Спосіб управління киснево-конвертерною плавкою

Способ управления кислородно-конвертерной плавкой с верхней продувкой через водоохлаждаемую фурму, включающий изменение положения фурмы над уровнем ванны в различные периоды продувки в зависимости от параметров ду тья и размеров рабочего пространства конвертера, отличающийся тем, что изменение положения фурмы производят после окончания начального периода продувки, а ее высоту над уровнем ванны до и после момента изменения устанавливают с учетом глубины ванны согласно соотношениям: Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам управления плавкой в конвертерах верхнего кислородного дутья. При продувке конверторной ванны кислородом через водоохлаждаемую фурму режим взаимодействия кислородных струй с металлом во многом определяет ход плавки, ее результаты и зависит от высоты фурмы над уровнем спокойной важны в различные периоды продувки. Известен способ управления плавкой, в соответствии с которым фурму в начальный период продувки устанавливают выше, чем в остальное время [1]. Известен способ управления кислородноконверторной плавкой путем изменения положения фурмы по параметрам дутья [2]. Недостаткам способа является то, что он не учитывает глубину ванны и не указывает в каком периоде продувки осуществляется изменение положения фурмы. Известен способ управления плавкой путем ступенчатого изменения положения фурмы входе продувки, с определением высоты фурмы над уровнем ванны на каждой ступени в зависимости от содержания кремния в чугуне, поданного на плавку [3]. При этом такие параметры управления плавкой, как расход кислорода, особенности конструкции наконечника фурмы, глубина ванны при осуществлении способа не учитываются, что является его недостаткам. Прототипом предлагаемого технического решения является способ управления кислородноконверторной плавкой, включающий определение начальной высоты фурмы и соответствующее ее положение над ванной, в зависимости от расхода кислорода через одно сопло, а также последующее изменение этой высоты от остаточной толщины футеровки цилиндрической части конвертера [4]. Недостатком предложенного способа является то, что он не учитывает изменения собственно глубины ванны конвертера при определении высоты фурмы в начальный и последующий периоды продувки. В основу изобретения поставлена задача повышения выхода годной жидкой и стойкости кислородных фурм. Поставленная задача решается тем, что в начальном периоде продувки фурму устанавливают над уровнем ванны на высоте согласно соотношению: (1) hf1 = 815 - 148 cos 2 a [q / d]2 / 3 ( ) hf1 = 815 - 148 cos 2 a (q / d)2 / 3 h f2 = 10 4 q cos a / hв1/ 2 × d - hв (1) (2) где [ ] а после его окончания согласно соотношению hf2 = 10 4 q cos a / hв1/ 2 × d - hв (2) где: hf1, hf2 соответственно висота фурмы над уровнем ванны в начальный период и в остальное (19) UA (11) 28441 (13) A hf1, hf2 - соответственно висота фурмы над уровнем ванны в начальный период и в остальное время продувки, см; q - расход кислорода через одно сопло, м3/с; d - выходной диаметр сопла, см; a - угол наклона сопла к вертикали, градусы; hв - глубина ванны, cм. 28441 время продувки, см; q - расход кислорода через одно сопло, м3/с; d - выходной диаметр сопла, см.; a - угол наклона сопла к вертикали, градусы; hв - глубина ванны, cм. Соотношение 1 определено в ходе анализа зависимостей технико-экономических показателей плавок от глубины ванны, конструктивных параметров наконечника, расхода кислорода на одно сопло и высоты фурмы над уровнем ванны в начальный период продувки. В этот период, пока не сформировался шлак в результате окисления кремния и марганца и ошлакования кремнезема известью, фурму устанавливали более высоко, чем в остальное время продувки. В противном случае из за всплесков металла, образующихся в результате взаимодействия кислородных струй с ванной, происходило заметалливание фурмы, горловины конвертера и кессона газоотводящего тракта, имели место прогары наконечника. В то же время чрезмерно высокое положение фурмы вызывало переокисление шлака, что при ее опускании в рабочее положение после окончания начального периода продувки приводило к выбросам и снижению выхода годной жидкий стали. Указанные осложнения продувки прекратились тогда, когда в начальном периоде фурму устанавливали над уровнем ванны согласно соотношению 1. Соотношение 2 найдено в результате анализа влияния параметров дутьевого режима на выход годной жидкой стали на плавках, проведенных на конверторах садкой от 1 до 400 т. Результаты анализа приведены в таблице. Из таблицы видно, что максимум выхода годной жидкой стали достигается при равенстве L и hв после окончания начального периода продувки. Условие L=hв обеспечивалось при высоте фурмы над уровнем ванны в соответствии с соотношением 2. При L/hв1 степень усвоения кислорода на окисление примесей уменьшается, а на окисление железа - увеличивается, что приводит к снижению выхода годной жидкой стали. Пример осуществления способа при выплавке стали в 100-тонном конвертере. Исходные усло вия: глубина ванны при новой футеровке конвертера - 130 см. расход кислорода на одно сопло фурмы в течение всей продувки - 1,15 мз/с, угол наклона сопел к вертикальной оси фурмы - 15°, выходной диаметр сопла - 3,8 см. До начала плавки положение фурмы над уровнем ванны в начальном и последующих периодах продувки определяли из соотношений 1 и 2 путем подстановки в них исходных условий. При этом hf1=305 см, a hf2=126 см, после ввода фурмы в конвертер и включения кислорода ее установили на высоте 305 см над уровнем ванны и выдерживали в этом положении в течение 6 минут, до окончания начального периода продувки, момент которого фиксировали с помощью акустического метода контроля шлакообразования. В дальнейшем расстояние между фурмой и ванной уменьшили до 126 см и не изменяли до окончания продувки, длительность которой составила 21,3 мин., после чего фурму вывали из конвертера. На последующих плавках один раз в сутки производили замер глубины ванны и уточняем величины hf1 и hf2 путем подстановки в соотношении 1 и 2 новых значений h в. Уточнения величин производили также при изменении конструкции наконечника фурмы путем подстановки в указанные соотношения новых значений a, d, q. Выплавка стали в конвертере с верхней продувкой в соответствии с данным способом обеспечила повышение выхода годной жидкой стали на 0,1%, стойкость кислородных фурм в 1,43 раза, что позволило снизить себестоимость стали на 0,05 гривны на 1 тонну. Источники информации 1. Справочник конверторщика. Якушев A.M. – Челябинск, Металлургия, Челябинское отделение. 1990. - 448 с. 2. Hsieh Jucheng, Muchi G // jisi of Japan. 1979, vol, 65, № 12, р. 1812-1813. 3. Способ управления кислородно-конверторной плавкой. А.с, 889715, МКИ с21с5/30. 4. Яновский И.Д., Смоктий В.В. // Сталь, 1980, № 5. - С. 368-371. Таблица Влияние отношения L hв В L на В hв 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 86,5 87,4 87,9 89,0 90,0 89,6 89,3 Где L - глубина зоны взаимодействия кислородной струи с ванной, hв - глубина ванны, см.; В - выход годной жидкой стали, % 2 28441 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3