SU908842A1 - Способ выплавки стали в дуговых печах - Google Patents

Description

Указанна  цель достигаетс  тем, что

в способе плавки стали в дуговых печах, включающем завалку и расплавление ТЬихты, скачивание части шлака периода плавлени , наведение нового шлака, например присадкой извести и шамотного . боч, продувку металла кислородом,прорувку кислородом ведут при тег/тературе металла, превышаюгдей температуру линии ликвидуса на 70-120 С с периодич .ескигли присадками смеси извести и шамотного бо  в количестве 1030 кг/т с соотношением компонентой в-смеси (3-2):(1-0,5).

Продувку металла, кислородом ведут одновременно через сводовую форму и погружаемую трубку в течение 5085% длительности окислительного периода при соотношении объемов вдуваемого кислорода через и трубку соответственно (3-1):(1-3) и сугдаарном расходе кислорода 0,05-0,б

Кислород через трубку ввод т в металл под углом 10-25°.

Исключение присадок железной руды в окислительный период благопри тно сказываетс  на снижений концентрации кислорода в расплавленном металле . Это, в свою очередь, исключает веро тность неконтролируемых вскипаний ванны и выбросов металла. При продувке глеталла кислородом зона преиму цественного окислени  углерода сосредотачиваетс  в месте внедрени  газообразного кислорода. При этом продукт взаимодействи  углерода и кислорода, окись углерода, сразу же переходит в газовую полость в месте внедрени  1струи кислорода. При продувке металла кислородом окисленност расплавленного металла не превь аает значений, обычных дл  кислородных процессов, и составл ет в зависимости от концентрации углерода 0,0050 ,025.

В период продувки металла кислородом неконтролируемых вскипаний ванны и выбросов метсшла не возникает, так как происходит непрерывное окисление углерода и незатрудненный переход окиси углерода в газовую полость в месте внедрени  кислородной струи. После прекргццени  продувки окисление углерода протекает за счет кислорода , растворенного в расплавленном ме талле, и окислов железа шлака, при этом скорость обезуглероживани  постепенно снижаетс . Концентраци  кислорода также снижаетс  и становитс  недостаточной дл  неконтролируемых вскипаний при случайном образовании газовой полости в объеме металла.

Температура (перегрев над температурой линии ликвидуса) металла в момент продувки играет важную роль. При низком перегреве металла (менее 70°С) скорость окислени  углерода и степень использовани  кислорода низки . Повышение перегрева металла свер

120°С нецелесообразно с Точки зрени  повышенногО износа футеровки печи и повышени  содержани  газов в стали,

В окислительный период периодически присаживают известь и шамотный бой. Расход этих материалов должен быть таким, чтобы с учетом шлака периода плавлени , частично оставшегос  в печи, обеспечить достаточный шлаковый покров металла и высокую дефосфорирующую способность шлака. При расходе смеси менее 10 кг/т в дуговой печи находитс  менее 2-3% шлака от массы металла, что недостаточно дл  создани  надлежащего шлакового покрова и успешного удалени  фосфора. При расходе смеси более 30 кг/т в печи находитс  свыше 5-6% ишака от массы металла. Такой большой шлаковый покров заметно не улучшает деформацию, но приводит к значительног износу футеровки печи шлаком , к возрастанию потерь железа в виде окислов и удорожанию стали.

Присаживаема  смесь извести и ша мотного бо  имеет соотношение компонентов (3-2) : (1-0,5). При соотношени расходов извести и шамотного бо  менее 2:1 не может быть обеспечена высока  основность шлака в конце . окислительного периода. При соотношении смеси 3:0,5, наоборот, основность шлака будет выще рациональной 2,3-2,6. Как низка , так и чрезмерно высока  основность шлака затрудн ет удаление фосфора: в первом случае изза низкой концентрации свободной извести в шлаке, во втором из-за повышенной в зкости шлака, поскольку при основности более 2,6 шлак становитс  гетерогенным. Кроме того, при основности 2,3-2,6 активность закиси железа в шлаке, как показывают неоднократные исследовани , достигает максимума . Это способствует наибольшему участию окислов железа шлака в окислении углерода и получению шлака в конце окислительного периода с пониженной концентрацией окислов железа . Последнее способствует снижени потерь железа со шлаком при плавке стали в дуговой печи.

