Шихта для одержання сталі у кисневому конвертері

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (21) 4608431/31-02 (22) 23.11,88 (46) 30.09.40. Бюл. V 36 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) М.И. Гасик, А.Г. Гриншпунт, В.В, Кашкуль, Л.М, Лившиц и И.М. Фельдман (53) 669.184.244(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1027224, кя. С 21 С 5/28, 19°-3. Жаворонков Ю.И. и др. Повышение доли металлолома в шихте конвертеров при использовании твердых углеродсодержащих материалов,- Сталь, 1985, № 8. Авторское свидетельство СССР № 1059005, кл. С 21 С 5/28, 1982. Некрасов А.П. и др. Применение в конвертерной плавке шлака от производства Ферросилиция.- Сталь, 1985, I 7, * (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В КИС* ЛОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к получению стали в конвертере. Цель изобретения - повышение технико-экономических показателей процесса путем уменьшения потерь металла с выбросами, увеличения степени удаления diocchopa и серы и уменьшения времени плавки - достигается тем, что в шихту для получения стали в кислородном конвертере, состоящую из металлического лома, жидкого чугуна, извести, плавикового шпата и теплоносителя, содержащего карбид кремния, введен углеродоксикарбидный материал, при следующем соотношении компонентов, мае,%: металлический лом 27,7-33,2; известь 7,107,24; плавиковый шпат 0,27-0,24; углеродоксикарбидный материал 0,280,32; ггугун остальное. 1 табл. Изобретение относится к металлургии, в частности к получению стали в конвертере. ... вание материала без доступа воздуха до Р200-2800 С в специальных электри ческих печах. Для более равномерного распределения тепла и предотвращения окисления электродную продукцию засы пают вьгсокозольньгм углеродным материалом в смеси с кварцевым песком. В за гружаемой таким образом печи тепловая энергия, выделяющаяся при прохождении через штабель электродов и другой продукции электрического тока, расходуется на графитирование углеродных материалов и нагрев иахо Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей процесса путем уменьшения потерь металла с выбросами, увеличения степени удаления ЛосЛора и серы и уменьгаения времени продувки. Технологический процесс производства графитировзнных Э Л Р К Т Р О Д О В IT других видов грасЬитировочной продукции предусматривает на одной стадии нагре \ 1595Q22 дящегося с ним в контакте засыпочноtf го материала до 2400-2800 C. По окончании графитации электродов или другой продукции засыпочный материал представляет собой углеродоксикарбидный материал - бросовый продукт. Углеродоксикарбидный материал содержит, мас.%: SiC 15-40; Si 1-15; А 1 г О э 1-15; FeO 1-Ю; MgO 1,5; • 10 CaO 1-5; С остальное. Обнаружено, что совместное использование карбида кремния и углерода для повышения температуры, имеет (Ьизико-химические особенности, отлича- 15 ющие использование предлагаемого теплоносителя от применения для этой цели чистого SiC и в совокупности с Si. Доля тепла, вносимого за счет 20 реакций окисления углерода и кремния, составляет 40-45% и 25-30% соответственно в тепловом балансе плавки, причем значительная доля тепла реакций окисления кремния при- 25 ходится на период, предшествующий интенсивному окислению углерода. Б этот период доля кремния и его соединения в тепловом балансе составляет 70-75%. При повышенном расходе 30 металлолома, когда вследствие значительного переохлаждения ванны окисление углерода замедляется, роль кремния как основного теплоносителя возрастает. 35 Одновременным пводом прокаленных карбида кремния и углерода удается достигнуть следующего результата. Использование карбида кремния (совместно с углеродом) выполняет 40 не столько функцию одного из источников тепла для повышения теплосодержания ванны, сколько функцию своеобразного "термического запала" повышения температуры, необходимой для начала интенсивного окисления углерода (t ^1590°С). Использование прокаленного SiC, в результате окисления которого выделяется 242000 кЛж/кг SiC (для кремния эта величина равна 32966 кПж/кг 50 Si) , в значительной мере сближает время начала продувки и время начала интенсивного окисления углерода. Соотношение между массовыми содер55 жаниями углерода карбида кремния в 1 углеродоксикарбидном материале, равное 2,43-2,8, позволяет к моменту начала интенсивного окисления углеро да иметь содержание SiC в ванне, близкое к нулю, в то время как содержание углерода практически не уменьшается, вследствие чего дальнейшее поступление тепла в ванну конвертера осуществляется за счет реакций окисления углерода. Это обеспечивает стабильное содержалие SiO 2 в шлаке, а значит, и его основность. Быстрое повышение температуры в начальный период продувки приводит к раннему шлакообразованию. Гомогенный высокоосновный шлак Нормируется уже на 2-3 мин продувки. Смесь прокаленных совместно С и SiC обладает рядом свойств, которые выгодно отличают ее от непрокаленных углеродсодержащих материалов: высокой удельной пористостью, низкой степенью загрязнения различного рода примесями, что в значительной мере благоприятствует протеканию реакций окисления углерода и карбида кремния. Значительно возрастает скорость этих реакций, а значит, количество тепла, выделяющегося на единицу времени. Уменьшается на 0,8 мин время продувки. Применение углеродоксикарбидного материала обусловлено также тем, что его ввод в ванну в количестве 3,03,5 кг/т значительно улучшает условия шлакообразования. Основным источником образования шлака при кислородно-конвертерном процессе