Спосіб віддачі вапна по ходу конвертерної плавки

Спосіб віддачі вапна по ходу конвертерної плавки, при якому величину основної частини маси вапна, що віддається в конвертер за плавку, регламентують залежно від типу шихтування плавки: "холодне", "нормальне", "гаряче", і встановлюють рівною відповідно 50-70, 70-90 і 80-100%, а величину заданого моменту часу плавки встановлюють рівною (0,30-0,50) tпр, де t пр - тривалість продування плавки. (19) (21) u200806154 (22) 12.05.2008 (24) 25.09.2008 (46) 25.09.2008, Бюл.№ 18, 2008 р. (72) ЛАРІОНОВ ОЛЕКС АНДР ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, МАТВІЄНКОВ СЕРГІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, UA, СУЩЕНКО АНДРІЙ ВІКТОРОВИЧ, U A, АРІХ СЕРГІЙ ГЕОРГІЙОВИЧ, UA, ШЕБАНИЦЬ ЕДУАРД МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ВОЛКОВ ОЛЕКСАНДР МИТРОФАНОВИЧ, UA, САВІНОВСЬКИЙ РОМАН ВОЛОДИМИРОВИЧ, U A 3 35642 дування плавки (до моменту часу t 1) призводить, як правило, до переохолодження верхньої частини конвертерної ванни, уповільненню процесів перемішування, асиміляції вапна, шлакоутворення та рафінування металу, переокисненню шлаку та підвищенню вірогідності появи викидів шлакометалевої емульсії з конвертера. При «гарячому» шихтуванні плавки віддача менше ніж 80% всього вапна в перший період продування плавки (до моменту часу t 1) призводить, як правило, до перегріву верхньої частини конвертерної ванни, надмірного розкиснювання шлаку (зниженню змісту FeO у ньому нижче за оптимальні значення) та його «згортання», погіршення процесів асиміляції вапна шлаком, дефосфорації та десульфурації металу в конвертері, збільшення тепловтрат (від «дзеркала» металу і з газами, що відходять) та підвищенню вірогідності появи виносу металу з конвертера. Крім того, у відомому способі величина характерного заданого моменту часу плавки t1=1/3 tпр=0,333 tпр визначена певною мірою умовно, оскільки не вказаний діапазон змін її оптимальних значень. Забезпечити ж на всіх плавках (у тому числі з істотно відмінними умовами шихтування) одне вказане значення її украй складно. Відомо, що момент часу, відповідний закінченню першого періоду продування плавки (при якому практично завершується формування шлаку і починається період інтенсивного зневуглецювання розплаву) може помітно змінюватися залежно від умов шихтування та інших умов ведення плавки. Крім того, у відомому способі не визначений максимально можливий час віддачі останньої порції вапна, у тому числі, залежно від типу ши хтування плавки. Відомо, що процес асиміляції вапна шлаком є одним з лімітуючи х (найповільніших) процесів конвертерної плавки. При віддачі порції вапна незадовго до випуску плавки вапно не встигне асимілюватися шлаком, тобто не працюватиме як шлакоутворюючий матеріал, а у виді шматків, що не розчинилися, разом зі шлаком, що зіллється з конвертера, потрапить в шлакові відвали. В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалити спосіб віддачі вапна по ходу конвертерної плавки, в якому за рахунок оптимальної величини основної частини маси вапна, що віддається в конвертер за плавку, яка віддається до заданого моменту часу плавки t1, залежно від типу шихтування плавки («холодне», «нормальне» або «гаряче»), оптимального значення часу плавки її, а також оптимального значення максимально можливого часу віддачі останньої порції вапна t2, залежно від типу ши хтування плавки, поліпшуються процеси асиміляції вапна та шлакоутворення в цілому, дефосфорації та десульфурації металу в конвертері, стабілізується дуттьовий режим плавки (зменшується вірогідність появи як викидів шлаку, так і виносу металу з конвертера), зменшуються тепловтрати (з газами, що відходять, та від «дзеркала» металу, з виносами та викидами) та втрати металу (з виносами і викидами, з оксидами заліза та «корольками» в шлаку), стабілізується температурний режим, поліпшуються тепловий баланс плавки і умови служби футерівки конвертера, унаслідок чого знижуються питомі витрати 4 металошихти, чавун у, кисню, шлакоутворюючих матеріалів (вапна, плавикового шпату та його замінників), конвертерних вогнетривів, зменшується угар та окисність металу, і, зрештою, знижується собівартість та підвищується якість сталі, що виплавляється. Для вирішення поставленого завдання в способі віддачі вапна по ходу конвертерної плавки, що включає завантаження в конвертер по ходу плавки окремими порціями вапна, основну частину маси якого віддають до заданого моменту часу плавки t1, величину основної частини маси вапна, що віддається в конвертер за плавку Мос н, регламентують залежно від типу ши хтування