SU1375655A1 - Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретно к выплавке стали в мартеновских печах на кислом поду. Целью изобретени   вл етс  снижение удельных расходов чугуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличение выхода жидкой стали.После за:грузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и из вестью в соотношении (2-3):(5-10);1 соответственно. За счет использовани  коксошлаковой смеси достигаетс  ускорение наведени  первичного шлака и снижение потерь металла из-за окислени  как шлаком, так и воздухом. В результате выход жидкой стали повышаетс  до 95,5-95,7% по сравнению с 93,3/J в известном способе. 2 табл. /) ОЭ « сд о ел ел

Description

относитс  к черной частности к способам в мартеновских печах

аг

Изобретение металлургии, в вь Плавки стали на кислом поду.

Целью изобретени   вл етс  снижение удельных расходов чугуна и высо- коуглеродиЬтых шихтовых слитко увеличение выхода жидкой стали.

Отличие предложенного способа от известного заключаетс  в том, что после загрузки чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него прока ленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5% от массы кок- сика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3): :(5-10):1 соответственно.

Предлагаемый способ позвол ет эффективно использовать коксик (весьма агрессивный по отношению к кислой футеровке материал) без ухудшени  стойкости кислых подины и откосов печи . При этом часть чугуна может быть заменена менее дефицитными металличес кими материалами, в частности стальными отходами. Дл  предохранени  по- дины от непосредственного контакта с коксиком на нее загружают слой чугуна - от 35 до 60% общего его количества . При шихтовке по углероду на 0,4-0,7% вьпде среднезаданного его содержани  в стали это количество чугуна достаточно дл  создани  сло , изолирующего кислый под печи от непосредственного контакта с загруженным коксиком. Количество чугуна в первом слое менее 35% недостаточно дл  обеспечени  гарантированной изол ции коксика от подины. Увеличение количества чугуна в первом загружаемом на подину слое.более 60% приводит к уменьшению количества чугуна в покровном слое, увеличивают досту окислительных газов в коксику и увеличивает его потери на бесполезное сгорание,

Оптимальное количество коксика, загружаемого в печь, составл ет 0,7-1,2% от массы металлической шихты . Количество коксика менее 0,7% н приводит к заметному науглероживанию и снижению расхода чугуна, уве- личеш1е количества коксика более 1,2% вызывает замедление усвоени  коксика. Часть его не успевает раст

0

5

0

5

0

5

0

45

50

55

воритьс  в металле, всплывает в шлак и снижает окислительный потенциал шлака в период окислени  углерода , а при контакте всплывшего в шлак коксика с откосами и стенами печи происходит их повышенный износ. На коксик в печь загружают смесь, состо щую из прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести в соотношении (2-3):(5-10):1 соответственно. Количество смеси задают по прокаленному и затем ошлакованному кислым мартеновским шлаком кварцевому песку,расход которого принимают 0,3-0,5 от массы коксика. Смесь выполн ет несколько функций. Она накрывает коксик и дополнительно изолирует его от печных ОКИслител ьных газов. Смесь ускор ет образование первичного шлака периода плавлени . При взаимодействии с первичным ; шлаком коксик регулирует окисленность этого первичного шлака в оптимальных пределах, обеспечивающих уменьшение угара железа и углерода металлошихты. Смесь также способствует более полному усвоению коксика расплавл юш мс  металлом.

Сухой кварцевый песок в смеси  вл етс  шлакообразующим материалом, поставщиком кремнезема, необходимого дл  формировани  кислого шлака. Использование взамен кварцевого других сортов песка приводит к попаданию в ванну нежелательных примесей, ухудшающих рафинирующие свойства кислого шлака. Применение недостаточно просушенного кварцевого песка приводит к замедлению процесса формировани  шлака и повьш1енному износу подины и откосов печи.

Пределы соотношени  кварцевого песка в смеси выбраны из условий достижени  на промышленных плавках . существенного положительного эффекта за счет ускоренного наведени  первичного шлака кислой плавки, замедлени  окислительных реакций, снижени  и удельного расхода металлических материалов на 1т стали. При отношении прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка к извести (2-3);1 уменьшение соотношени  сухого кварцевого песка и извести менее 5:1 приводит к получению чрезмерно жидкого и агрессивного по отношению к футе-

ровке печи первичного шлака с повышенными окислительными свойствами, а увеличение этого соотношени  более 10:1 приводит к замедлению реак- ций шлакообразовани  и увеличению потерь железа за счет более продолжительного непосредственного контакта металлошихты с окислительной печной атмосферой.

