Спосіб захисту футеровки від зносу у процесі плавлення сталі у кисневому конверторі

Изобретение относится к черной металлургии. Целью изобретения является повышение стойкости футеровки кислородных Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам защиты футеровки в кислородных конвертерах с верхней продувкой. Цель изобретения - повышение стойкости футеровки. Технической сущностью предлагаемого • способа является устранение локального износа футеровки конвертера в районе шлакового пояса за счет периодического вспенивания шлака присадками углеродсодержащего материала. Шлаковый пояс при этом получается растянутым по высоте конвертера, что дает возможность снизить глубину разъедания футеровки конвертера. Кроме того, вспененный шлак оказывает более слабое гидродинамическое конвертеров. Углеродсодержащий материал вводят отдельными порциями по 0,3 - 0,8 кг/тс интервалом 0,1 0,3 продолжительности продувки. Ввод осуществляют порциями в периоды 20 30 и 60 80% продолжительности продувки, а известь присаживают через 0,5 10. мин после ввода углеродсодержащего материала в количестве 0,8 -• 1,6 от его массы Применение данной технологии устраняет локальный износ футеровки в районе шлакового пояса за счет периодического вспенивания шлака, а также приводит к образованию шлакоизвесткового гарнисажа на стенках конвертера, что существенно снижает скорость растворения огнеупоров в шлаке и повышает стойкость футеровки конвертера. Содержание МдО в конечном шламе уменьшается до 1,2%. 4 табл. воздействие на футеровку, что позволяет снизить интегральную скорость растворения футеровки. Эффективность процесса повышается при вводе во вспененный шлак извести, которая приводит к его осаждению, причем часть шлака вместе с часіицами неассимилированной извести намораживается на футеровку и сохраняется в виде гарнисажа до следующего цикла вспенивания и осаждения шляка. При вводе углеродсодержащего материала порциями менее 0.3 кг/т не достигается достаточно эффективного вспенивания шлака, не наблюдается устранение локального раэьедания шлакового пояса футеровки, э продолжительность вспенивания 1Л С ON 00 о о 1668106 недостаточна для заметного снижения скорости растворения футеровки. При вводе углеродсодержащего материала порциями более 0,8 кг/т повышения стойкости футеровки не происходит (по сравнению с технологией ввода углеродсодержащето материала порциями 0,3 - 0,8 кг/т), а производительность конвертера снижается из-за возникновения переливов шлака через горловину конвертера и повы - 10 шения содержания серы в стали. При вводе углерода с интервалом менее 0,1 продолжительности продувки увеличивается скорость растворения футеровки вследствие дополнительного гидродинамического 15 воздействия поднимающегося и опускающегося с высокой частотой шлакового фронта. При интервале более 0,3 продолжительности продувки значительную часть времени шлаковый пояс находится под воздействием плотного жидкоподвижного шлака, ин- 20 тенсивно растворяющего футеровку. При осуществлении периодического ввода углерода в течение периода продолжительности менее 20% от начала продувки под воздействием низкоосновного высоко- 25 железистого шлака, что приводит к снижению ее стойкости. При осуществлении периодического ввода углерода в течение более первых 30% продолжительности продувки, т.