плавки: «холодна», «нормальна», «гаряча» і встановлюють рівній відповідно 50-70, 70-90 і 80-100%, а величину заданого моменту часу плавки ті встановлюють рівній (0,30-0,50) tпр, де t пр - тривалість продування плавки. Крім того, час віддачі останньої порції вапна t2 регламентують залежно від типу ши хтування плавки: «холодне», «нормальне», «гаряче» і встановлюють рівним - не більш ніж: 0,85tпр; 0,75tпр; 0,65tпр відповідно. При значеннях величини Мосн менших, ніж 50, 70 і 80% відповідно для типу ши хтування плавки «холодне», «нормальне» та «гаряче» має місце перегрів верхньої частини конвертерної ванни, надмірне розкиснення шлаку (зниження змісту FeO в ньому нижче за оптимальні значення) і його «згортання», погіршення процесів асиміляції вапна шлаком, дефосфорації та десульфурації металу в конвертері, збільшення тепловтрат (від «дзеркала» металу і з газами, що відходять), підвищення вірогідності появи виносів металу з конвертера, інтенсивне заметалювання устаткування, збільшення втрат металу, перевитрата розрідників шлаку - плавикового шпату та його замінників, погіршення умов служби футерівки конвертера. При значеннях величини Мосн більших, ніж 70 і 90% відповідно для типу ши хтування плавки «холодне» і «нормальне» має місце переохолодження верхньої частини конвертерної ванни, уповільнення процесів перемішування, асиміляція вапна, шлакоутворення і рафінування металу, переокиснення шлаку та підвищення вірогідності появи викидів шлакометалевої емульсії з конвертера та збільшення втрат металу. Заданий характерний момент часу продування плавки t1 відповідає завершенню першого періоду продування плавки - закінченню періоду формування шлаку і початку періоду інтенсивного зневуглецювання розплаву. Оптимальна величина ті знаходиться в діапазоні (0,30-0,50) tпр, де tпр - тривалість продування плавки. При цьому нижня межа вказаного діапазону відповідає плавкам з добрими для шлакоутворення умовами шихтування: високий вміст марганцю в чавуні, добра якість шлакоутворюючих матеріалів і т.п., а верхня - плавкам з незадовільними для шлакоутворення умовами шихтування. При значеннях ті менших, ніж 0,30tпр формування шлаку ще не закінчується, продовжує окиснюватися кремній та марганець чавун у; тому необхідно продовжувати віддавати вапно в конвертер. При значеннях t1 більших, ніж 0,50tпр процес формування шлаку вже заверше 5 35642 ний і має місце інтенсивне окиснювання вуглецю розплаву. Віддача вапна в конвертер в цьому випадку не доцільна через неефективне використовування вапна, і збільшенню його виносу з газами що відходять. При значеннях величини t2 більших, ніж 0,85tпр для типу ши хтування плавки «холодне» крупні шматки вапна можуть не встигнути розчинитися в шлаку до кінця продування плавки і не відпрацювати, як шлакоутворюючий матеріал, тобто ефективність використовування цих порцій вапна буде украй низькою. При значеннях величини t2 більших, ніж 0,75tпр і 0,65tпр відповідно для типу шихтування плавки «нормальне» і «гаряче» також зменшується ефективність використовування вапна, як шлакоутворюючого матеріалу (чим раніше вапно буде віддано в конвертер, тим більший час його компоненти братимуть участь в процесах шлакоутворення, дефосфорації та десульфурації металу і тим більш ефективно вапно буде використовуватися, як шлакоутворюючий матеріал). Крім того, при цьому погіршиться температурний режим плавки: матиме місце перегрів верхньої частини ванни і збільшаться тепловтрати від металу. Спосіб здійснюється таким чином. Перед плавкою машиніст дистрибутора (оператор конвертера) одержує інформацію про шихтування плавки (маса, температура та хімсклад чавун у, маса і вид металобрухту або його замінників та ін.). З урахуванням додаткових даних про стан футерівки конвертера, тривалості міжплавкового простою конвертера, якості вапна, що використовується, а також даних попередніх плавок, машиніст дистрибутора, користуючись відомими даними (таблицями або номограмами або результатами розрахунків з використовуванням програмного забезпечення на ЕОМ) визначає тип шихтування плавки («холодне», «нормальне», «гаряче»), загальну кількість вапна, яку необхідно віддати (завантажити) в конвертер за плавку та очікуваний час продування плавки. Далі, залежно від типу шихтування плавки (з використанням заявленого співвідношення) визначається маса основної частини вапна Мосн, яку необхідно віддати в конвертер до характерного моменту часу продування плавки t1 і значення часу t1 (з використанням заявленого співвідношення і урахуванням параметрів шихтування і даних попередніх плавок). Також, залежно від типу