Спосіб продувки металу в подовій печі

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способу выплавки стали в подовых печах. Известен способ продувки ванны мартеновской печи газообразным окислителем, который, с целью улучшения его усвоения и повышения стойкости футеровки, вводят под углом 10-40° к поверхности ванны с подачей 50-70% его количества в центр ванны струями, направленными в противоположные стороны вдоль продольной оси печи [1]. Однако, данный способ не позволяет повысить выход жидкой стали и снизить расход чугуна. Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результата является способ продувки металла в подовой печи, согласно которому 10-15% окислителя вводят в ванну струями, направленными в горизонтальной плоскости под углом 75-115° к продольной оси ванны в противоположные стороны относительно друг др уга. При этом через сводовые фурмы основное количество окислителя подают струями, направленными в противоположные стороны вдоль продольной оси ванны [2]. Недостатками известного способа являются довольно высокий расход жидкого чугуна, тепло, которое, необходимо для обеспечения нормального хода нагрева ванны, а также повышенная окисленность металла и шлака, связанная с угаром железа при интенсивной кислородной продувке. В основу изобретения поставлена задача создания способа продувки металла в подовой печи, позволяющего снизить расход чугуна и повысить выход жидкой стали путем уменьшения окисленности металла и шлака. Поставленную задачу решают тем, что в способе продувки металла в подовой печи, включающем подачу через сводовые фурмы основного количества окислителя струями, направленными в противоположные стороны вдоль продольной оси ванны, из которого 10-15% окислителя подают в ванну стр уями, направленными в горизонтальной плоскости под углом 75-115° к продольной оси ванны в противоположные одна другой стороны, согласно изобретению, одновременно с окислителем со свода печи дополнительно подают топливо, по меньшей мере тремя струями, расположенными симметрично оси сводовой фурмы на расстоянии 2-20 ее диаметров, при этом струи топлива наклонены под углом 82-98° к зеркалу металла. На фиг. 1 и 2 приведена схема предлагаемого способа. Окислитель подают струями на поверхность расплава (металлошихты) посредством сводовых фурм 1. Меньшую часть от общего его количества вводят под углом β к продольной оси ванны в горизонтальной плоскости. Топливо подают струями 2 из сопел 3, наклоненных под углом α к зеркалу металла и расположенных на своде 4 на расстоянии l от оси 5 сводовой фурмы. В реакционной зоне, образуемой над расплавом в результате смешения отраженных от зеркала металла топливных струй с окислителем и окислительными отходящими газами, происходит горение топлива и дополнительный нагрев металла, что позволяет снизить расход жидкого чугуна как теплоносителя. Кроме того, уменьшается угар железа, в том числе окисленность металла и шлака за счет снижения концентрации кислорода в реакционной зоне, что способствует повышению выхода жидкой стали. Введение топлива струями, расположенными симметрично оси сводовой фурмы на расстоянии), равном 2-20 ее диаметров (D), способствует снижению расхода чугуна на 15,9-18,6%, повышение выхода жидкой стали на 3,4-3,6% (см. таблицу). При величине l/D меньшей 2 трудно обеспечить извлечение и замену сводовой фурмы. При величине l/D более 20 ухудшаются условия смещения топлива и кислорода, что приводит к увеличению расхода чугуна и снижению выхода жидкой стали из-за повышения окисленности металла и шлака (см. таблицу). При количестве струй топлива не менее трех обеспечивается эффективное смешение топлива и окислителя, что способствует снижению расхода чугуна и повышению выхода жидкой стали. При количестве струй топлива менее трех смешение топлива и окислителя протекает только в одной плоскости с весьма низкой эффективностью. При этом существенно повышается расход чугуна и снижается выход жидкой стали. Обеспечение угла наклона (a ) струй топлива к зеркалу металла, равного 82-98°. способствует эффективному смешению топлива и окислителя и понижению расхода чугуна, а также выхода жидкой стали. При величине a менее 88° струи топлива отклоняются от места истечения струй окислителя настолько, что происходит ухудшение эффективности смешения топлива и окислителя. Это приводит к возрастанию расхода чугуна и снижению выхода жидкой стали. С увеличением a более 98° топливные струи сближаются в месте истечения струй окислителя настолько, что происходит аэродинамический удар с ухудшением эффективности нагрева ванны. Расход чугуна возрастает, выход жидкой стали уменьшается (см. таблицу). В таблице приведены результаты полученных опытов. Пример. Опыты проводили в двухванном сталеплавильном агрегате садкой 2х300 т при выплавке стали 3 пс. Окислитель подавали посредством трех сводовых шестисопловых фурм, в которых 12% от общего количества окислителя подавали под углом 100° к продольной оси ванны в горизонтальной плоскости, а остальное количество окислителя - вдоль продольной оси ванны. Топливо вводили через сопла (трубки) со сводами печи, при этом на каждую кислородную фурму приходилось по 4 топливные трубки. Максимальную тепловую нагрузку поддерживали до момента начала интенсивного кипения расплава, после чего во время доводки постепенно снижали ее до 0,2-0,5 от максимальной. Перед выпуском ванну обрабатывали восстановительным факелом в течение 15 мин. При угле наклона топливных струй к зеркалу металла 82-98°, количество чугуна в металлозавалке удалось снизить с 220 до 179-190 т (на 13,6-18,6%). При этом концентрации кислорода в металле и оксида железа в шкале перед выпуском были снижены почти вдвое: соответственно с 0,09-0,12 до 0,15-0,07 и с 14,2-20,0 до 7,210,0%. В готовой металлопродукции содержание оксидных неметаллических включений снизилось на 30-50%. Предлагаемый способ позволяет снизить расход чугуна на 13-18% и повысить выход жидкой стали на 3,33,6% за счет снижения окисленности ванны.