е. в период начала интенсивного 30 обезуглероживания и свертывания шлака, вспенивания шлака не происходит, а ввод углерода приводит к дальнейшему снижению окисленности шлака, снижение его жидкоподвижности, ухудшению усвоения кисло- 35 рода продувки и окислению за счет этого углерода, содержащегося в футеровке, что приводит к снижению ее стойкости Аналогичная картина наблюдается и при периодическом вводе угля в период более, чем 40% 40 продолжительности продувки до ее окончания, так как в этот период также идет процесс интенсивного окисления углерода. При осуществлении периодического ввода в период менее, чем последние 20% продолжи- 45 тельности продувки, футеровка в течение достаточно длительного времени оказывается не защищенной от воздействия высокотемпературного гомогенного шлака с высоким содержанием окислов железа, что 50 приводит к снижению ее стойкости, панию гарнисажа и снижению эффективности защиты. При вводе извести более, чем через 1,0 мин после ввода углерода, гэрнисажный слой оказывается нанесенным не на всю высоту поверхности конвертера вследствие того "Что шлак начинает опускаться до ввода извести, что снижает стойкость футеровки. При вводе извести в количестве менее 0,8 от массы' введенного углеродсодержащего материала, не достигается осаждения шлака под ее воздействием, что приводит к ассимиляции извести шлаком и снижению эффективности гарнисажного покрытия, что приводит к снижению стойкости футеровки, При вводе извести в количестве более чем 1,6 от массы углеродсодержащего материала^ происходит практически полное осаждение шлака за короткий период времени, в течение которого гарнисаж не успевает образоваться. Стойкость футеровки при этом также снижается. П р и м е р . Сталь выплавляют в 160-тонном конвертере. Интенсивность продувки кислородом 400 м' /мин. Расход чугуна 110 т, расход металлолома 45 т. В завалку после металлолома вводят 8 т извести. Химический состав чугана, %: углерод 3,9; кремний 0,7; марганец 0,14; сера 0,030; фосфор 0,115. Химический состав извести: окись кальция 92; окись магния 2,5; кремнезем 3,5; п.п.п. 2. Футеровка конвертера выполнена из смолодоломитомагнезитового кирпича. Торкретирование футеровки (в том числе и факельное) не производилось. После выпуска предыдущей плавки в конвертер загружают металлолом, присаживают известь заливают чугун и начинают продувку. После зажигания плавки начинают периодическую присадку углеродсодержащего материала (угля марки АС) с различным расходом в единичной порции и частотой ввода. На первом этапе проведения исследований периодические присадки производят в течение всей продувки. Интенсивность растворения футеровки в шлаке оценивают по содержанию окиси магния в конечном шлаке. Результаты первого этапа исследования представлены в табл. 1. Анализ результатов первой серии опытных плавок показывает, что оптимальным режимом присадок является присадка угля в количестве 0,3 - 0,8 кг/т с интервалом 0,1 -0,3 продолжительности продувки, причем При вводе извести менее чем через 0,5 положительный эффект достигается только мин после ввода углерода не обеспечиваетв случае одновременного выполнения укася достаточно эффективного нанесения шлакового гарнисажа на футеровку вследствие 55 занных требований по массе порции и интервалу между присадками. того, что поверхность огнеупоров не успеваНа втором этапе изучают эффективет в достаточной для обеспечения надежного ность различной продолжительности периконтакта со шлаком степени провзаимодейстодов периодического ввода вовать сего компонентами, что приводит к осы 1668-106 углеродсодержащего материала, что связано с отрицательным воздействием угля на стойкость футеровки в период интенсивного обезуглероживания. Результаты второй серии опытных плавок, проведенных при расходе угля в единичной порции 0,5 кг/т и интервале между присадками 0,2 продолжительности продувки, приведены в табл. 2. Из приведенных в табл, 2 данных следует, что при ограничении продолжительности ввода угля в начале и конце продувки происходит дальнейшее повышение стойкости футеровки. На третьем этапе проведения исследований вводят дополнительную известь для формирования на поверхности футеровки временного гарнисажного слоя, предохраняющего футеровку от шлаковой коррозии в период между вспениванием шлака. Известь присаживают порциями различной массы через определенные интервалы после ввода