способ производства стали в кислородном конвертере
Классы МПК: | C21C5/28 получение стали в конвертерах |
Автор(ы): | Машинский Валентин Михайлович (RU), Лаврик Александр Никитович (RU), Галиуллин Тахир Рахимзянович (RU), Соколов Валерий Васильевич (RU), Комшуков Валерий Павлович (RU), Буймов Владимир Афанасьевич (RU), Ермолаев Анатолий Иванович (RU), Янак Борис Ефимович (RU), Щипанов Алексей Иванович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-04-18 публикация патента:
27.02.2009 |
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку металлолома и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем. В процессе загрузки дополнительно вводят магнезиальный флюс при соотношении масс магнезиального флюса, извести и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, равном 1:(8-11):(5-35) соответственно, при этом последний загружают в количестве 10-50% от массы твердой металлошихты. Использование изобретения позволяет улучшить процесс шлакообразования, повысить стойкость футеровки, снизить расход шлакообразующих и металлошихты. 1 табл.
Формула изобретения
Способ производства стали в кислородном конвертере, включающий загрузку твердой металлошихты, в виде металлолома и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем, отличающийся тем, что в процессе загрузки извести дополнительно вводят магнезиальный флюс при соотношении масс магнезиального флюса, извести и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, равном 1:(8-11):(5-35) соответственно, при этом последний загружают в количестве 10-50% от массы твердой металлошихты.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали в конвертерах с использованием в металлозавалке различного вида скрапа.
Известен способ производства стали в конвертере, включающий подачу в конвертер шлака предыдущей плавки и металлолома, заливку чугуна, ввод шлакообразующих, продувку кислородом, причем перед подачей в конвертер шлак предварительно намораживают на поверхность металлолома (SU №1832725, С21С 5/28, опубл. 1989).
К недостаткам известного способа следует отнести низкую производительность технологии намораживания шлака на лом, необходимость использования миксера для хранения жидкого шлака, невозможность точного дозирования лома и шлака, что приводит к образованию большого количества шлака, выбросам шлака и металла из конвертера во время продувки, для предотвращения которых требуется промежуточное скачивание шлака, при этом возрастают потери металла со шлаком и расход металлошихты.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ производства стали в кислородном конвертере, включающий загрузку металлолома, извести, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем, причем дополнительно производят загрузку железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической - 60% и шлаковой - 40% составляющих, причем шлаковая составляющая содержит оксиды кальция, кремния, магния, алюминия, марганца и железа, при этом расход извести определяют в зависимости от содержания кремния в чугуне, его расхода, необходимой основности шлака и расхода железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков (RU №2169197, С21С 5/28, опубл. 1999).
Недостатком данного способа является то, что не обеспечивается получение высокомагнезиального конвертерного шлака, так как используется только железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков, содержащий до 6% MgO в шлаковой составляющей, и не достигается снижение вредного воздействия шлака на футеровку конвертера. Для повышения содержания MgO в шлаке требуется загрузка большого количества железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков в связи с недостаточным содержанием MgO в его шлаковой составляющей, что обуславливает образование увеличенного объема шлака в конвертере, выбросы металла и шлака во время продувки плавки, необходимость остановки продувки, промежуточного скачивания шлака, додувок и наведения нового шлака, при этом возрастают потери металла со шлаком, расход металлошихты и шлакообразующих материалов.
Задачей изобретения является улучшение процесса шлакообразования, повышение стойкости футеровки, снижение расхода шлакообразующих и металлошихты.
Для решения указанной задачи в способе, предусматривающем загрузку твердой металлошихты, включающей металлолом и железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков, состоящий из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем, согласно изобретению, в процессе загрузки дополнительно вводят магнезиальный флюс, при соотношении масс магнезиального флюса, извести и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, равном 1:(8-11):(5-35) соответственно, при этом последний загружают в количестве 10-50% от массы твердой металлошихты.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого способа, заключается в получении высокого содержания окислов магния в конвертерном шлаке при оптимальном его количестве, что предотвращает выбросы металла и шлака во время продувки, снижает потери металла, расход металлошихты и шлакообразующих материалов.
Технический результат достигается при указанной совокупности признаков в формуле изобретения.
Дополнительная загрузка магнезиального флюса увеличивает содержание окислов магния в шлаке до необходимого уровня не менее 10%, при котором шлак неагрессивен и снижается его вредное воздействие на огнеупорную футеровку конвертера.
