SU931754A1 - Method for processing crude iron in convertor - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПЕРЕДЕЛА ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ(54) METHOD OF CHANGE OVER A PIG IN A CONVERTER

1one

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к производству стали в конвертерах.This invention relates to ferrous metallurgy, in particular to steel production in converters.

Известны способы передела чугуна в сталь, по которому продувку расплава в конвертерах ведут кислородом, подаваемым через днище, в оболочке защитной среды, например природного газа, пара, мазута и т. д. 1.Known methods of redistribution of iron into steel, in which the blowdown of the melt in the converters are oxygen supplied through the bottom, in the shell of a protective environment, such as natural gas, steam, fuel oil, etc. 1.

К недостаткам этих способов относитс  снижение доли переплавл емого лома (на 5-6%), ухудшение условий шлакообразовани  и удалени  вредных примесей по сравнению с процессами, в которых продувка металла в конвертерах ведетс  кислородом сверху.The disadvantages of these methods include the reduction of the share of the smelted scrap (by 5-6%), the deterioration of the conditions of slag formation and the removal of harmful impurities as compared with the processes in which the metal in the converters is blown with oxygen from above.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам  вл етс  способ передела чугуна в конвертере, включающий продувку жидкого металла кислородом сверху и снизу 2.The closest to the proposed technical essence and the achieved results is the method of redistribution of iron in the converter, including the blowing of liquid metal with oxygen from above and below 2.

Недостаток способа заключаетс  в том, что при продувке ванны сверху и снизу увеличиваетс  скорость отход щих газов, что приводит к усиленному выносу металла из конвертера, не позвол ет полностью использовать пропускную способность газоотвод щего тракта и интенсифицировать процесс рафинировани  чугуна.The disadvantage of the method lies in the fact that when the bath is blown from above and below, the velocity of the exhaust gases increases, which leads to enhanced removal of metal from the converter, does not allow to fully use the throughput capacity of the gas tract and intensify the process of pig iron refining.

Цель изобретени  - повышение стойкости днища и интенсификаци  процессаThe purpose of the invention is to increase the durability of the bottom and the intensification of the process.

5 передела чугуна в сталь.5 redistribution of iron into steel.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе передела чугуна в конвертере, включающем продувку ванны жидкого металла стру ми кислорода сверху и одновременно стру ми кислорода, подаваемыми в среде защитного газа, снизу и регулирование расхода кислорода, подаваемого через форму верхнего дуть , .продувку ведут с попарным пересечением в пределах ванны жидкого металла струй кислорода,The goal is achieved by the fact that in the method of redistribution of cast iron in the converter, including blowing the bath of liquid metal with oxygen jets from above and simultaneously with oxygen jets supplied in protective gas, from below and controlling the flow of oxygen supplied through the upper blowing form, pair crossing in the bath of liquid metal jets of oxygen,

5 подаваемых сверху и снизу, и регулируют положение фурмы верхнего дуть .5 fed from the top and bottom, and adjust the position of the top blowing lance.

В течение времени операции продувку ведут с расходом кислорода вDuring the operation, purging is carried out with oxygen consumption in