Claims (2)

1. Продувку металла.кислородом наиболее целесообразно производить одновременно через сводовую Форму и погружаемую трубку. При этом достигаетс  рассредоточенна  подача кислорода и образуютс  две зоны активного окислени  углерода: под сводовой фурмой и в месте введени  трубки в расплав. Подача кислорода в два места ускор ет окисление углерода при том же расходе кислорода за счет его более полного использовани , повышает интенсивность перемешивани  расплавленного металла в печи и уменьшает температурную неоднородность ванны. Это особенно важно дл  дуговых печей большой садки с глубокими ваннами, в которых затруднены услови нагрева нижних горизонтов металла. Продувку металла кислородом ведут с остановками и перерывами. Они необ ходимы дл  скачивани  части шлака, периодических присадок извести и шамотного бо , отбора проб металла,измерени  его температуры, ожидани  анализов, выдержки металла после про дувки в конце окислительного периода Суммарна  продолжительность продув1 и металла кислородом определ етс  расходом кислорода с концентрацией углерода, которую нужно окислить в окислительный период. Длительность же окислительного периода определ етс  временем продувки и временем без продувки. Наиболее целесообразным продувку металла вести таким образом , чтобы длительность продувки составл ла 50-85% времени окислитель ного периода. При длительности продувки менее 50% и больших перерывах в продувке суммарна  продолжительность периода чрезмерно больша  (более 2ч), что снижает производительность ДУГОВОЙ печи. При длительности продувки более 85% времени окислительного периода не могут быть в полном объеме выполнены операции скачивани  шпака, присадки извести и шамотного бо , отбора проб и замера температуры. Это в конечном счете, приводит к снижению качества стали. Наиболее оптимальным  вл етс  одинаковый расход кислорода по фурме и трубке, в таком случае создаютс  две примерно равные реакционные зоны в разных част х печи. Равенство расходов кислорода через фурму и трубку технически трудновыполнимо из-за раз  ичной конструкции продувочных устройств и различного сопротивлени  дл проходи газа. Соотношение расходов кислорода через фурму и трубку выбра но в пределах (3-1): (1-3). При откло нении расходов кислорода в ту или иную сторону от пределов 3:1 или 1:3 не быть обеспечены услови  соз дани  двух примерно равных окислительных зон. Суммарный расход кислорода по фур ме н трубке выбран равным 0,050 ,6 м /т-мин. Нижний предел.соответствует условию достижени  высокой скорости окислени  углерода при продувке . При расходе кислорода менее 0,05 м /т-мин скорость окислени  углерода и степень использовани  кислорода сильно понижаютс  из-за малой глубины проникновени  струй газа в металл, а длительность окислительного периода возрастает более чем до 2 ч. Верхний предел расхода кислорода ограничен 0,6 . мин. При большем расходе кислорода затрудн ютс  услови  отвода отход щих газов из дуговой печи, значительна  часть образующихс  в печи газов удаш етс  уже через рабочее окно и электродные отверсти , загр зн   окружающее прост-, ранство. При расходе кислорода 0,050 ,6 м /т-мин достигаетс  высока  скорость окислени  углерода, а длительность окислительного периода находитс  в пределах 1,1-1,5 ч. Кислородна  погружаема  трубка вводитс  в расплавленную сталь под углом 10-25. Такое размещение трубки с учетом вертикальной составл ющей за счет выделени  пузырей окиси углерода создает наибольший импульс в горизонтальном направлении и наибольшую интенсивность движени  металла в зоне дуг, что способствует движению хороших условий нагрева металла. При введении трубки менее 10 кислородна  стру  практически не внедр етс  в расплав, значительна  часть кислорода покидает металл,не прореагировав, т.