Спосіб виплавки сталі в конверторі

Изобретение относится к металлургии стали и совершенствует те хнологию конвертерного производства стали при верхней продувке ванны кислородом с использованием низкомарганцовистого чугуна. Известен способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, скачивание шлака и последующую присадку извести и марганецсодержащего материала. [Современный кислородно-конвертерный процесс / Борнацкий И.И., Баптизманский В.И., Исаев Е.И. и др. // К., Технiка, 1974 -269 с] Данная технология предусматривает выплавку конвертерной стали с использованием чугуна при содержании в нем марганца в пределах 0,50-1,00%. Однако достижение в чугуне такого содержания марганца требует при выплавке его в доменной печи увеличенного расхода кокса, марганецсодержащих материалов и известняка и приводит к снижению производительности доменного агрегата. В связи с этим наиболее близким аналогом предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в конвертере, также включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, скачивание промежуточного шлака с последующей присадкой извести и марганецсодержащего материала. Эта технология реализуется за счет ввода в расплав алюминия одновременно с углеродсодержащим материалом, а также при использовании в качестве марганецсодержащего материала марганцевого агломерата, который вводят в жидкий металл после скачивания окислительного шлака [Авт.св. СССР №1775477, кл. С 21 С 5/28]. Эта технология не позволяет использовать в процессе конвертерного передела низкомарганцевистый чугун, т.е . чугун с содержанием марганца в пределах 0,05-0,50%. Однако при низком содержании марганца в чугуне затрудняется шлакообразование в первом периоде плавки в результате низкого содержания марганца в шлаке, который снижает температуру плавления шлака и участвуе т в ассимиляции извести шлаковой фазой. Низкое содержание МnО в шлаке ведет также к недостаточному содержанию марганца в металле, что требует увеличения расхода марганецсодержащих ферросплавов. Замедленное формирование шлака в первый период плавки ведет также к резкому увеличению выносов металла из конвертера, в результате чего происходит заметалливание фурмы, горловины конвертера и поверхности охладителя конвертерных газов (ОКГ). Это является причиной снижения производительности конвертера и уменьшения выхода жидкой стали. Поэтому задачей настоящего изобретения является разработка способа выплавки стали в конвертере при переделе низкомарганцовистого чугуна, обеспечивающего ускорение шлакообразования и увеличение перехода марганца из шлаковой фазы в металл, а также снижение (уменьшение) выносов металла из конвертера, предотвращение заметалливания фурмы, горловины и поверхности конвертера, что в итоге приводит к существенному снижению расхода марганца при производстве стали, увеличению производительности агрегата, повышению выхода годной стали. Поставленная задача решается тем, что в способе выплавки стали в конвертере, включающем завалку лома, заливку чугуна с содержанием марганца 0,05-0,50%, продувку ванны кислородом, скачивание промежуточного шлака с последующей присадкой извести и марганецсодержащего материала, согласно изобретению, перед скачиванием промежуточного шлака осуществляют предварительную присадку извести и марганецсодержащего материала в соотношении по массе (2-4): 1, а присадку этих компонентов после скачивания промежуточного шлака производят при соотношении по массе (1-10): 1 с общим расходом марганецсодержащего материала на плавку, равным 9-58 кг/т стали, В данном случае предварительная присадка извести и шлакообразующего материала перед скачиванием промежуточного шлака при указанных их соотношениях по массе способствует ускорению шлакообразования и увеличению перехода марганца из шлаковой фазы в металл. Кроме этого, обеспечивается спокойный ход плавки без выносов металла, что в свою очередь снижает расход марганецсодержащих материалов, увеличивает производительность агрегата и выход годной стали. Граничные пределы расходов извести и марганецсодержащих материалов установлены исходя из следующих положений. При характерном содержании кремния в чугуне около 0,7% перед скачиванием шлака в первом периоде присаживают около 15 кг извести на тонну стали, а после скачивания шлака, т.е. во втором периоде - около 50 кг на тонну стали. Расход марганецсодержащих материалов для формирования шлака из упомянутого количества извести в первом периоде плавки составит 4-8 кг/т стали, а во втором периоде 5-50 кг/т стали. Значения расхода марганецсодержащего материала 4 и 5,0 кг/т стали в первом и втором периодах плавки соответственно являются минимальными для того, чтобы обеспечит в промежуточном и конечном шлаках содержание МnО, характерное для передела чугуна с содержанием в нем марганца 0,5%, при котором шлакообразование проходит удовлетворительно. Максимальные значения расхода марганецсодержащих материалов 8 кг/т стали в первом периоде и 50 кг/т стали во втором периоде определены как достаточные при работе конвертеров с незначительным расходом металлолома и минимальным содержанием марганца в чугуне (0,05%). Дальнейшее увеличение расхода марганецсодержащих материалов уже не приводит к увеличению шлакообразования и сопровождается увеличением массы шлака и уменьшением выхода жидкой стали. Данный способ обеспечивает возможность использовать в качестве марганецсодержащего материала не только марганцевый агломерат с содержанием марганца 20-50%, но и другие материалы, в т.ч. марганцевую руду или отходы ферросплавного производства. Для дополнительного ускорения шлакообразования в первый период очередной плавки и экономии марганца может быть оставлен в конвертере конечный шлак предыдущей плавки в количестве 20-100%. В промышленных условиях меткомбината "Криворожсталь" провели 4 плавки по способу-прототипу и 4 плавки по заявке. Плавки проводили на одном и том же конвертере емкостью 150 т последовательно -одна по заявке, вторая - по прототипу и т.д., что обеспечило равенство исходных условий. Суммарный расход извести, марганцевого агломерата марки НМНВ - 3, момент скачивания шлака (30% от начала продувки), содержание углерода в металле перед выпуском на плавках обоих групп также выдерживались одинаковыми. Все это позволило объективно оценить результаты, приведенные в таблице (в числителе - предел колебаний, в знаменателе - среднее по четырем плавкам каждого варианта). Для плавок, проведенных по заявке, был характерен спокойный ход продувки металла без выбросов и выносов. Шлак в момент остановки продувки для его скачивания был достаточно жидкоподвижным и легко сходил в шлаковую ча шу. Плавки, проведенные по прототипу, сопровождались сильными выносами, особенно в первый период (до скачивания шлака). Шлак в момент остановки продувки для его скачивания был густым. Поэтому для его удаления приходилось раздувать его кислородом. На плавках, проведенных по прототипу, после окончания продувки в конвертер присаживали уголь и алюминий. После ввода этих материалов наблюдалось интенсивное вспенивание шлака в результате взаимодействия углерода с оксидами железа. Содержание марганца после этих присадок было выше, чем на плавках по заявке. Однако при этом наблюдалось интенсивное восстановление фосфора, что вынуждало проводить продувку Для дефосфорации металла. В ходе эти х додувок удалялись углерод и марганец. В итоге содержание марганца в металле перед выпуском в сравнительных плавках оказалось ниже, чем на плавках по заявке, а расход марганца для легирования стали -выше. Таким образом, решена техническая задача по разработке способа выплавки стали в конвертере при переделе низкомарганцовистого чугуна, обеспечивающего ускорение шлакообразования и увеличение перехода марганца из шлаковой фазы в металл, а также уменьшение выносов металла, что привело к снижению расхода марганцевого ферросплава и увеличению выхода жидкой стали (вследствие предотвращения выносов).