Присадки магнийсодержащего материала, извести и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков при их количественном соотношении 1:(8-11):(5-35), учитывающем содержание MgO и СаО в шлаковой составляющей железосодержащего продукта, обеспечивают образование оптимального количества высокоосновного шлака, снижение выбросов металла и шлака во время продувки и уменьшение потерь металла при низком расходе шлакообразующих материалов.
При соотношении менее 1:8:5 для наведения высокоосновного шлака с содержанием MgO 10% увеличивается расход извести и магнийсодержащего материала, что приводит к повышению затрат при производстве стали.
При соотношении более 1:11:35 образуется большое количество шлака, что сопровождается выбросами металла и шлака во время продувки, увеличиваются потери металла со шлаком и расход металлошихты.
Загрузка железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков в количестве 10-50% от массы твердой металлошихты позволяет улучшить процесс шлакообразования за счет использования окислов кальция и магния, содержащихся в шлаковой составляющей железосодержащего продукта, снизить расход материалов на плавку, оптимизировать количество шлака, образующегося в конвертере.
Загрузка железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков в количестве более 50% от массы твердой металлошихты приводит к образованию большего количества шлака, что способствует увеличению выбросов металла и шлака во время продувки и росту расхода металлошихты.
При загрузке железосодержащего продукта в количестве менее 10% от массы твердой металлошихты увеличивается расход извести и магнийсодержащего материала.
Использование способа производства стали в кислородном конвертере осуществляется следующим образом.
Пример (вариант 3, таблица). При выплавке стали марки 3пс в 160 т конвертере кислородно-конвертерного цеха №1 ОАО «ЗСМК» в конвертер на дно загружали 44 т твердой металлошихты, в том числе 31 т металлолома и 13 т (30% от 44 т) железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков фракции до 500 мм, содержащего 25% шлаковой составляющей с содержанием 42% СаО и 14% MgO. Затем загружали известь в количестве 7,2 т и магнезиальный флюс с содержанием 70% MgO в количестве 0,8 т и заливали 107,2 т чугуна с содержанием 0,40% Si; 0,42% Mn; 0,025% S, 0.0096% Р. Продувку ванны вели газообразным кислородом по обычной технологии. Продувка проходила без выбросов металла и шлака. Во время повалки конвертера температура металла составляла 1630°С, химический состав металла: С - 0,06%, Mn - 0,10%, S - 0,019%, Р - 0,020%; шлака: СаО - 49%, MgO - 12%, SiO2 - 15%, MnO - 3%, FeO - 19%, основность - 3,3. Расход извести составлял 51,4 кг/т, магнезиального флюса 5,7 кг/т, металлошихты 1108 кг/т. Соотношение масс магнезиального флюса, извести и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков составляло 1:9:16.
Полученные результаты при использовании предлагаемого способа производства стали в кислородном конвертере приведены в таблице.
Таблица | |||||||
Вариант | Расход магнезиального флюса, кг/т стали | Расход извести, кг/т стали | Количество железосодержащего продукта | Соотношение масс флюса, извести и железосодержащего продукта | Расход металлошихты, кг/т стали | Содержание MgO в шлаке, % | |
% от твердой металлошихты | кг/т стали | ||||||
1 | 7,1 | 55,0 | 10 | 32,1 | 1:8:5 | 1110 | 10 |
2 | 6,4 | 52,8 | 20 | 64,3 | 1:8:10 | 1109 | 11 |
3 | 5,7 | 51,4 | 30 | 92,9 | 1:9:16 | 1108 | 12 |
4 | 5,0 | 49,3, | 40 | 121,4 | 1:10:24 | 1110 | 13 |
5 | 4,3 | 47,5 | 50 | 150,0 | 1:11:35 | 1111 | 14 |
Результаты, приведенные в таблице, показывают, что использование предлагаемого способа производства стали в кислородном конвертере, при заявляемых пределах количественных признаков, позволяет получить низкий расход извести 47,5-55,0 кг/т, магнезиального флюса 4,3-7,1 кг/т, металлошихты 1108-1111 кг/т и обеспечить высокое содержание MgO в конвертерном шлаке на уровне 10-14%.
Предлагаемый способ промышленно применим и может быть использован в сталеплавильном производстве при выплавке стали в кислородном конвертере.
Класс C21C5/28 получение стали в конвертерах