Спосіб виплавки залізовуглецевого розплаву в конвертері

1. Спосіб виплавки залізовуглецевого розплаву в кисневому конвертері, що включає завантаження залізовмісного матеріалу, флюсів, палива, продування розплаву киснем через центральну фурму, який відрізняється тим, що як залізовмісний матеріал використовують гарячий залізорудний агломерат. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що основну частину палива, наприклад енергетичного вугілля, і флюсів завантажують в конвертер у складі залізорудного агломерату. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що додаткову кількість енергетичного вугілля і флюсів для коректування хімічного складу ванни конвертера подають через систему подачі сипких. Винахід належить до металургії, зокрема до киснево-конвертерного процесу виготовлення чавуну і сталі із залізовмісних сировинних матеріалів. Є відомий спосіб виплавки залізовуглецевого розплаву в конвертері, який описано в патенті Російської Федерації №2087545,8МПК С21С 5/28, опублікованому 20.08.1997. Спосіб виплавки залізовуглецевого розплаву в конвертері включає формування початкової маси розплаву заліза, завантаження флюсу, наприклад вапна, залізовмісного матеріалу у вигляді металобрухту і рідкого чавуну, введення в розплав палива у вигляді коксика, бою електродів, термоантрациту, коксу, продування киснем нижче за рівень розплаву через центральну фурму. Недолік відомого способу - високі матеріальні витрати, обумовлені необхідністю використовування рідкого чавуну і металобрухту (ціни на які безперервно ростуть). Найближчим до винаходу технічним рішенням є спосіб виплавки залізовуглецевого розплаву в конвертері, описаний в підручнику "Металлургия стали" под ред. В.И. Явойского. - М.: Металлургия.-1983.-583 с. (див. С. 86). Процес проводять періодично - плавка за плавкою. На початку кожної плавки першим завантажують флюс, наприклад вапно, потім металобрухт, заливають рідкий чавун, після чого ведуть продування киснем через центральну фурму. По ходу продування з потреби відбираються проби і, якщо необхідно, вводять коректуючі матеріали. По закінченні процесу здійснюють роздільно випуск шлаку і металу з конвертера. Недоліком відомого способу є високі матеріальні витрати, обумовлені використовуванням вихідних шихтових матеріалів, що дорого коштують (рідкий чавун, металобрухт). Задачею пропонованого технічного рішення е створення способу виплавки залізовуглецевого розплаву, що дозволяє знизити матеріальні витрати шляхом заміни дорогої шихти дешевшою без істотної зміни хімічних реакцій. UA (11) 95394 (13) (21) a201005689 (22) 11.05.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) ЛУЦИК МАКСИМ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЗІНЧЕНКО АРТЕМ ВАЛЕРІЙОВИЧ, МЕЛЬЦЕР ГЕРМАН ДАВИДОВИЧ (73) ЛУЦИК МАКСИМ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЗІНЧЕНКО АРТЕМ ВАЛЕРІЙОВИЧ, МЕЛЬЦЕР ГЕРМАН ДАВИДОВИЧ (56) UA 88283 C2, 12.10.2009 JP 1083606 A, 29.03.1989 UA 29482 C2, 15.11.2000 JP 63111108 A, 16.05.1988 US 6379424 B1, 30.04.2002 UA 26639 C2, 11.10.1999 UA 65622 C2, 15.04.2004 RU 2343201 C2, 10.01.2009 C2 2 (19) 1 3 95394 4 Поставлена задача розв'язується таким чибочий простір кисневого конвертера і одночасно ном. У відомому способі виплавки залізовуглецездійснюється продування ванни киснем через вого розплаву в конвертері, що включає завантацентральну фурму. Висота фурми над рівнем ванження залізовмісного матеріалу, флюсів, палива, ни визначається алгоритмом процесу, який також продування розплаву киснем через центральну визначає порядок закінчення плавки і видалення її фурму, згідно з винаходом, для економії витрат як продуктів. залізовмісний матеріал використовують гарячий переривистий: на залишок ("болото") завантазалізорудний агломерат замість рідкого чавуну і жують 20 % палива. Потім завантажують 20 % металобрухту, тобто рідкий чавун, металобрухт, агломерату і 2-3 хвилини проводять продування кокс в шихті повністю відсутні. киснем. Потім ці операції повторюють ще кілька Крім того, основну частину палива, наприклад разів і після повного завантаження проводять доенергетичного вугілля, і флюсів завантажують в даткове продування киснем. Після закінчення плаконвертер у складі залізорудного агломерату. вки здійснюють випуск рідкого шлаку і металу. Переважно, додаткову кількість енергетичного У обох прикладах основну частину палива і вугілля і флюсів для коректування