Спосіб виплавки низьковуглецевої сталі у кисневому конверторі

Спосіб виплавки низьковуглецевої сталі у Винахід має відношення до чорної металургії, зокрема до виплавки низьковуглецевої сталі у кисневих конверторах. Відомий спосіб використання металізованої залізорудної сировини (МЗС) у вигляді окатків у якості охолоджувача під час виплавки сталі у конверторах містить у со бі продувку металу, замірювання температури і введення МЗС розміром 5-30 мм у кількості, відповідно необхі дному зниженню температури. /1/ Вадою цього способу є те, що більша частина продувки плавки (до введення МЗС) проходить за підвище ною температурою мета лу. Це негати вно позначається на протіканні процесу дефо сфорації розплаву. Крім того, вве дення МЗС, вміщуючої оксиди заліза, у кінці плавки підвищує окисленність металу пе ред випуском і знижує якість сталі. Найбільш близьким до винахо ду по технічній суті і досягаемому результату є спосіб виплавки низьковуглецевої ста лі у конверторі, що містить у собі завалку металевого брухту, заливку чавуну, продувку металу киснем, присадку шлакоутворюючих матеріалів і МЗС у вигляді окатків, яка вміщує 90-92% заліза загального, у тому чи слі: заліза, пов'язаного з киснем (оксидів заліза) - 6-9%, заліза металічного - 81-86%; 1,7-2,3% вуглецю. Згі дно відомому способу МЗС у кількості 20-30% від маси чавуну вво дять двома порціями, причому 60-90% від її загальної кількості вво дять у завалку, а решту - після досягнення вмісту вуглецю у металі 0,100,15%. Введення МЗС здійснюється без усереднення з металобрухтом. Причому введення МЗС у зава лку здійснюють після заливки чавуну. Причому введення МЗС у зава лку здійснюють разом з металобрухтом. /2/ Відомий спосіб має кілька недоліків. 1) Введення у завалку 60-90% МЗС від її за гальної кількості на плавку спричиняє те, що заключна частина продувки - поперед присадкою другої порції МЗС - прохо дить за підвище ною температурою внаслідок недовантажування конвертору, а це зменшує ступінь дефосфо рації мета лу; 2) Введення 10-40% МЗС у кінці продувки призводить до гальмування реакції знесірчування, оскільки оксиди заліза, що є в МЗС, підвищують загальний рівень окисленності ванни. Це призво дить, за інших рівних умов, до збільшенного вмісту у металі на кінець продувки кисню та сірки і зниженню якості ста лі; 3) Введення МЗС у завалку без усереднення її з металобрухтом призводить до нерівномірного розташування цього виду си рови ни у об'ємі конвертору і, як наслідок, зменшенню реакційної поверхні. Введення у такому вигляді МЗС, яка містить вуглець і оксиди заліза і майже одразу вступає (зав (19) UA (11) 41643 (13) A кисневому конверторі, що містить у собі завалку металевого брухту, металізованої залізорудної сировини, заливку чавуну, продувку металу киснем через охолоджувальну водою фурму і присадку шлакоутворюючих матеріалів, який відрізняє ться тим, що металізовану залізорудну сировину вводять у завалку у кількості 100% від її загальної витрати на плавку у вигляді механічної суміші з металевим брухтом з насипною вагою 3,54,0 т/м 3 і металевим брухтом з насипною вагою 1,3-1,8 т/м 3 при їх співвідношенні з загальною масою твердої частини металошихти (0,050,40):(0,25-0,40):(0,25-0,55):1 відповідно. 3 41643 4 дяки відносно низькій температурі її плавлення вміщує невелику кількість цих елементів, так і вна1250-1300 °С) у взаємодію з рідким чавуном, не слідок недостатнього розвитку процесів масопересприяє нормальному прохо дженню фізико-хі мічних носу між компонентами, що взаємодіють під час процесів у об'ємі ванни, призводить до локального плавки, а у співвідношенні більш ніж 0,40:1 призвоїї охо лоджування і виникнення викидів мета лу і дить до викидів газошлакометалічної емульсії під шлаку з порожнини конвертору під час продувки, а час продувки, або металу під час заливання чавуіноді і при заливці чавуну. ну, внаслідок інтенсивного виділення значних об'єВ основу ви нахо ду поставлено задачу збільмів оксиду вуглецю, котре починається одразу пісшення ступеню дефо сфорації і знесірчування меля конта кту МЗС з рідким чавуном. талу, зниження його окисленності перед випуском, Використання металобрухту з насипною