SU988879A1

SU988879A1 - Method for oxygen blasting of metal

Info

Publication number: SU988879A1
Application number: SU813307167A
Authority: SU
Inventors: Сергей Васильевич Климов; Виктор Александрович Салаутин; Рихсивай Юсупович Юсупов; Константин Николаевич Коновалов; Владимир Михайлович Апакин; Николай Трофимович Никокошев
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1983-01-15

Description

454) СПОСОБ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА КИСЛОРОДОМ454) METHOD OF METAL BLOWING BY OXYGEN

1one

Изобретение относитс к черной металлургии , конкретнее - к вьошавке стали различного назначени в дуговых печах с использованием газообразного кислорода дл окислени примесей.The invention relates to ferrous metallurgy, and more specifically to the folding of steel for various purposes in arc furnaces using oxygen gas for the oxidation of impurities.

Известен способ гфрдувки жидкого металла в дуговой печи окислительным газом , при котором интенсивность ввода газа по ходу продувки регулируют в зависимости от состава и температуры расплава и скорости окислени углероДа 1 .There is a known method of blowing liquid metal in an arc furnace with an oxidizing gas, in which the rate of gas input during blowing is controlled depending on the composition and temperature of the melt and the oxidation rate of carbonDa 1.

Однако данный способ не позвол ет получать низких содержаний азота в расплаве , гдК как не исключает кнжекции струей окислительного газа атмосферы 1речи, поскольку не предусматривает сокращени рассто ни по ходу обезуглероживани от среза фурмы до поверхности ванны. Изменение интенсаюности ввода окислительного газа не позвол ет сократить угар железа и расход ккслорода без увеличени длительности продувки, так КАК при уменьшении интенсивности вводаHowever, this method does not allow to obtain low nitrogen contents in the melt, gdK, as it does not exclude the injection by the stream of oxidizing gas of the atmosphere of the speech, since it does not provide for shortening the distance during decarburization from the cutter to the bath surface. The change in the intensity of the input of the oxidizing gas does not allow to reduce the iron loss and consumption of oxygen without increasing the duration of the purge, so HOW while reducing the intensity of input

газа снижаетс степень перемешивани расплава. Поэтому сокращение расхода окислительного газа и, следовательно, угара железа рационально лишь при сохранении прежней степени перемешивани .gas decreases the degree of melt mixing. Therefore, reducing the consumption of oxidizing gas and, consequently, the loss of iron is rational only while maintaining the same degree of mixing.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ продувки металла в печи через водойх аждйбмую вертикальную фурму. Продувка металла кисло10 родом производитс при одном фиксированном положении среза фурмы относительно поверхности ванны - обычно 25ОЗОО мм, и это положение среза по ходу продувки не мен етс f 2 J .Closest to the present invention, there is a method of blowing metal in a furnace through water, each vertical tuyere. The metal is blown with an acid by a kind with one fixed position of the cutter of the tuyere relative to the bath surface — usually 25 ° C, and this position of the cut during the blowing does not change f 2 J.

1515

Одашко в проиессе продувки кислородом уменьшаетс содержание углерода в металле, что при неизменном рассто нии среза фурмы поверхность ванны приводит к насыщению расплава азотом за Odashko in the process of purging with oxygen, the carbon content in the metal decreases, that with a constant cut of the tuyere, the bath surface leads to saturation of the melt with nitrogen for

20 счет ивжегапга кислородной струей атмосферы печи.20 expense of an oxygen jet of the furnace atmosphere.

Повышение содержани азота в малоуг леродистых стал х (до О,О16% при со3SSSe7Increasing the nitrogen content in low-carbon steels has become x (to O, O16% with Co3SSSe7

