способ выплавки стали в кислородном конвертере

Формула изобретения

Способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий подачу в конвертер жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов, продувку металла кислородом сверху через погружную фурму, изменение по ходу продувки расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава, отличающийся тем, что после завершения кислородной продувки металла производят частичное скачивание шлака и проводят продувку металла азотом сверху через погружную фурму с интенсивностью 1000 1200 м³/мин продолжительностью 1,5 2,0 мин, во время продувки металла азотом обеспечивают положение фурмы 0,4 0,6 м над уровнем металла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в кислородном конвертере.

Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий продувку металла сверху кислородом через фурму и снизу через донные фурмы нейтральным газом в течение всей плавки, подачу в расплав шлакообразующих добавок и охладителей, определение химического состава металла, слив металла в разливочный ковш и подачу в него раскислителей [патент РФ № 2031131, кл. C21C 5/28].

Известный способ предполагает использование усложненной конструкции кислородного конвертера с комбинированной продувкой.

Известен выбранный в качестве прототипа способ выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов, продувку металла кислородом сверху через погружную фурму, изменение по ходу продувки положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии и расхода кислорода. В шихту дополнительно вводят железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков с содержанием железа общего не менее 85% в соотношении к количеству металлолома 2:1, а в составе шлакообразующих материалов дополнительно используют охладители в виде известняка и доломита в количестве, зависящем от расхода чугуна, расхода лома, расхода железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, температуры чугуна, содержания кремния в чугуне, температуры стали [патент РФ № 2386703, кл. C21C 5/28].

Существенным недостатком данного способа выплавки стали является повышенное содержание активного кислорода в металле по окончании плавки, что приводит:

- к увеличению угара ферросплавов и раскислителей;

- к высокой загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися при раскислении металла во время выпуска из конвертера.

Задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы обеспечить снижение содержания активного кислорода в металле после продувки в конвертере.

Желаемым техническим результатам изобретения является снижение расхода ферросплавов, алюминия и легирующих материалов для получения требуемого химического состава готовой стали, а также снижение содержания неметаллических включений, образующихся при раскислении металла во время выпуска из конвертера.

Для этого предлагается способ выплавки стали, включающий подачу в кислородный конвертер жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов, продувку металла кислородом сверху через погружную фурму, изменение по ходу продувки ее интенсивности и положения фурмы над уровнем металла, отличающийся тем, что после завершения продувки металла кислородом производят частичное скачивание шлака, после чего сверху через погружную фурму проводят продувку металла азотом с интенсивностью 1000 1200 м³/мин продолжительностью 1,5 2,0 мин, во время продувки металла азотом обеспечивают положение фурмы 0,4 0,6 м над уровнем металла.

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем. Частичное скачивание высокоокисленного конвертерного шлака в чашу перед продувкой металла азотом обеспечивает снижение количества попадающего из конвертера шлака в сталеразливочный ковш во время выпуска.

Интенсивность и продолжительность продувки металла азотом подобраны исходя из создания наиболее благоприятных условий для удаления кислорода из металла во время продувки. При снижении интенсивности менее 1000 м³ /мин и продолжительности продувки менее 1,5 мин не решается основная задача данного способа - снижение содержания активного кислорода в металле, вследствие чего не произойдет снижение расхода ферросплавов, алюминия и легирующих материалов. Увеличение интенсивности и продолжительности продувки более 1200 м³/мин и 2,0 мин соответственно приводит к дополнительному охлаждению металла и увеличению материальных затрат на нагрев металла на агрегатах внепечной обработки.

Положение продувочной фурмы 0,4 0,6 м над уровнем металла выбрано с целью обеспечения наиболее эффективного перемешивания металла в конвертере. При увеличении положения фурмы над уровнем металла более 0,6 м будет в большей степени происходить перешивание оставшегося в конвертере шлака и недостаточное перемешивание металла, а при более глубоком погружении фурмы над уровнем металла менее 0,4 м приведет к дополнительному износу огнеупорной футеровки конвертера.

Пример конкретного осуществления способа.

Заявляемый способ получения стали был реализован при выплавке более 200 плавок стали марок К52, К60 в 370-тонных кислородных конвертерах.

В начале выплавки металла производили завалку в конвертер металлического лома в количестве 80 90 т, извести в количестве 6 8 т и заливку жидкого чугуна в количестве 310 320 т, содержащего 4,0 4,5% C, 0,5 1,0% Si, менее 0,060% P, менее 0,035% S, температура жидкого чугуна составляла 1320 1380°С. По ходу продувки плавки в конвертер присаживали порциями по 1,0 2,0 т известь в количестве 15 20 т. Продолжительность продувки металла составляла от 14 до 18 мин, расход кислорода на продувку составил - 20500 21500 м³. В начале продувки металла положение фурмы составляло 0,6 м над уровнем металла, по ходу продувки кислородом производили погружение фурмы до уровня 0,2 м с интервалом в 0,05 0,1 м через каждые 3 4 мин продувки в зависимости от реакции металла и шлака в конвертере.

После окончания кислородной продувки металла производили частичное скачивание шлака в количестве 5 10 т, после чего производили подключение фурмы к азотной магистрали и далее проводили продувку металла азотом с интенсивностью 1000 1200 м³/мин продолжительностью 1,5 2,0 мин, во время продувки металла азотом обеспечивали положение фурмы 0,4 0,6 м над уровнем металла. Измерение окисленности металла проводили до и после продувки металла азотом.

При выплавке стали по заявленному способу произошло снижение окисленности металла в конвертере перед выпуском из конвертера в среднем с 1250 ppm до 1000 ppm, что привело к снижению удельного расхода ферросплавов и алюминия на 1,5 и 1,0 кг/т соответственно. Кроме того, произошло снижение отсортировки металла в прокатных цехах по дефектам «неметаллические включения» и «плены».