вагою зменшення викидів металу під час заливки чавуну 3,5-4,0 т/м 3 у складі механічної суміші у співвідноі за ходою продувки шляхом того, що в способі вишенні з зага льною масою твердої частини мета лоплавки низьковуглецевої ста лі, який містить у со бі шихти (0,25-0,40):1 пояснюється тим, що при зназавалку мета левого брухту, МЗС, заливку чавуну, ченнях цього співвідношення менш ніж 0,25:1 збіпродувку металу киснем через охолоджувану вольшується частка інших компонентів меха нічної дою фурму і присадку шлакоутворюючих матеріасуміші (МЗС і (або) металобрухту з насипною валів, МЗС вво дять у зава лку у кількості 100% від її гою 1,3-1,8 т/м 3), які мають більшу швидкість плавзагальної ви трати на плавку у ви гляді меха нічної лення, що призводить, за рахунок підвище ної витсуміші з металевим брухтом з насипною вагою 3,5рати тепла в одиницю часу на їх розплавлення, до 4,0 т/м 3 і металевим брухтом з насипною вагою «холодного» початку процесу, а при співвідношен1,3-1,8 т/м 3 (далі по тексту - меха нічна суміш) при ні більш ніж 0,40:1 металобрухт з насипною вагою їх співвідношенні з загальною масою твердої час3,5-4,0 т/м 3 не встигає повністю розплавити ся до тини металошихти (0,05-0,40):(0,25-0,40):(0,25кінця продувки, що призводить до зниження вихо0,55): 1 відповідно. ду рі дкої сталі, закінченню продувки з високою теТехнічний результат, що досягається пропонумпературою і зменшенню ступеню дефо сфорації. ємим рішенням, міститься у наступному. Застосування у складі меха нічної суміші метаВведення МЗС у кількості 100% від її загальної левого брухту з насипною вагою 1,3-1,8 т/м 3 у співвитрати на плавку у завалку не ви кликає збільшенвідношенні з загальною масою твердої частини ня вмісту кисню у металі, в порівнянні з варіантом металошихти (0,25-0,55):1 пов'язане з тим, що при присаджування МЗС у заключній частині продувки, значенні цього співвідношення менш ніж 0,25:1 не внаслідок того, що оксиди заліза, які додатково забезпечується оптимальний розподіл МЗС у об'євносить МЗС, всти гають прореагувати до кінця мі металозавалки, оскільки у її складі збільшується продувки з окислюючимися за ходою плавки домічастка металобрухту з насипною вагою 3,5-4,0 т/м 3 шками, які вміщують як рідкий чавун, так і сама і (або) МЗС, а при співвідношенні більш ніж 0,55:1 МЗС. Крім того, введення всього об'єму МЗС у заверхній рівень металозавалки у конверторі знаховалку виключає роботу конве ртора з недова нтажудиться вищє рівня рідкої ванни після заливки чавуванням у період перед присаджуванням другої пону, що погіршує умови початку окислювання домірції МЗС (як у відомому способі), що забезпечує шок («запалювання» плавки»). оптимальну ходу реакції дефосфо рації мета лу. Нижче наведено варіанти здійснення способу Під час присаджування МЗС у вигляді меха нічвиплавки низьковуглецевої ста лі, що не виключаної суміші здійснюється рівномірний розподіл МЗС ють інші ва ріанти у межах фо рмули винаходу. у об'ємі конвертору, що до зво ляє : Приклад №1. - запобігти локальному охо лоджуванню ванни У процесі виплавки сталі марки 2ПС (ДСТУ під час взаємодії МЗС з рідким чавуном; 2651-94) у конвертор садкою 160 тонн зава нтажу- забезпечити рівномірне виділення у об'ємі ють тверду частину залізовміщуючої шихти, яка металу під час продувки бульбашок оксида вуглеявляє собою меха нічну суміш МЗС (окатки - 10 цю, які є додатковим джерелом перемішування тонн), сталевих ві дхо дів металургійного виробницванни і виникають завдяки реагуванню вуглецю і тва з насипною вагою 3,5-4,0 т/м 3 (10 тонн) і амороксидів заліза, які вміщує МЗС; тизаційного металевого брухту з насипною вагою - інтенсифі кувати прохо дження фізико-хі мічних 1,3-1,8 т/м 3 (20 тонн), при цьому загальна маса процесів за хо дою плавки за рахунок збільшення тве рдої металошихти складає 40 тонн, а співвіднореакційної поверхні між МЗС і рідким чавуном. шення компонентів відповідно 0,25:0,25:0,50:1. Використання у складі меха нічної суміші метаОкатки мають розмір 5-30 мм, фракційний склад: левого брухту з насипною вагою 3,5-4,0 і 1,3-1,8 5-10 мм - 5-10%, 11-30 мм - 90-95%, і такий хімічт/м 3, зумовлено необхідністю забезпечення найкний склад, %: залізо загальне - 90,5, у то му числі: ращо го розподілу МЗС у об'ємі металозавалки, а залізо металічне - 83,4, залізо, пов'язане з киснем також рівномірного проплавлення останньої за хо- 7,1; вуглець - 1,9; SiO2 - 5,05; Аl2 О3 - 0,19; CaO дою плавки. 