Способ выплавки конвертерной стали

(51) 21 7/00 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Поставленная цель достигается за счт использования активного рафинировочного флюса,полученного в результате ввода в жидкий шлак предыдущей плавки красного шлама глинозмистого производства, содержащего в свом составе окислы щелочных металлов. Подготовленный флюс предлагаемого состава наносят раздувом азотом на стенки конвертера по всей высоте толщиной 35-50 мм. Использование предлагаемого способа выплавки стали позволяетЗа счт ускорения режима шлакообразования снизить расход извести,доломита и марганецсодержащих сплавовЗа счт повышения серопоглотительной способности шлака снизить содержание серы в металле, и, как следствие улучшить качественные показатели на прокатном переделеЗа счт повышения активности шлакового гарнисажа увеличить стойкость футеровки от 18002000 плавок до 2500 Использовать дешвые отходы глинозмистого производства (красный шлам ПАЗа).(72) Золин Андрей Николаевич Лысенко Птр Валентинович Добромилов Александр Александрович Цымбал Виктор Павлович Кутдусова Халифа Ширьяздановна Цымбал Елена Викторовна(73) Акционерное общество АрселорМиттал Темиртау(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ КОНВЕРТЕРНОЙ СТАЛИ- ускорение режима шлакообразования при снижении расхода извести,доломита,раскислителей- повышение стойкости футеровки конвертеров без дополнительных затрат повышение пластических свойств низкоуглеродистого металла. Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к конвертерному производству. Основным принципом конвертерной плавки является ведение процесса с оптимальным расходом материалов и получением металла заданного качества. Известен способ обработки кислородноконвертерного шлака, включающий введение добавок, отличающийся тем, что с целью получения дешвого шлакообразующего материала с повышенным содержанием окислов железа и кальция, в весь конечный кислородно-конвертерный шлак вводят известняк или углекислое железо с расходом соответственно 30-40 и 40-50 от веса шлака, после чего вне конвертера осуществляют выдержку до остывания шлака. Авторское свидетельство СССР 922157, С 21 С 5/36, 23.04.82, БИ 15 Данное изобретение не учитывает использование химического и физического тепла шлака, а дальнейшее его использование вне конвертера неизвестно. Известен флюс для основного сталеплавильного процесса, состава., масс. Известняк-10-25 Жидкий конвертерный шлак предыдущей плавки-остальное. Предварительный патент РК 2278, С 21 С 7/076,БИ ПС РК 3 от 15.09.95 Температура плавления и вязкость этих флюсов при сталеплавильных процессах соответственно 1380-1550 С и 0,9-1,2 пуаз, что снижает их рафинирующие свойства и серопоглотительную способность. Кроме того, не полностью используется химический потенциал флюсов. Известен способ выплавки стали в конвертере,включающий завалку лома, заливку чугуна, присадку извести,ожелезннного доломита,высокомагнезиального материала и кислородную продувку, отличающийся тем, что в качестве высокомагнезиального материала используют высокомагнезиальный флюс, который дополнительно содержит оксиды железа и кальция, причм отношение количества последних к количеству оксида магния составляет 0,05-0,3, а расход флюса составляет 1-50 от массы ожелезннного доломита. Присадку в конвертер высокомагнезиального флюса осуществляют в завалку на оставшийся шлак после выпуска металла из конвертера и/или в течение 1095 основного времени продувки. Патент РФ 2254378 С 21 С 5/28, БИ 17 от 20.06.2005 Данный способ не учитывает комплексное использование конечного шлака предыдущей плавки,а также расход раскислителей за счт оптимизации технологии выплавки стали. Показа тель Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства стали в конвертере, включающий оставление в конвертере шлака предыдущей плавки, загрузку на шлак кальцийсодержащего материала, нанесение гарнисажа (шлакового) путм продувки шлака азотом, завалку лома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом с изменением его расхода и положения фурмы над уровнем спокойной ванны,ввод по ходу извести, выпуск стали, отличающийся тем, что в составе кальцийсодержащего материала,загружаемого на шлак, используют известняк в количестве 20-34 кг/т стали, а по ходу плавки вводят известь вместе с доломитом при общем их количестве 17-40 кг/т. Данный способ взят в качестве прототипа. Авторское свидетельство СССР 2341563 С 21 С 5/28 от 18.12.2006, опубл. 