хімічного складу флюсів завантажують в конвертер у складі залізованни конвертера подають через систему подачі рудного агломерату і/або окремо вводять в процес сипких. для коректування хімічного складу. Іншими словами основну частину палива і Основні хімічні реакції в процесі - звичайні: флюсів завантажують в конвертер у складі залізоС + FexOy  CO+Fe рудного агломерату і/або окремо вводять в процес CO+O2  CO2 для коректування хімічного складу. С + О2  CO Заміна рідкого чавуну, металобрухту, коксу гаFexOy+CO  Fe+CO2. рячим агломератом має вирішальне, принципове Нижче для порівняння приведені матеріали, значення, оскільки означає ліквідацію доменного об'єми завантаження і параметри відомого і пропроцесу, а, значить, і коксівного виробництва, припонованого способів. значеного для доменного процесу (для інших потЗвичайна киснево-конвертерна плавка Рідкий реб кокс необхідний і залишиться). Відповідно, при чавун (t=1350 °C) – 85 % від металевого завантаоцінці пропонованого винаходу необхідно врахоження. Металобрухт (t=0 °C) – 15 % від металевовувати як позитивний ефект не тільки здешевленго завантаження. Вапно (t=0 °C) – 5 % від метале3 ня шихти (заміна рідкого чавуну і металобрухту вого завантаження. Кисень - 55 м /т. агломератом), але і ліквідацію двох могутніх і доТривалість плавки в цілому - 50 хв. рогих металургійних переробок - доменного і кокПродування - 13 хв. (всі величини орієнтовно). сівного з їх інфраструктурою. Фізична можливість Пропонована киснево-конвертерна плавка. процесу, пропонованого в даній заявці, перевірена Агломерат (t=900° С) - 110-120 % від готового мерозрахунками і натурними експериментами. талу. Вугілля енергетичне (t=0° С) – 45 % від готоВраховуючи досвід розробки багатьох сортів вого металу - введення в процес для коректування доменного і мартенівського агломерату, будуть хімічного складу (у завантаженні і через систему розроблені - за сировинних і виробничих умов подачі сипких). багато сортів конвертерного агломерату і різномаВапно (t=0° С) – 7 % від готового металу. 3 нітні засоби його доставки в гарячому стані. Кисень - 55 м /т. Нижче наведені два приклади здійснення споТривалість плавки в цілому - 50-60 хв. собу на практиці - безперервний і переривистий. Ці Продування - 13 хв. приклади описані достатньо детально, щоб фахівПостійний рідкий залишок ("болото") - основці в цій галузі могли використовувати винахід, приність 3,5-4,5 (всі величини орієнтовно). чому зрозуміло, що можуть бути використані і інші Агломерат на видачі із стрічки аглофабрики приклади і, що без відхилення від суті і об'єму вимає t=1300 °C і подається в конвертер від аглостнаходу, можуть бути виконані логічні і функціонарічки в чавуновізних ковшах або іншими способальні заміни. Тому приведені далі докладні описи ми (за місцевих умов). не слід розглядати як обмежуючі об'єм винаходу. Вихід газів, що відходять з конвертера, їх хіміНижче подані варіанти здійснення винаходу чний склад, тиск, температура відстежуються австосовно конвертера, що не виключають інші варітоматично з дублюванням. Сигнали йдуть на анти в межах формули винаходу. управляючі параметри по алгоритму. Гази процеСпосіб виплавки чавуну і сталі в сталеплавису, що відходять, утилізують одним з відомих спольному агрегаті - конвертері здійснюється таким собів. чином. Пропонований процес є новим для металургії. Приклади. Управління їм складніше, ніж звичайним кисневоНеобхідною умовою для здійснення винаходу конвертерним процесом і можливе тільки в автоє наявність в конвертері залишку від попередньої матичному режимі. Тому конкретну технологію, плавки - суміші рідкого металу і рідкого шлаку. Цей алгоритм для конкретного цеху і умов постачання залишок ("болото") повинен складати приблизно 8необхідно створювати наново. 12 % від маси всієї плавки. У подальшому розвитЕкономія витрат шляхом заміни дорогої шихти ку плавки можливі варіанти: дешевшою без істотної зміни хімічних реакцій при безперервний: вся необхідна шихта - гарячий використовуванні винаходу дозволить знизити агломерат, що містить необхідну по стехіометричсобівартість виплавки залізовуглецевого розплаву ному розрахунку кількість енергетичного вугілля і на 30-50 % залежно від місцевих умов (орієнтовфлюсів безперервно і рівномірно подається в роно). 5 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 95394 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601