Спосіб верхньої продувки розплаву

1 Спосіб верхньої продувки розплаву, який включає багатоструменеву подачу кисню в рідку ванну зверху, який відрізняється тим, що значення робочої висоти верхньої фурми над рівнем спокійної ванни визначають з співвідношень ^0,465 нр°6=и\ метри, 0,092 = 37,2 • калібри, де / - імпульс одиночного кисневого струменя, Н, Винахід відноситься до чорної металурги, зокрема до способів верхньої продувки киснем низькомарганцевистих чавунів при переробці їх у сталь в агрегатах конвертерного типу Практикою переділу низькомарганцевистих чавунів у сталь підтверджено, що при здійсненні даного процесу конвертування одними з суттєвих ускладнень є викиди і винос металу і шлаку в період інтенсивного зневуглецьовування, що пов'язано з підбором оптимального значення робочої висоти верхньої фурми Занадто високе розташування фурми над рівнем ванни призводить до надмірного накопичення в шлаку FeO, що чревато викидами і переливами шлакометалевої емульсії через горловину конвертера, занадто низьке розташування фурми, навпаки, призводить до нестачі оксидів заліза в шлаці, шлак "згортається" і відбувається інтенсивний винос металу з агрегату з наступним заметалюванням технологічного обла 3 Рм - густина рідкого металу, кг/м , g - сила тя2 жіння, м/с , deux - вихідний діаметр сопла фурми, 1 м, 2-і -сумарний імпульс кисневих струменів, Н 2 Спосіб верхньої продувки розплаву за п 1, який відрізняється тим, що в перші 12-25 % часу продувки висоту верхньої фурми плавно знижують від початкової висоти Н^°б до робочої висоти Н^°б, при цьому значення початкової висоти встановлюють рівним Нф = (ІЗ-Ї-3,5)-Я|° б 3 Спосіб верхньої продувки розплаву за пп 1, 2, який відрізняється тим, що в останні 10-20 % часу продувки висота верхньої фурми нижче за робочу висоту фурми Hj°6 на 0,1-0,5 м 4 Спосіб верхньої продувки розплаву за пп 1,2, З, який відрізняється тим, що в останні 10-20 % часу продувки витрату кисню на продувку підвищують на 50-250 м /хв со днання І в першому, і в другому випадках в результаті втрат металу знижується вихід рідкої сталі Відомий спосіб виплавки сталі в кисневому конвертері (ас СРСР № 1298256, кл, С21С 5/28, 1985), згідно якому висота верхньої фурми точно регламентована за відрізками часу в процесі продувки - в перші 10 - 15% часу продувки висота фурми складає 65 - 75 калібрів, наступні 15 - 30% часу від початку продувки висоту фурми знижують до 35 - 40 калібрів, після цього в наступні ЗО - 60% часу від початку продувки висоту фурми знов збільшують до 65 - 75 калібрів, після чого продувку продовжують при висоті фурми 35 - 40 калібрів до кінця плавки Вадою даного способу є неприпустимо високе розташування верхньої фурми в період ЗО - 60% часу від початку продувки, що потягне за собою появу значних викидів в результаті надмірного 47732 накопичення в шлаці оксидів заліза і бурхливого протікання реакції зневуглецьовування Найбільш близьким до описуємого винаходу за технічною суттю і досягаємим результатом є спосіб виробництва сталі в кисневому конвертері (а с СРСР № 1617001, ют С21С 5/28, 5/32, 1987), згідно якому висоту фурми розраховують за визначеною залежністю, яка наведена в формулі винаходу, що дозволяє уникнути спінювання ванни і пов'язані з ним викиди металу і переливи шлакометалевої емульсії через горловину конвертера Це дозволяє підвищити вихід рідкого металу Вадою даного способу є відсутність обліку в формулі імпульсу кисневих струменів, що залежить від витрати кисню і конструктивних особливостей верхньої фурми, бо при різній витраті кисню і певній конструкції фурми імпульс має різну величину і, ВІДПОВІДНО, значення робочої висоти також повинно бути різним Всі це створює ускладнення при точному визначенні висоти верхньої фурми над рівнем ванни В основу винаходу поставлена задача створення способу верхньої продувки розплаву, в якому шляхом розрахунку оптимальної висоти верхньої фурми над рівнем ванни в залежності від імпульсу кисневих струменів і конструкції фурми повністю виключаються викиди і переливи шлакометалевої емульсії, а також винос металу з агрегату і за рахунок цього підвищується вихід рідкої сталі і знижується її собівартість Поставлена задача вирішується тим, що за способом верхньої продувки розплаву, який включає багатоструменеву подачу кисню в рідку ванну зверху, згідно винаходу, значення робочої висоти верхньої фурми над рівнем спокійної ванни визначають з співвідношень 0,465 Н! , метри, Рм*< Нроб 0,092 37, , калібри, де і - імпульс одиночного кисневого струменя, 3 Н, рн - густина рідкого металу, кг/м , д - сила тяжіння, м/с2, dBMx - ВИХІДНИЙ діаметр сопла фурми, м, Si- сумарний імпульс кисневих струменів, Н В перші 12 - 25% часу продувки висоту верхньої фурми плавно знижують від початкової видо робочої висоти }{ при цьому соти плаву з конвертера, тим самим сприяючи підвищенню виходу