угля. Результаты исследования представлены в табл. 3. Массы порции угля 0,5 кг/т, интервал 0,2; время присадок первые и последние 30% продолжительности продувки. Таким образом, присадка извести в оптимальном режиме обеспечивает дальнейшее с н и ж е н и е с к о р о с т и растворения футеровки в печном шлаке. Для получения интегральной оценки эффективности разработанного способа проведена промышленная кампания работы конвертера по предлагаемой технологии. Опробование проводится на трех конвертерах, работающих одновременно, использу 5 10 15 20 25 30 5 ющих один и тот же чугун, известь, лом, кислород и т.д. Результаты опробования приведены в табл. 4. В результате опробования установлено, что применение предлагаемого способа обеспечивает существенное повышение стойкости футеровки при практически неизменных технологических показателях конвертерной плавки. При использовании предлагаемого способа отмечено повышение температуры металла на повэлке, что связано с более качественным теплообменом между отходящими из конвертера газами и вспененным шлаком, что дает возможность увеличить долю перерабатываемого металлолома. Кроме того, наблюдается снижение запыленности отходящих газов, что связано с их фильтрацией во вспененном шлаке. Формула изобретения Способ защиты футеровки от износа в процессе выплавки стали в кислородном конвертере, включающий ввод извести и углеродсодержащего материала по ходу продувки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости футеровки, известь и углеродсодоржащий метериал вводят порциями в периоды 20 - 30% и 60 - 80% продолжительности продувки с интервалом между ними 0,1 -0,3 от продолжительности продувки, при этом все каждой порции углеродсодержащего материала равен 0.3 - 0,8 кг/т стали, а известь вводят через 0.5 - 1,0 мин после ввода каждой порции углеродсодержащего материала, в количестве 0,8 -1,6 от ее массы. Таблица 1 Масса угля в од- Содержание окиси магния в конечном шлаке, %-, при интервале между, присадками угля, мин ной порции, кг (доля продолжительности продувки) (кг/т) 1,8(0,1) 3.6 (0,2) 7,2 (0.4) 5,4 (0,3) 1.4(0,08) 4,4 33 (0,2) 4,5 4,9 4,6 4.8 2,3 50 (0,3) 4,5 •2.1 2,1 4,9 82 (0,5) 4,8 2,4 2,3 4,7 2,2 132(0,8) 4,7 2,0 • 2,2 4,7 2,1 148(0,9) 4,8 4,7 4,6 4,6 4,5 Технология известного способа MqO-5,6% Таблица 2 со со со со со см' см" см* см см' Продолжительно- Содержание окиси магния в конечном шлаке, % при продолжительности переодического сть периодич. ввода в конце продувки, мин ввода в начале 10 20 30 40 50 продувки, мин (% от продолж. продувки ) 2,3 2,3 2,3 2.3 1.8(10) 1.8 1.6 2,3 1,6 3,6 (20) 1,8 2,3 1,7 4.5 (25) и 1,6 1,8 6.0 (30) *2,3 • 1.7 2,3 2,3 7.2 (40) 2.3 2,3 СП СП со .* £ О СП со Таблица 3 Масса извести Содержание окиси магния в конечном шлаке. %, при интервале между присадкой угля и извести, водной порции, кг мин (доля от массы уг0.4 0.5 0.7 1,0 1,1 ля ) 57(0,7) 1.7 1.7 1.7 1.7 и 66 (0.8) 1,7 1.2 1.3 1.7 1,2 98(1,2) 1,7 1.2 1,3 1,7 1.2 131(1.6) 1.7 1,2 1,2 1,7 1.3 139(1,7) 1,7 1.7 • 1.7 1.7 1.7 Таблица 4 Н о м е р Применяе- Масса пор- Интервал конверте- мая техно- ции угля, м е ж д у ра логия кг/т прис. угля. доля продолжител ьност и продувки 1 Предлагаемая 0,3 0.1 _•*_ 0,8 0.3 2 Известная 5 0' 3 Продолжи- Продолжи- Интервал тельность тельность ввода изввода угля ввода в вести, мин в начале конце про- после ввопродувки. дувки ,% да угля Результаты опробовани* Масса ! извести. Стойкость] Продолжи- Содержа - Выход год-| доля от футеровки, тельность ние серы в НОҐО, % массы уг- количест- п л а в к и . г о т о в о й I ля во плавок мин стали, % % 20 30 0.5 20 40 0 0.5 1,0 0 0,8 1,6 1,0 923 914 458 52 52 54 0.032 0,032 0.032 90.6 90,8 90.7 1668406 Редактор Н.Яцола Составитель В.Кириленко Техред М.Моргентал Корректор С.Черни Заказ 2627 Тираж 385 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101