держшпшх углерода 0,01-0,05%) не позвол ют получать нестареющий по магнитным и механическим свойс гвам холош окатаз-1ый тшст.i С другой стороны, неизменное во врем продувки положение среза фурмы относительно поверхности ванны не позвол ет С1шзить инжекцию атмосферы струей кислорода и сократить расход последнезгчэ к концу продувки, так как при этом сокращаетс газодинамическое воздействие струи на металл, уменьшаетс степень перемешива1ш и, следовательно, глубина обезуглероживани расплава. Сохранить газодинакжческое воздействие струи на расплав при уменьшении расхода кислорода возмолшо, лишь уменьшив рассто ние срез фурмы - поверхность расплава. Цель изобретени - сокращение угара железа, расхода кислорода и насыщени металла азотом. Поставленна цепь достигаетс тем, что согласПо способу продувки металла кислородом в дуговой печи через водоохлаждаемую фурму по мере снижени содержани углерода в расплаве уменьшают отношение рассто5ши от среза фурмы до поверхности ванны металла к диаметру выходного сечени кислородной струт с 12-20 до 0,5-5, а расход кислорода на 1 т металла - с О,ЗО-0,42 до 0,08-0,20 . Применение указанных приемов позво л ет исключить заметаливание фурмы шлакометаллической эмульсией в период продуташ металла кислородом, поскольку опускание среза фурмы Происходит по мере уменьшени кипени металла в про цессе обезуглероживани . При этом заметно сокращаетс инже1ши азота в 1шслород11ую струю. По вл етс возможность сократить расход кислорода дл обезуглерожнвазш металла без увеличени длительности окислителънохч) период так как сохран етс газодинамическое воздействие струи на металл. За счет сокращени расхода кислорода снижаетс угар железа при продувке. Параметр-отношение рассто ни от среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечени струи позвол ет однозначно определитль газодинам ческое воздействие струи на ванну мета ла при различных диаметрах)Српла фурм расходах и рассто ии х от среза мы до поверхности ванны. Такой критерий удобно св зываЗЕЪ со временем и содержанием углерода -в металле по ходу про дуыси ванны кислородом.carbon carbon 0.01–0.05%) does not allow getting a nonspayable magnetic and mechanical properties of the holos okataz-1st sht. i On the other hand, the position of the tuyere cut relative to the bath surface, which is unchanged during purging oxygen and reduce the consumption of the latter by the end of the purge, as this reduces the gas-dynamic effect of the jet on the metal, decreases the degree of mixing and, consequently, the depth of the decarburization of the melt. The gas jet effect of the jet on the melt can be preserved while reducing the oxygen consumption only by decreasing the cut-off distance of the tuyere — the melt surface. The purpose of the invention is to reduce iron loss, oxygen consumption and metal saturation with nitrogen. The delivered chain is achieved by the fact that according to the method of metal blowing with oxygen in an arc furnace through a water-cooled lance, as the carbon content in the melt decreases, the ratio of the distance from the cutter to the metal bath surface to the diameter of the output section of the oxygen stream from 12–20 to 0.5–5 is reduced and the oxygen consumption per 1 ton of metal is from O, ZO-0.42 to 0.08-0.20. The use of these techniques makes it possible to eliminate the lining of the tuyere with a slag metal emulsion during the prodash of the metal with oxygen, since the lowering of the tuyere cut occurs as the boiling of the metal decreases during the decarburization process. At the same time, the injection of nitrogen into the first flue jet is noticeably reduced. It is possible to reduce the oxygen consumption for a decarburized metal without increasing the duration of the oxidative reaction period, since the gas-dynamic effect of the jet on the metal is preserved. By reducing the oxygen consumption, the iron loss during purging is reduced. The parameter-ratio of the distance from the cutter to the bath surface to the diameter of the outlet section of the jet makes it possible to unambiguously determine the gas-dynamic effect of the jet on the metal bath at various diameters) Srpla tuyem costs and distances x from the section to the bath surface. Such a criterion is conveniently associated with time and the carbon content of the metal in the course of the oxygen bath.