шихтування плавки, визначається максимально можливий час віддачі останньої порції вапна t2 (з використанням заявленого співвідношення). Далі величина Мосн, умовно розбивається на порції і в процесі плавки здійснюється послідовна віддача порцій вапна в конвертер так, щоб від початку плавки до моменту часу продування плавки t1 в конвертер була віддана кількість вапна масою Мосн. Решта вапна також віддається порційно так, щоб час віддачі останньої порції його не перевищував величину t 2. Приклад конкретної реалізації способу продування конвертерної плавки в 160-т кисневому конвертері верхнього дуття ВАТ « Маріупольський металургійний комбінат им. Ілліча» (м. Маріуполь, Україна). 6 Перед черговою плавкою машиніст дистриб’ютора отримав інформацію про шихтування плавки (маса чавуну - 128т, температура чавун у 1270°С, вміст кремнію, марганцю, фосфор у і сірки в чавуні відповідно: 0,60%, 0,30%, 0,01%, 0,01%; маса металобрухту - 45т, вид металобрухту - легковаговий). З урахуванням даних про стан футерівки конвертера (заключний період кампанії по футерівці конвертера - робочий шар футерівки зношений приблизно на 80%, тривалість простою конвертера між плавками - 5 хвилин), якості вапна, що використовується, а також даних попередніх плавок, машиніст дистриб’ютора, користуючись відомими таблицями і номограмами визначив, що: 1) шихтування плавки відповідає типу «холодне» (низька температура чавун у, лом -легковаговий, зношена футерівка конвертера), 2) загальна кількість вапна, яку необхідно віддати (завантажити) в конвертер за плавку, щоб отримати оптимальне значення основності кінцевого шлаку, складає 9,0т; 3) очікуваний час продування плавки tпр=20 хвилин. З використанням заявлених співвідношень (з урахуванням того, що тип шихтування плавки «холодне») машиніст дистриб’ютора визначив: 1) масу основної частини вапна (Мосн=5,5т), яку необхідно віддати в конвертер до характерного моменту часу продування плавки t1, 2) значення часу t1=8 хвилин (з урахуванням параметрів шихтування і даних попередніх плавок), 3) максимальноможливий час віддачі останньої порції вапна t2=17хвилин. Далі він умовно розділив на порції величину Мосн : 1,5т - на 1-й хвилині (після стійкого «запалення» плавки), 1,5т - на 3-їй хвилині, 1,5т на 5-й хвилині і 1т - на 7-й хвилині продування плавки. В процесі плавки машиніст дистриб’ютора здійснив віддачу вапна в конвертер відповідно до розробленого режиму. При цьому масу вапна, що залишилася (після часу t1), рівну 9,0-5,5=3,5т він віддав порційно (у міру необхідності, для коректування ходу процесу шлакоутворення і температурного режиму плавки): 1,5т - на 11-й хвилині, 1т на 14-й хвилині і 1т - на 16-й хвилині продування плавки. Застосування запропонованого способу віддачі вапна по ходу конвертерної плавки за рахунок забезпечення оптимальної величини основної частини маси вапна, що віддається в конвертер за плавку, яка віддається до заданого моменту часу плавки t1, залежно від типу шихтування плавки («холодне», «нормальне» або «гаряче»), оптимального значення характерного часу плавки t1, а також оптимального значення максимального часу віддачі останньої порції вапна t2 залежно від типу шихтування плавки, дозволяє поліпшити процеси асиміляції вапна і шлакоутворення в цілому, дефосфорації та десульфурації металу в конвертері, стабілізувати дуттьовий режим плавки (зменшити вірогідність появи як викидів шлаку, так і виносів металу з конвертера), зменшити тепловтрати (з газами, що відходять, від «дзеркала» металу, з виносами і викидами) і втрати металу (з виносами і викидами, з оксидами заліза і «корольками» в шлаку), стабілізувати температурний режим, поліпшити тепловий баланс плавки і умови служби футерівки конвертера, унаслідок чого понизити 7 35642 питомі витрати металошихти і чавун у (на 0,52,0кг/т сталі), кисню, вапна (на 1-3кг/т сталі), плавикового шпату та його замінників, конвертерних вогнетривів, зменшити угар та окисність металу, і, зрештою, понизити собівартість і підвищити якість сталі, що виплавляється. Джерела інформації: 1. Якушев A.M. Справочник конвертерщика. Челябинск: Металлургия, 1990.- 448с. Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 8 2. Старов Р.В., Нагорских В.А. Производство стали в конвертерах. - К.: Те хніка, 1987. -167с. 3. Разработка и внедрение парка кислородных фурм и дифференцированной технологии ведения конвертерной плавки в ОАО «МК « Азовсталь» / А.В.Сущенко, И.Д.Буга, В.И.Ганошенко, А.Б.Ковура, С.М.Юрченко, А.В.Гнедаш // Металл и литье Украины.-2003.-№7-8.-С.13-15. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601