Известь ускор ет плавление смеси за счет образовани  легкоплавких соединений силикатов кальци . Уменьшение количества извести в смеси не обеспечивает ускорени  процессов шла кообразовани , увеличение количества извести приводит к получению более жидкоподвижного и более агрессивного по отношению к кислой футеровке первичного шлака. Известь использу- ют свежеобожженную с содержанием оксида капьци  не менее У3%, кусками размером 10-40 мм.

Ирокаленньш и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок (Ш1) ускор ет (юрмирование первичного шлака, а таЮке ускор ет нейтрализацию наиболее агрессивного по отношению к кислой футеровке компонента смеси - извести. В составе ШП содержитс  70-80% диоксида кремни , 5-15% оксида железа, 1-10% полуторного оксида железа, 3-6% оксида алюмини . Он имеет рыхлую неоднородную структуру, низкую прочность и легко измельчаетс  при загрузке на него кусков металлической шихты. При нагревании этот материал образует жидку шлаковую фазу, ускор ет расплавление всех компонентов смеси и формирова- ние шлака. Этот материал активнее, чем сухой кварцевый песок, взаимодействует с углеродом коксика с образованием газообразного оксида углерода , разрыхл ющего и перемешивающего смесь и образуюш;уюс  шлаковую фазу, ускор   дальнейшее формирование первичного шлака. Продуктами реакции углерода и ШП  вл ютс  кремний и железо , а также низшие оксиды кремни , часть из которых выдел етс  в виде газообразной фазы и участвует в процессе перемешивани  смеси, а друга  часть выдел етс  в виде жестких оксидов кремни  и ускор ет формирование первичного шлака. В результате форми рование первичного шлака ускор етс , продолжительность непосредственного контакта металлошихты с окислитель-

г JQ

-15 20

25 о .,.

50

55

ными печными газами сокращаетс ,угар металла уменьшаетс . Формирующийс  первичный шлак имеет меньший окислительный потенциал и также способствует , снижению угара металлошихты и такого технологического элемента, как углерод, избыток которого необходим дл  нормального проведени  периода кипени  мартеновской плавки и получени  высококачественной стали. При соотношении сухого кварцевого песка и извести ():1, уменьшение отношени  Uffl к извести менее 2:1 не приводит к ускорению шлакообразовани , увеличение этого соотношени  более 3:1 не замедл ет окислительные реакции в период плавлени  и не способствует снижению расхода металлических высокоуглеродистых материалов - чугуна и шихтовых слитков.

Количество ЫП не меньше 0,3 от массы коксика недостаточно дл  полного растворени  коксика за период плавлени . Часть кусков коксика всплывает в шлак, снижает стойкость футеровки кислой печи и задерживает формирование к концу плавлени  шлака с окислительным потенциалом, достаточным Дл  активного проведени  периода кипени  плавки. Увеличение количества ШП более 0,5 от массы кокси- ка приводит к повышению окислительного потенциала первичного шлака и увеличивает расход металлических высоко- углеродистых шихтовых материалов - чугуна и шихтовых слитков.

В предлагаемом способе примен ют металлургический коксик с преобладаю- размерами кусков менее 10 мм. Прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок получают cлeдyюш м образом. После загрузки в кислую мартеновскую печь, металлической шихты на пороги подсыпают слой сухого или влажного кварцевого песка. В период прогрева шихты песок постепенно прогреваетс  до высоких температур, высушиваетс  и прокаливаетс , а в период интенсивного окислени  углерода и кипени  ванны кисльш мартеновский шлак заплескиваетс  на прокаленный песок и ошлаковы- вает его. В конце плавки ошлакованный кварцевый песок удал ют с порогов и используют дл  приготовлени  шлакообразующей смеси на следуюшую плавку. Смесь рекомендуетс  готовить

5137

перед использованием. Готовую смесь засыпают в мульду и с помощью завалочной машины загружают на коксик, предварительно загруженный в печь на слой чугуна. Затем сверху загружают оставшийс  чугун (40-65%), стальные прокатные отхо;цд и передельные высокоуглеродистые шихтовые слитки.

Примеры 1-3, При выплавке в 90-тонных кислых мартеновских печах подшипниковой стали ШХ15 используют предлагаемый способ загрузки шихтовых материалов. На плавках 1-3 на под печи загружают 35-60% чушкового передельного чугуна с низким содержанием примесей серы и фосфора. Затем на слой чугуна через среднее завалочное окно в печь загружают кок- сик в количестве 0,7-1,2% от массы металлошихты. Коксик накрывают смесь прокаленного и затем ошлакованного кислым мартеновским шлаком кварцевого песка, сухого кварцевого песка и извести, вз тых в, соотношении (2 - - 3):5-10):1 соотБетственно. Количество смеси рассчитывают таким образом , чтобы ЫП составл ло 0,3-0,5 от массы коксика. Затем в печь загружают остальной чугун, прокатные стальные отходы и передельные высокоугле- родистые шихтовые слитки. После расплавлени  шихты плавку ведут по обычной технологии.