20.12.2008, БИ 35 Общим недостатком конвертерного процесса по прототипу является медленное формирование активного шлака в начальный период конвертерной плавки. Связано это с низкими температурами начала процесса и высокими температурами плавления и вязкости образующегося шлака. При обычном процессе навести шлак (основной) удатся после разогрева плавки (40-50) времени от начала продувки ванны кислородом. Но к этому времени значительная часть углерода и кремния выгорает, повышается температура плавления железо - углеродистого расплава, снижается эффект влияния шлако металлической эмульсии на рафинирующие свойства шлака (, ). Технология передува плавки до содержания углерода менее 0,06 приводит, с одной стороны, к образованию активного основного шлака, а с другой,к увеличению содержания кислорода до 0,06-0,08,что приводит к повышению содержания неметаллических включений(НВ),расхода раскислителей и увеличению расхода металла на переделах. Оставление конечного шлака предыдущей плавки позволяет улучшить шлакообразование при некотором снижении расхода флюсующих материалов. Даже продувка шлака кислородом для образования легкоплавких ферритов не дат должного эффекта из-за повышенной температуры плавления основного шлака. Целесообразно превращать конечный шлак предыдущей плавки для ведения дальнейшего процесса в рафинирующий флюс в комплексе с эффективным способом его использования. Важным является повышение серопоглотительной способности шлакови равновесного коэффициента распределения серыи фосфора . Ниже в таблице 1 приведена серопоглотительная способность компонентов основного сталеплавильного шлака. Таблица 1 Первые четыре оксида обеспечивают наиболее эффективную десульфурацию металла. Наиболее эффективным и дешвым является оксид натрия. Целью изобретения является- ускорение режима шлакообразования при снижении расхода извести,доломита,раскислителей- повышение стойкости футеровки конвертеров без дополнительных затрат повышение пластических свойств низкоуглеродистого металла. Предлагается способ выплавки конвертерной стали, включающий оставление подготовленного жидкого шлака предыдущей плавки, состава,масс.- 6,4-9,0. Введение в жидкий шлак красного шлама глинозмистого производства- 0,60 имеющего температуру начала плавления 1250 С в количестве 2-7 от массы шлака, позволяет Характеристики Расход извести, кг/т Расход доломита, кг/т Расход ферросплавов, кг/т Выход годного,Вязкость шлаков при 1600 С, среднее, пуаз Температура плавления шлаков, /среднее, С Сульфидная мкость,Коэффициент распределения серы между металлом и шлакомСтепень десульфурации за плавку,-/среднее Содержание серы на выпуске, среднее,Содержание кислорода на выпуске,Глубина лунки холоднокатаного металла, мм Стойкость футеровки, плавок обеспечить активный рафинировочный флюс. Шлам вводится в конвертер за 2-3 мин до слива металла в виде брикетов или гранул. Все описания по заявке относятся к технологии производства стали в кислородных конвертерах садкой 300 т, работающих на чугуне переменного состава по содержанию основных элементов(кремния и фосфора). Шлак (флюс) предыдущей плавки в количестве 25-30 т раздувается через вертикальную фурму азотом при давлении 12 атм в течение 6-7 мин с расходом 600-700 м 3/мин. За это время на стенках конвертера по всей высоте наносится гарнисаж толщиной 35-50 мм. Площадь поверхности шлака на футеровке конвертера после раздува составляет 156,6 м 2, против 48,7 до раздува. Шлак приведенного состава за счт ввода окислов щелочных металлов имеет повышенную адгезию к основной футеровке конвертера, а каждые 0,60 окислов щелочных металлов снижают его температуру плавления на 35-40 С. Кроме того, в значительной степени, разрушается полимерная структура, характерная для основных шлаков. Это позволяет повысить активность шлакового гарнисажа в процессе ведения следующей плавки. Схема обработки конвертерного шлака приведена на фиг.1. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ выплавки конвертерной стали отличается тем, что в состав шлака введены окислы щелочных металлов,позволяющая повысить его активность. После нанесения гарнисажа производят завалку лома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом с расходом 19000 нм 3 на плавку. По ходу ведения плавки присаживают 63-65 кг/т извести,17-19 кг/т доломита. Расход марганецсодержащих ферросплавов составляет 5,9 кг/т, выход годного 89,1. Основные показатели заявляемого способа и способа по прототипу представлены в таблице 2. Таблица 2 Заявляемый способ 64,0 17,2 5,8 89,1 0,6 - 0,8 1300- 1410 1340 2,10 6,0 - 8,3 7,7 При заявляемом способе работы (Таблица 2), в сравнении с прототипом отмечены (за счт улучшения процесса шлакообразования),следующие преимущества- Повышение выхода годного Снижение расхода шлакообразующих материалов и марганецсодержащих сплавов- Снижение содержания серы и кислорода в металле перед выпуском и, как следствие,улучшение качества холоднокатаного металла- Повышение стойкости футеровки конвертера. Таким образом, исходя из приведенных данных можно сделать выводы, что предлагаемый способ выплавки конвертерной стали с использованием рафинированного шлака(флюса) обладает признаками существенной новизны, выражающейся в улучшении технико-экономических показателей и качества металла. Способ рекомендуется для промышленного использования. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ конечного шлака предыдущей плавки в конвертере,завалку лома, заливку чугуна, продувку ванны кислородом,присадки шлакообразующих,отличающийся тем, что используют конечный шлак предыдущей плавки предлагаемого состава и наносят его раздувом азотом на стенки конвертера по всей высоте толщиной 35-50 мм, при этом состав шлака следующий, масс. Способ выплавки конвертерной стали,включающий обработку и оставление жидкого