Исход из данных опытно-промышле1шых плавок, устанавл)1вают, что при диаметре выходного сечешш струи, равном 20-25 мм, оптимальным уменьшешгем отаошени рассто ни от среза фурмы ДО поверхности ванны к диаметру выходного сечени струи вл ютс величины с 12-20 до 0,5-5, что исключает заметаливание фурмы брызгами шлакометаллической эмульсии в начале кипени , в процессе его проведени . Опускание сре за фурмы в начале продувки на величину отношени менее 12 приводит к замета- иванию lyrpjfAbi, а более. 20 - к насыще- нию металла азотом. Сообразно этому нецелесообразны отношени менее 0,5 и более 5 в конце продувки. Уменьшение расхода газа в- начале продувки менее 0,30 м /мин на 1 т металла удлин ет окисл11тельный период, а более 0,42 м /мин - приводит к повышенному угару железа. Сокращение расхода кислорода в конце продувки до величины менее 0,08 м /мин на 1 т металла приводит к заметаливанию фурмы, а более 0,20 м /мин - к повышенному угару железа и расходу хшслорода . Пример. При вьншавке стали 20 дл трубной заготовки в ЮО-тонную дуговую печь загружают скрап, чугун, известь (30 кг/т), железорудные материалы (25 кг/т). После расплавлени шихты и проведени дефосфора ии приступают к продувке металла кислородом. Устанавливают срез фурмы с диаметром выходного сечени струи, равным 20 мм, на рассто ние 400 мм от поверхности ванны (при этом отношение рассто зш от среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечени струи составл ет 400:20 20). Определ ют содержание углерода, которое равно 0,6% и подают кислород на ФУР.МУ с расходом на 1 т, равным 0,42 . При снижении содержани углерода в металле до 0,5О, 0,40, 0,35, 0,30, 0,20 и 0,12% срез фурмы, устанавливают на 360, ЗОО, 200, 1ОО, 8О и 10 мм, а расход кислорода на 1 т металла снижают до 0,4О, 0,36, О,30, О,26, О,24, 0,20 соответственно и заканчивают продувку при последних значени х указанных величин , что соответствует отношению 1О: ,5. Угар железа сокращаетс на 2,1%, расход кислорода на 28%, а насьшение металла азотом на 47%. П р и м е р 2, При вБШлавке стали 25Г2С в 100-то1шьгх дуговых печах после расплавлени шихты приступают к продувке металла кислородом. Устанавливают срез фурмы с диаметром выходного сечени струи, равным 25 мм, на расстошше 300 мм (при этом отношение рассто ни от среза фурмы до поверх ности ванны к диаметру выходного сече- нй струи составл ет 300:25 12). Определ ют содержание углерода в металле, которое равно 0,46%, и подают кислород на фурму с расходом на 1 т, равным 0,36 . При снижении содернсани углерода до 0,40, 0,30, 0,20 и 0,15% уменьшают отношение рассто ни от срез фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечени струи до величины 10, 8, 6 и 5 соответственно, а расход кислорода на 1 т металла до 0,28, 0,20, 0,18 и 0,14 м /мин соответственно . При последних указанных величинах заканчивают продувку. Угар железа со- крашаетс на 1,8%, расход кислорода на 34%, а насьш1ение металла азотом на 33%.Based on the data of pilot melts, it is established that with the diameter of the output jet of 20-25 mm, the optimal reduction of the distance from the cut of the tuyere TO the bath surface to the diameter of the output cross section of the jet is from 12-20 to 0 , 5-5, which eliminates sweeping the tuyere with a spray of a slag-metal emulsion at the beginning of the boiling process, during its execution. Lowering the medium at the beginning of the purge by tuyeres by a ratio of less than 12 leads to sweeping of the lyrpjfAbi, and more. 20 - to saturate the metal with nitrogen. Accordingly, ratios of less than 0.5 and more than 5 at the end of the purge are impractical. A decrease in gas consumption at the start of the blowdown of less than 0.30 m / min per 1 ton of metal lengthens the oxidation period, and more than 0.42 m / min leads to an increased iron stray. Reducing the consumption of oxygen at the end of the blow to a value of less than 0.08 m / min per 1 ton of metal leads to swelling of the tuyere, and more than 0.20 m / min - to increased iron loss and the consumption of hydrogen. Example. In the case of steel 20 for pipe billet, scrap, cast iron, lime (30 kg / ton), iron ore materials (25 kg / ton) are loaded into the SO-ton arc furnace. After the charge has been melted and the dephosphorus has been carried out, they proceed to purge the metal with oxygen. The lance section with a jet outlet diameter of 20 mm is set at a distance of 400 mm from the bath surface (the ratio of the distance from the tuyere slice to the bath surface to the jet outlet section diameter is 400: 20 20). The carbon content, which is equal to 0.6%, is determined and oxygen is fed to the FSMs with a flow rate of 1 t, equal to 0.42. By reducing the carbon content in the metal to 0.5O, 0.40, 0.35, 0.30, 0.20, and 0.12%, the tuyere cut is set at 360, ZOO, 200, 1OO, 8O, and 10 mm, and Oxygen consumption per 1 ton of metal is reduced to 0.4O, 0.36, O, 30, O, 26, O, 24, 0.20, respectively, and the purge is completed at the last values of the indicated values, which corresponds to the ratio 1O:, 5. Iron waste is reduced by 2.1%, oxygen consumption by 28%, and metal consumption by nitrogen by 47%. PRI me R 2, When lashing 25G2S steel in 100 or more arc furnaces, after the charge is melted, they proceed to purging the metal with oxygen. A lance cut is installed with a jet outlet diameter of 25 mm at a distance of 300 mm (the ratio of the distance from the cutter to the bath surface to the diameter of the jet output slit is 300: 25 12). The carbon content in the metal, which is equal to 0.46%, is determined, and oxygen is supplied to the lance at a rate of 1 ton, equal to 0.36. With a decrease in carbon content to 0.40, 0.30, 0.20 and 0.15%, the ratio of the distance from the tuyere cut to the bath surface to the diameter of the outlet section of the jet to a value of 10, 8, 6 and 5, respectively, and oxygen consumption per 1 ton of metal to 0.28, 0.20, 0.18 and 0.14 m / min, respectively. With the latter values indicated, purge is completed. Iron carbon is reduced by 1.8%, oxygen consumption by 34%, and metal saturation with nitrogen by 33%.