является известь. Более полному и быстрому растворению извести и образованию шлака нужного состава в значительной мере способствует предварительная подготовка шлакообразующих материалов. Применение извести, содержащей оксиды других металлов (МрО, AT ft3 , FeO), вносимых углеродоксикарбидным материалом, значительно ускоряет переход ее в ишак, вследствие чего повышается выход годного и увеличивается степень удаления из металла вредных примесей (фосфора и серы). Ввод углеродоксикарбидного матещихту целесообразен в колир и а л а в честве 0,28-0,32% (3,0-3,5 кг/т). При уменьшении его расхода менее 0,28% (3,0 кг/т) значительно ухудшаются термодинамические условия шлакообразоваиия. Кроме этого, в связи с повышенным удельным содержанием лома резко возрастает вероятность "закозленкя" конвертера. При увели 159592? чении содержания углеродоксикарбидного материала сверх указанных пределов температура ванны в конце продувки значительно превосходит С оптимальную, равную 16ОО С, При применении металлического лома в количестве выше 33,2% (36%) как и при пониженном содержании углеродоксикарбидного материала значительно ухудшаются термодинамические условия шлакообразования. А при применении лома в количестве меньше 27,7% (30%) температура ванны в конце продувки значительно превышает оптимальную. , . 10 15 Использование плавикового тпата в количестве 0,22-0,24% (2,4-2~6 кг/т) обеспечивает оптимальную вязкость, высокую активность окислов железа и 20 кальция и т.д. Увеличение его расхода выше указанного содержания приводит к чрезмерному уменьшению яязкости шлакя, что вызывает плохое отделение шлака от металла, а следователь- 25 но, большие потери металла со шлаком. Кроме того, повышенный расход плавикового шпата существенно влияет на экономические показатели плавки, тай как он дорог и деЛицитен, Уменьшение З С его расхода обусловливает вязкость шлака -значительно выше оптимальной, что, в свою очередь, приводит к ничкому переходу в шлак бюсФора, серы ' и неметаллических включений. 35 Уменьшение или увеличение расхода извести сверх 7, 10-7,247(76,9-78,1 кг/т) не обеспечивает основность шлака, оптимальную для протекания реакций деЛосЛорации, кроме того, расход извес4С ти выше правого предела резко уменьшает ее ассимиляцию, т.е. повышение расхода извести не увеличивает эЛЛективность ее воздействия, а также увеличивает количество образующегося 45 шлака, что приводит к потерям металла с выносами и дополнительному расходу тепла на нагрев, расплавление и поддержание шлака в жидком состоянии. і П р и м е р. В лабораторных условиях был проведен сравнительный ана лиз технико-экономических показателей процесса получения в конвертере стали из предлагаемой шихты и шихтыпрототипа. После выпуска стали предыдущей плавки в конвертер загружали металлический лом, небольшое количество извести (Ю-12 кг/т) и половину от общего количества теплоносителя - углеродоксикарбидного материала. Затем в конвертер заливали жидкий чугун, нагретый до 1305-1415 С, и начинали продувку. Через 2-3 мин после начала продувки присаживали 70% оставшегося углеродоксикарбидного материала и приблизительно такое же количество извести (остаток извести и углеродоксикарбидного материала присаживали после 5-7 мин продувки). Результаты проведенных испытаний сведены в таблицу. Использование предлагаемого состава шихты для получения стали в кон- (> вертере позволяет значительно повысить эффективность процесса. При этом увеличивается степень десульЛурации и деФосфорации на 4,5 и 1,7% соответственно, уменьшатся время продувки на 0,8 мин и увеличивается доля лома в шихте на 5,36%. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Пихта для получения стали в кислородном конвертере, включающая металлический лом, жидкий чугун, известь, плавиковый шпат и теплоноситель, содержащий карбид кремния, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей процесса путем уменьшения времени продувки и увеличения степени удаления серы и ФосЛора, в качестве теплоносителя в нее введен углеродоксикарбидный материал при следующем соотношении компонентов, мае.%: 27,7-33,2 Металлический лом 7,10-7,24 Известь 0,22-0,24 Плавиковый шпат Углеродоксикарбид0,28-0,32 50 ный материал Остальное Чугун 1595922 Процесс получения стали ич шихты Показатель прототип — 2 СаО Температура эалнвки чугуна, С Температура металла в конце продувки Степень дефосфорацнн, X Степень десульфурацин, Z Длительность продувки, мин Содержание углерода в готовом металле, X Содержание серы в готовом металле, I Содержание фосфора в готовом металле, X "Содержанке FeO в шпеке, X 23,99 Остальное 7¥01 0,20 27,70 Остальное 7,10 0,22 0,28 1> 10,45 Остальное 7,17 0,23 1' 3\2О Остальное 7,24 0,24 35,99 Остальное 7,84 0,26 0,30 0,32. 0,24 0,13 материала, Основность шлака, В » - 1 0,52 Содержание лома, X Содержание чугуна, X Расход извести, К/кг/г Расход плавикового шпата, Х/кг/т Расход шлака производства Fe-Si, Z кгУт Расход углеродокснкарендного 25,09 Остальное 6,98 0,25 предлагаемой 3,27 3,61 1409 1411 3,48 1410 3,51 1410 3,59 1410 3,02 1409 1610 91,3 26,7 17,1 1630 91,4 36,7 16,3 1608 93,8 39.5 16,3 1612 94,1 45,2 16,1 1609 93,7 40,1 16И 1578 86, і 25,9 17,8 0,15 0,27 0,13 0,15 0,16 0,11 0,020 0,019 0,01В 0,017 0,017 0,031 0,0064 12,8 0,0071 12,9 0,0057 12,7 0,0053 12,5 0,0054 12,7 0,0121 13,5 Редактор А» Лежнина Составитель С, Миронов Техред м.Ходанич Корректор Т. Палий Закаэ Тираж 501 Подписное 2890 В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ • 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101