Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к процессам выплавки стали в конвертере.

Наиболее близким по технической сущности является способ. выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер металлошихты, состоящую из стального металлолома и жидкого чугуна, продувку расплава кислородом сверху через погружную фурму, подачу в конвертер шлакообразующих материалов и углеродсодержащего материала. Размеры кусков лома не превышает размеры 2000х1050х750 мм. Толщина кусков лома, обеспечивающая его расплавление, составляет 260-350 мм при удельном расходе кислорода в пределах 2-5 м³/т•мин (см. Якушев A.M. Справочник конвертерщика. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990, с.211).

Недостатком известного способа является низкая стойкость кислородной фурмы и снижение стойкости футеровки конвертера. Это объясняется тем, что в начале продувки кислородом при зажигании плавки в рабочей полости конвертера имеется окислительная атмосфера, содержащая до 20-30% кислорода. При наличии в металлошихте крупногабаритных кусков стального лома струи кислорода, истекающие из фурмы, отражаются от них в сторону футеровки и в сторону кислородной фурмы. В этих условиях происходит прогар нижней части фурмы и повышенный износ футеровки конвертера.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости кислородной фурмы и футеровки конвертера.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ выплавки стали в конвертере включает подачу в конвертер металлошихты в виде стального лома и жидкого чугуна, продувку расплава кислородом сверху через погружную фурму, подачу в конвертер шлакообразующих материалов и углеродосодержащего материала.

Перед заливкой жидкого чугуна в конвертер подают лом с габаритами, определяемыми соотношением максимальной площади поверхности куска лома к площади отверстия горловины конвертера в пределах 0,1-0,2. Долю лома с указанными габаритами устанавливают в пределах 0,2-1,0 всего количества подаваемого в конвертер лома, а после заливки чугуна одновременно с началом продувки кислородом в конвертер подают углеродосодержащий материал с расходом в пределах 0,25-1,3 кг/т поданной металлошихты.

Повышение стойкости кислородной фурмы и футеровки конвертера будет происходить вследствие регламентации габаритов кусков стального лома и подачи в конвертер в начале продувки кислородом углеродсодержащего материала. В этих условиях при начале продувки кислородом в рабочем пространстве конвертера создается восстановительная атмосфера из оксида углерода СО. При этом струи кислорода из фурмы перемешиваются с оксидами углерода и при отражении от крупногабаритных кусков стального лома не оказывают окислительного и отрицательного воздействия на кислородную фурму и футеровку конвертера.

Диапазон значений отношения габаритов максимальной площади поверхности кусков лома к площади отверстия горловины конвертера в пределах 0,1-0,2 объясняется технологическими условиями загрузки стального лома в конвертер. При меньших значениях габариты кусков лома будут меньше необходимых значений, вследствие чего будет снижаться температура ванны расплава сверх допустимых значений из-за быстрого растворения лома в чугуне. При больших значениях будет увеличиваться время расплавления кусков лома сверх допустимых значений.

Диапазон величины доли лома в общем количестве подаваемого лома с заявляемыми габаритами в пределах 0,2-1,0 объясняется теплофизическими закономерностями процесса выплавки стали в конвертере. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимый режим выплавки из-за увеличения объема лома сверх допустимых значений. При больших значениях будет увеличиваться время расплавления лома сверх допустимых значений.

Диапазон значений расхода углеродсодержащего материала в пределах 0,25-1,3 кг/т металлошихты объясняется физико-химическими закономерностями образования восстановительной атмосферы в конвертере в начале продувки кислородом. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимое содержание оксида углерода в атмосфере конвертера. При больших значениях будет происходить перерасход углеродосдержащего материала и нарушение хода конвертерной плавки из-за вспенивания ванны расплава.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ выплавки стали в конвертере осуществляют следующим образом.

Пример. Перед выплавкой стали марки ст3сп в конвертер подают металлошихту в виде стального лома и жидкого чугуна со следующим химическим составом, мас. %: C 4,5; Mn 0,2-0,5; Si 0,3-0,4; Р 0,025; S 0,025. В конвертер подают шлакообразующие материалы в виде извести с расходом 70-100 кг/т металлошихты, а также углеродсодержащий материал в виде кокса.

Перед заливкой жидкого чугуна в конвертер подают лом с габаритами, определяемыми соотношением максимальной площади поверхности кусков лома F к площади отверстия горловины конвертера f в пределах 0,1-0,2. Долю лома с указанными габаритами устанавливают в пределах 0,2-1,0 от всего количества подаваемого в конвертер лома. После заливки жидкого чугуна одновременно с началом продувки кислородом с расходом 2-5 м³/т•мин расплава в конвертер подают углеродсодержащий материал в виде кокса с расходом в пределах 0,25-1,3 кг/т поданной металлошихты.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В 1 и 5 примерах вследствие несоответствия технологических параметров необходимым значениям не обеспечивается повышение стойкости фурмы и футеровки конвертера.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения заявляемых технологических параметров необходимым значениям обеспечивается повышение стойкости фурмы на 40-60% и стойкости футеровки конвертера на 8-12%.