Пример 3. При выплавке углеродистой стали Ст 5 в бО-тонной духчэвой печи после расплавлени шихты н проведени дефосфораыни приступают к продувке металла кислородом. Устанавливают срез фурмы с диаметром выходного сечени струи, равным 20 .мм, на рассто ние 32О мм от поверхности ванны (при этом отношение рассто ни от. среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечени струи составл ет 320:20 ). Определ ют содержание углерода В металле, которое равно 0,20%, и подают кислород на фурму с расходом на 1 т, равным 0,ЗО . При снижении содержани углерода в металле до 0,16, 0,12, О, О 5% уменьшают отношение рассто ни от среза фурмы до поверхностиExample 3. When smelting carbon steel St 5 in the bO-tonne oven of the oven after melting the charge n and carrying out the dephosphorus oxidation, the metal is purged with oxygen. The lance cut is installed with a jet outlet cross section diameter of 20 mm, 320 mm from the bath surface (the ratio of the distance from the tuyere cut to the bath surface to the jet outlet cross section diameter is 320: 20). The carbon content in the metal, which is equal to 0.20%, is determined, and oxygen is supplied to the lance with a consumption of 1 ton, equal to 0, 30. By reducing the carbon content in the metal to 0.16, 0.12, O, O, 5% reduces the ratio of the distance from the cutter to the surface

24%, а насыщение металла азотом на 38,7%.24%, and the saturation of the metal with nitrogen by 38.7%.

Опробование предлагаемого способа продувки металла кислородом в мошныхTesting the proposed method of purging metal with oxygen in moshnyh

100-ачэнных дуговых печах .показывает, что за счет снижени угара жепеза {в среднем на 1,65%), расхода кислорода (в среднем на 27%) и насыщени металла азотом (в среднем на 40%) годовой100-arc arc furnaces. Shows that by reducing the exhaust heat (by an average of 1.65%), oxygen consumption (by an average of 27%) and saturation of the metal with nitrogen (by an average of 40%)

экономический эффект на 1 т стали составл ет 2 руб. 06 коп.the economic effect per ton of steel is 2 rubles. 06 kopecks

Claims

Invention Formula

A method of purging metal with oxygen in an arc furnace through a water-cooled lance, characterized in that, in order to reduce iron loss. baths to the diameter of the output section of the jet to a value of 12.6 and 2.75, respectively, which corresponds to the distance from the cut of the tuyere to the bath surface 240, 180 and 55 mm, respectively, and the oxygen consumption per 1 ton of metal to O, 22, 0, 11 and 0.08 m / min. With the latter values indicated, purge is completed with hydrogen gas. Iron fumes reduce by 1.05%, oxygen consumption for oxygen consumption and metal content of nitrogen, as the carbon content in the melt decreases, the ratio of the distance from the tuyere slice to the metal bath surface to the diameter of the oxygen section of the oxygen stream decreases from 12-20 to 0, 5-5, and the oxygen consumption per 1 ton of metal, la - from 0.30-0.42 to 0.08-0.20 MVMHH. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 248724, cl. C 21 C 5/52, 1969.,

2. Mikhailov O. A. Production of electric steel using oxygen. M., Metallurgists, 1964, p. 58.