рідкої сталі, зниженню и собівартості і міри заметалювання технологічного обладнання Перевищення в перші 12 - 25% часу продувки початкової висоти фурми над робочою висотою в 1,8 - 5 - 3,5 разу необхідно для прискореного розчинення вапна і забезпечення раннього шлакоутворення Більш висока початкова висота фурми (більш ніж в 3,5 разу) буде сприяти розвитку бурхливого окислення вуглецю в результаті великого вмісту FeO в шлаці і призведе до викидів і переливів шлакометалевого розплаву з конвертера Більш низька початкова висота верхньої фурми (менш ніж в 1,8 разу в порівнянні з робочою висотою) призведе до подовження часу асиміляції вапна і затягне процес формування рідкорухомого високоосновного шлаку, що спричинить розвиток виносу металу з агрегату Зменшення висоти верхньої фурми в останні 10 - 20% часу продувки дозволить знизити окисленість ванни, що призведе до деякого підвищення виходу рідкої сталі, трохи покращить її якість і сприятливо позначиться на СТІЙКОСТІ футеровки конвертера, проте може привести до зниження СТІЙКОСТІ фурмених головок Більш переважніше з точки зору зниження агресивного високотемпературного впливу розплаву на фурмену головку висоту фурми залишити незмінною, але витрату кисню збільшити на 50 250м3/хв, що підвищить жорсткість дуття і також знизить вміст FeO в ванні наприкінці продувки, при цьому СТІЙКІСТЬ головок фурм залишиться на тому ж рівні Невиконання кожної з цих вимог негативно позначиться на процесі конвертування Приклад В кисневий конвертер ємністю 250 тон завалюють брухт, завантажують ЗО - 40% вапна від її загальної КІЛЬКОСТІ на плавку, заливають чавун, присаджують вуглецьмістячі матеріали в КІЛЬКОСТІ до 2т Іншу частину вапна (60 - 70% від загальної КІЛЬКОСТІ) присаджують до конвертера з другої по п'яту хвилини продувки При необхідності вводяться коректуючі добавки вапна за ходом плавки, але не пізніше, ніж за три хвилини до закінчення продувки Продувку киснем на всіх плавках починають в момент входу фурменої головки до горловини конвертерного агрегату У ході перших трьох-чотирьох хвилин продувки робиться плавне опускання шестисоплової фурми з початкової висоти Нф= 4м при витраті значення початкової висоти встановлюють рівним кисню GO - 1150 - 1350м3/хв до робочої висоти .2 (Ці+ 3,5) -Нрфо6 В останні 10 - 20% часу продувки висота верхньої фурми нижче за робочу висоту фурми Нф0 НІ= Нф°б на 0,1 -0,5м В останні 10 - 20% часу продувки витрату кисню на продувку підвищують на 50 - 250м3/хв Підтримання значення робочої висоти на розрахунковому рівні в залежності від витрати дуття і конструктивних особливостей дуттьового пристрою дозволить уникнути викидів і виносу роз , що дорівнює 1,2 - 1,8м, зменшивши при цьому витрату кисню Q02 до 1000 - 1200м3/хв Завдяки цьому забезпечується прискорене розчинення присадженного вапна, підтримання шлаку в рідкорухомому вспіненому стані протягом більшої частини часу продувки за відсутністю викидів, а також виключається можливість посадки дуттьового пристрою на нерозплавлений брухт і наступного руйнування наконечника По закінченні перших трьох-чотирьох хвилин плавки продувку продовжують до кінця процесу, 47732 ження СТІЙКОСТІ фурмених головок в результаті зменшення висоти фурми і збільшення міри агресивного впливу розплаву на фурмену головку більш доцільним є в останні 3 - 4 хвилини продувки збільшення витрати дуття Q02 до 1100 1350м3/хв без зменшення робочої висоти фурми встановивши робоче положення фурми }{ф° на рівні 1,2 - 1,8м і витрату кисню в межах Q02 - 1000 -1200м3/хв(фіг 1) ДОЦІЛЬНІСТЬ підтримання в перші 3 - 4 хвилини операції витрати кисню на 150 - 250м3/хв більше, ніж в основний час продувки, підтверджена в ході кампанії дослідно-промислових плавок, що пов'язано з необхідністю інтенсифікації перемішування ванни, прискорення нагрівання металу і розчинення брухту, а також запобігання надмірного подовження продувки за рахунок присадок вуглецьмістячих матеріалів З метою зменшення окисленості шлаку і металу останні 3 - 4 хвилини продувки висоту фурми знижують до 0,9 - 1,3м при витраті кисню Q02 1000 - 1200м3/хв (фіг 2) 3 метою можливого зни Нф0 , яка при цьому буде складати 1,2 - 1,8м (фіг 3) Використання запропонованих варіантів продувки дозволить отримати значний економічний ефект за рахунок виключення викидів і виносу з конвертера під час продувки, зниження міри заметалювання технологічногообладнання і окисленості металу, підвищення СТІЙКОСТІ футеровки агрегату і виходу рідкої сталі, покращення якості виплавляємого металу, зниження собівартості сталі щ о § Y/////////////J//////////////////A Ш 4 6 S Ю І2 М Є Час продувки, хв ФІГ. 1 40 •1 0 10 20 гаго 000 І а" X р X VS//S/////, 4 6 В Ю 12 Час продувки, хв Фіг. 2 ffi B J 47732 1400 WO O 1000 600 5 4 & Є: K I ё и S S C Q fit 4 8 8 Ю Час продувки, хв Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 C Q