е. при угле ввода трубки /leнee 10 не могут быть обеспечены услови  активного окислени  металла кислородом. Угол введени  трубки более 25 не может быть обеспечен в силу конструктивных особенностей печи и устройств дл  ввода трубки. Пример. В электросталеплавильную печь номинальной садкой 200 т при выплавке стали марки 4ОХ загружают 50000 кг чушкового чугуна и 170t)00 кг стального скрапа, 4000 кг извести н 1200 кг железной руды. Расплавление ведут при максимальной мощности трансформатора. В период плавлени  спускают шлак самотеком и присаживают бросковой маишной две порции извести по 500 кг. После полного расплавлени  ишхты отбираетс  проба на полный хима алиэ и в печь присаикиваетс  известь в количестве 2000 кг (10 кг/т) и шамотный бой в количестве 600 кг (3 кг/т). Вторую порцию извести в количестве 1000 кг 15 кг/т) и шамотного бо  в количестве 200 кг (1 кг/т) ввод т во второй половине окислительного периода . Продувку металла кислородом под давлением 11 атм ведут через сводовую фурму с расходом 26 и трубку с расхом 18 м /мин. Продувку прекращают в момеит вз ти  проб и введени  извести и шамотного бо . Cyf-onapHoe врем  продувки составл ет 50 мин при длительности окислительного периода 85. мин. Температура металла в начале продувки при концентрации углерода 0,83% составл ет ,а ерегрев - 7 О С. В конце окислительного периода при концентрации углероа 0,27% температура металла равна 1620С, а перегрев над температурой иквидуса - 110С. В конце окислиельного периода шлак имеет основOCTb CaO/SiOQ - 2,55. Техническа  эффективность предлагаемого способа выплавки стали в дуговых печах большой садки заключаетс  в исключении неконтролируемых вскипаний ванны и выбросов металла и повышении безопасности работы обслуживающего персонала. Технико-экономическа  эффективность предлагаемого способа заключаетс  в том, что на опытных плавках стали ШХ15 достигнуто снижение расхо да железной руды на 9,7 кг/т, нанести на 1,6 кг/т, плавикового шпата на 4,9 кг/т, повышение расхода шамот jHOro бо  на 3,1 кг/т, снижение рас;хода технологической электроэнергии на 23 кВт-ч/т, повышение расхода кис лорода на 1,. Суммарна  эконо мическа  эффективность при выплавке только стали марки ШХ15 (220 тыс т в год) составл ет более 200 тыс,руб Предлагаемый способ не требует значительных дополнительных капиталь шлх затрат и легко реализуетс  на действующих печах большой садки, Формула изобретени  1. Способ выплавки стали в дуговых печах, включающий завалку и расплавление шихты, скачивание части шлака периода плавлени , наведение нового шлака, например присаедкой извести и шамотного бо , -продувку , металла кислородом, отличающийс  тем, что, с целью исключени  неконтролируемых вскипаний ванны и выбросов металла, продувку кислородом ведут при температуре металла, превышающей температуру линии ликвидуса на 70-120С, с периодическими присадками смеси извести и шамотного бо  в количестве 10-30 кг/т с соот-г ношением компонентов в смеси 3-2 : (1-0,5),. 2.Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что продувку кислородом ведут одновременно через сводовую фурму и.погружаемую трубку а течение 50-85% длительности окислительного периода при соотношении объемов вдуваемого кислорода через и трубку соответственно (3-1): ;i-3) и суммарнс л расходе 0,050 ,6 м /т-мин. 3.Способ по п. 2, отличающий с   тем, что кислород через трубку ввод т в металл под углом 10-25 . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Еднерал Ф.П. Электрометаллурги  стали и ферросплавов. М., Металлурги , 1977, с. 103-114.
2. 2.За вка ФРГ 235624, кл. С 21 С 5/52, 1976.