Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ

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.

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.