RU2674186C1 (ru) 2017-11-13 2017-11-13 Способ выплавки стали в конвертере

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2674186C1 true RU2674186C1 (ru) 2018-12-05

Family

ID=64603713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139308A RU2674186C1 (ru) 2017-11-13 2017-11-13 Способ выплавки стали в конвертере

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2674186C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764455C1 (ru) * 2021-05-06 2022-01-17 Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») Способ выплавки стали в конвертере
CN115386684A (zh) * 2022-08-02 2022-11-25 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 钢包底吹砖吹扫方法及相关设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6331526B2 (ru) * 1985-09-03 1988-06-24 Nippon Steel Corp
SU1539212A1 (ru) * 1988-05-30 1990-01-30 Липецкий Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Систем Автоматизации И Управления Система управлени подачей технологических газов в конвертор при донной продувке
JPH0456083B2 (ru) * 1984-06-27 1992-09-07 Sumitomo Metal Ind
RU2097434C1 (ru) * 1995-08-15 1997-11-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ выплавки стали в конвертере
RU2100447C1 (ru) * 1995-08-15 1997-12-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ выплавки стали в конвертере

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0456083B2 (ru) * 1984-06-27 1992-09-07 Sumitomo Metal Ind
JPS6331526B2 (ru) * 1985-09-03 1988-06-24 Nippon Steel Corp
SU1539212A1 (ru) * 1988-05-30 1990-01-30 Липецкий Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Систем Автоматизации И Управления Система управлени подачей технологических газов в конвертор при донной продувке
RU2097434C1 (ru) * 1995-08-15 1997-11-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ выплавки стали в конвертере
RU2100447C1 (ru) * 1995-08-15 1997-12-27 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Способ выплавки стали в конвертере

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764455C1 (ru) * 2021-05-06 2022-01-17 Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») Способ выплавки стали в конвертере
CN115386684A (zh) * 2022-08-02 2022-11-25 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 钢包底吹砖吹扫方法及相关设备
CN115386684B (zh) * 2022-08-02 2024-03-22 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 钢包底吹砖吹扫方法及相关设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104250672B (zh) 一种复吹转炉高效脱磷的方法
RU2674186C1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
JP2008540832A (ja) 連続製鋼法および連続製鋼装置
RU2386703C1 (ru) Способ выплавки стали в кислородном конвертере
Guo et al. Carbon and oxygen behavior in the RH degasser with carbon powder addition
FI67094B (fi) Foerfarande foer att foerhindra att slaggmetall vaeller upp id pneumatisk under ytan skeende raffinering av staol
RU2465337C1 (ru) Способ выплавки стали в кислородном конвертере
Fandrich et al. Actual review on secondary metallurgy
RU2764455C1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
JPS60106912A (ja) 低炭素含有鋼の製造方法
RU2404261C1 (ru) Способ совмещенного процесса нанесения шлакового гарнисажа и выплавки стали в конвертере
RU2754337C1 (ru) Способ производства стали, легированной азотом в ковше
RU2792901C1 (ru) Способ производства электротехнической изотропной стали
RU2641587C1 (ru) Способ производства стали в кислородном конвертере
SU1289891A1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
RU2302472C1 (ru) Способ внепечной обработки стали
RU2214458C1 (ru) Способ производства стали в сталеплавильном агрегате
RU2131467C1 (ru) Способ восстановления футеровки конвертера
JP2008240127A (ja) 貯銑炉とその操業方法
RU2653743C1 (ru) Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате
KR100327288B1 (ko) 강과같은용융금속의성분을조정하는방법과플랜트
RU2125100C1 (ru) Способ выплавки стали в конвертере
JP3788392B2 (ja) 高Cr溶鋼の溶製方法
RU2261920C1 (ru) Способ ведения конвертерной плавки
RU2121513C1 (ru) Способ обработки стали в ковше