На плавке 4 шихтовые материалы в печь загружают по известному способу; на под печи весь чугун, затем шлакообразующую смесь из сухого квар цевого песка и извести (15 кг смеси на 1 т металлической шихты), прокат- Hbie стальные отходы и в последнюю очередь высокоуглеродистые шихтовые слитки.

На плавках 5 и 6 реализованы прие

мы предлагаемого способа, однако па- раметры их осуществлени  отклон лись от оптимальных..

Параметры предлагаемого способа (плавки 1-З), известного способа (плавки 4) и способа, отклон ющегос  по параметрам от оптимального (плавки ,5-Ь) приведены в табл.1, технико-экономические показатели способов - в табл.2.

0

г 20

25

30

35

40

.,

Как видно из приведенных в табл.1 и 2 данных, наилучшие технико-экономические показатели достигнуты на плавках 1-4, на л оторых шихтовые материалы в кислую мартеновскую печь загружают в соответствии с предлагаемым способом. На этих плавках первич - ный шлак формируетс  быстрее, окислительные реакции в период плавлени  развиваютс  в меньшей степени, благодар  чему меньше был угар металла и углерода и вьшае выход жидкой стали (на 24-26 кг/т).

Предлагаемый способ может быть использован на предпри ти х, выплавл ющих сталь кислым мартеновским процессом . Реализаци  способа не требует дополнительных капитальных затрат.

По сравнению с известным способом технический эффект от использовани  предлагаемого состоит в ускорении наведени  первичного шлака, замедлении окислительных реакций в период плавлени , снижени  расхода чугуна- на 12 кг/т и высокоуглеродистых шихтовых слитков на 25 кг/т, увеличении выхода жидкой стали на 24 кг/т.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ загрузки шихтовых материалов в кислую мартеновскую печь,включающий последовательную загрузку металлических материалов - чугуна, стальных отходов, высокоуглеродистых шихтовых слитков и загрузку шлакооб- разующих материалов - сухого кварцевого песка и извести в процессе загрузки металлических материалов, о т - ли чающий с  тем, что, с целью снижени  удельных расходов чу- Гуна и высокоуглеродистых шихтовых слитков, увеличени  выхода ЖИДРС ОЙ стали, после загрузки 35-60% чугуна в печь дополнительно загружают коксик в количестве 0,7-1,2% от массы металлических материалов, а на него - прокаленный и затем ошлакованный кислым мартеновским шлаком кварцевый песок в количестве 0,3-0,5 от массы коксика в смеси с сухим кварцевым песком и известью в соотношении (2-3):(5 - - 10) :1 соответственно.

   П1Л

   « О Э

   S

   О

   о «f

   в 1Л

   fOi rl «ч| (М

   о

   л

   л М

   во

   (

   C7I в в

   « S

   X Ь

   &|

   п Е;

   tl

   о ч 2

   о р о р , 2 о

   Показатели

   Расход чугуна на 1 т жидкого, т

   Расход шихтовых слитков на 1 т жидкого , т

   Продолжительность от конца эавалки до пок рыти  шлаком уровн  метаала, ч

   Содержание углерода в металлошихте, %

   0,138 0,UO 0,1400,1520,1540 ,155

   0,730 0,727 0,7200,7500,7580,761

   1,92 1,831,92

   2,15
2. 2.,U82,из

   2,92 2,18

   3,003,00

   2,182,19

   Содержаине углерода в металле по расплавлении ,21, b 7

   1,701,ЬУ

   Количество окислившегос  иа металлошихты углерода, X

   Расход кеталлошихты

   на 1 т жидкой стали,т

   Выход жидкой стали,%

   Плавки 5 и 6 по значени м параметров осуществлени  выход т за предпагае а|1е пределы.

   Составитель О,Веретенников Редактор Г.ВолковаТехред Л,СердюковаКорректор о.Кравцова

   Заказ 743/2ЬТираж 544Подписное

   ВШМШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М-33, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   137Ь655

   10 Таблица 2

   Плавка

   (известна )

   :izi

   2,92 2,18

   1,55

   0,63

   3,003,00

   2,182,19

   1,571,61

   0,610,58

   1,071

   93,3

   1,073 93,2

   1,069 93,6