0,40; MgO - 0,25; S - 0,004; P - 0,009; K2O+Na2O Введення у завалку МЗС у складі механічної 0,18; ТіО2 - 0 ,048. суміші у співвідношенні з загальною масою тве рВідходи мета лургійного ви робництва являють дої частини металошихти (0,05-0,40):1 обумовлюєсобою важку прокатну обрізь, розміром ться тим, що при значенні цього співвідношення 300х300х(200-400) мм, а амортизаційний мета леменш ніж 0,05:1 не відбувається скільки-небудь вий брухт складається з побутового металобрухту, помітного зниження вмісту у металі до кінця продувідхо дів машинобудівної промисловості то що. вки шкідливих до мішок, як за причиною малої кільМе ханічну суміш попередньо готують до плавкості використовуємої у цьому ви падку МЗС, що ки шляхом навантаження завалювальної ємкості 2 5 41643 6 (совку) почергово порціями по 0,5-0,7 тонн (один У першому варіанті плавки шихтували у відпопідйом магнітного крану) кожного компоненту. відності з фо рмулою винахо ду прототипу. Вве денПісля зава лки у конвертор тве рдої ча стини меня МЗС здійснювали двома порціями - 60-90% у талошихти заливають 120 тонн рідкого чавуну, завалку і 10-40% після досягнення вмісту вуглецю продувають розплав зверху киснем через охолоду металі 0,10-0,15%, причому ви трата МЗС складажувану водою фурму. Під час плавки у конвертор ла 5-40% від загальної маси тве рдої частини метаподають шлакоутворюючі матеріали у вигляді ваплошихти. Причому введення МЗС здійснювали як на і плавікового шпату. Після досягнення необхіду завалку, так і після заливки чавуну разом з метаної температури металу і вмісту у ньому вуглецю, лобрухтом, але без усереднення. З таблиці видно, плавку випускають у сталерозливний ківш, у якому що цей варіант, у порівнянні з плавками, проведездійснюється розкислення - легування. ними згідно заявляємої технологи, ха ракте ризуєтьПриклад №2. ся меншими значеннями ступеню знесірчування та У конверто рі садкою 160 тонн виплавляють дефосфо рації, підвищеним рівнем окисленності сталь марки 1ПС (ДСТУ 2651-94). Плавку ведуть ванни перед випуском металу (більшим вмістом так, як і у прикладі № 1, але тверда части на заліFeO у кінцевих шла ках), викидами металу під час зовміщуючої металошихти являє собою суміш заливки чавуну і за хо дою продувки. МЗС (брикети - 10 тонн), сталевих відхо дів метаРезульта ти плавок по варіантам 3-8, проведелургійного виробництва з насипною вагою 3,5-4,0 ним зі зміною однієї із межевих умов співвідношент/м 3 (16 тонн) і аморти заційного металевого брухту ня компонентів меха нічної суміші ві дносно пропоз насипною вагою 1,3-1,8 т/м 3 (14 тонн), при цьому нуємого співвідношення у більшу або меншу стозагальна маса твердої металошихти складає 40 рону, також свідчать про те, що оптимальним співтонн, а співвідношення компонентів відповідно відношенням компонентів меха нічної суміші, яка 0,25:0,40:0,35:1. Брикети мають розмір 100х50х30 складається з МЗС, мета левого брухту з насипною мм, фракційний склад: 4-10 мм - 5-10%, 11-30 мм вагою 3,5-4,0 т/м 3 і металевого брухту з насипною 10-15% (бій брикетів, який утворюється під час їх вагою 1,3-1,8 т/м 3, з загальною масою твердої часперевантажування), 31-100 мм - решта, і такий хітини металошихти, ви являється (0,05-0,40):(0,25мічний склад, %: залізо зага льне - 91,1, у тому чис0,40):(0,25-0,55):1 відповідно. лі: залізо металічне - 83,5, залізо, пов'язане з киснем - 7,6; вуглець - 1,8; SiO2 - 4,45; Аl2 О3- 0,27; Джерела літератури: CaO - 0,31; MgO - 0,25; S - 0,003; P - 0,008; 1. Заявка Японії № 56-34607, кл.С21С5/28, K2O+Na2O – 0,19; ТіО2 - 0,047. опублік.1981. У таблиці наведені приклади здійснення спо2. Авторське свідоцтво СРСР № 1127907, собу виплавки низьковуглецевої сталі у конверторі кл.С21С5/28, 1984. Бюл. № 45. за різними варіантами. 3 7 41643 8 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’і Хохлови х, 15, м. Київ, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090 4