1,01 -1,5 раза превышающим номинальный 20 при положении фурмы верхнего дуть  над поверхностью ванны на уровне 41-60 приведенных калибров фурмы, а в остальное врем  с номинальным расходом кислорода при положении фурмы 15-40 калибров. Начина  с 80-85% времени операции и до ее завершени  продувку снизу ведут с расходом кислорода в 1,01 -1,8 раза превышающим номинальный. Кроме того, в течение 25-30% времени операции продувку ведут при распределении подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутье в соотношении (1,01 -1,3) : 1, а в остальное врем  в соотношении (0,6- 1,0) : 1. Продувка ванны в течение 25-30% времени операции (времени окислени  шлакообразуюш .их примесей кремни  и марганца ) с расходом кислорода в 1,01 -1,5 раза превышающим номинальный (расход кислорода , соответствующий максимальной пропускной способности газоотвод щего тракта конвертора) при положении фурмы верхнего дуть  над поверхностью ванны на уровне 41-60 приведенных калибров (диаметров сопла) обеспечивает более полное использование пропускной способности газоотвод щего тракта конвертера и интенсификацию плавки в этот период операции. Дело в том, что при продувке с посто нным номинальным расходом кислорода, соответствующим максимальной пропускной способности газоотвод щего тракта конвертера в период интенсивного обезуглероживани  ванны (наибольщего газовыделени  из конвертера), пропускна  способность тракта используетс  неполностью в начальной и конечной стадии операции, когда значительна  часть вдуваемого кислорода расходуетс  на окисление Si, Мп, Р, Fe без выделени  газа. Поэтому можно увеличить расход кислорода на продувку сверх номинального в начальной и конечной стадии операции и тем самым добитьс  более равномерного газовыделени  из конвертера в ходе продувки , полного использовани  пропускной способности газоотвод щего тракта и в конечном итоге интенсификации плавки. При пересечении за счет встречного взаимодействи  и торможени  кислородных струй вблизи поверхности металлической ванны при предлагаемых услови х продувки в течение 25-30% времени операции обеспечиваетс  такой характер продувки, который ведет к больщему поступлению окислов железа в щлак, ускорению растворени  извести , опережающему развитию дефосфорации по сравнению с обезуглероживанием ванны. Проведение продувки в остальное врем  операции с номинальным расходом кислорода при положении фурмы верхнего дуть  15-40 калибров обеспечивает полное исполь зование пропускной способности газоотвод щего тракта в период интенсивного окислени  углерода при пересечении кислородных струй в глубинных сло х металлической ванны вблизи днища конвертера, ведущем к более «жесткой продувке, а следовательно , к меньшему поступлению окислов в шлак ускоренному развитию реакции обезуглероживани  и растворени  скрапа, получению на конечной стадии операции металла с низкой окисленностью. Вер-хний предел превышени  в 1,5 раза расхода кислорода над номинальным в течение 25-30% времени операции обусловлен максимально возможным газовыделением из конвертера в это врем  при переделе чугуна обычного состава. В случае превышени  значени  верхнего предела количество отход щих из конвертера газов превысит пропускную способность газоотвод щего траста, что повлечет за собой выбивание пламени и дыма из-под зонта, накрывающего горловину конвертера, и загр знение окружающей среды на рабочей площадке цеха. При работе конвертера с уменьшением нижнего предела превыщени  (в 1,01 раза) расхода кислорода над номинальным наблюдаетс  низкое использование пропускной способнбсти газоотвод щего тракта, а отсюда и все отмеченные выше недостатки, соответствующее обычным услови м продувки с посто нным номинальным расходом кислорода. Верхний предел положени  фурмы верхнего дуть  над ванной в 60 калибров в течение 25-30% времени операции ограничен услови ми максимально возможного поступлени  окислов железа в щлак без образовани  выбросов при данных услови х продувки и превыщение этого предела сопровождаетс  чрезмерным переокислением шлака, вспениванием последнего, образованием выбросов металло-шлаковой взвеси из конвертера и уменьшением выхода жидкой стали . Нижний предел положени  фурмы верхнего дуть  над ванной в 41 калибр в течение 25-30% времени операции обусловлен услови ми минимальноВОЗМОЖНОГО поступлени  окислов железа в шлак без ухудшени  процесса шлакообразовани , при понижении его значени  происходит обеднение шлака окислами железа, замедленное шлакообразование и удаление фосфора. Верхний предел положени  фурмы верхнего дуть  над ванной в 40 калибров в остальное врем  операции ограничен услови ми максимально возможного поступлени  окислов железа в шлак при интенсивном обезуглероживании ванны без образовани  выбросов. Превышение этого значени  положени  фурмы над ванной сопровождаетс  развитием интенсивных выбросов шлако- металлической взвеси из конвертера и потер ми металла. Нижний предел положени  фурмы верхнего дуть  над ванной в 15 калибров в остальное врем  операции ограничен услови ми минимально возможного поступлени  окислов железа в шлак. При расположении фурмы над ванной ниже 15 калибров происходит обеднение шлака .окислами железа, образуетс  гетерогенный шлак и вследствие продувки чистого зеркала металла развиваетс  интенсивный вынос последнего из конвертера с заметалливанием фурмы, горловины и котла-утилизатора конвертерного агрегата.1.01 -1.5 times the nominal 20 when the top tuyere is positioned to blow over the bath surface at the level of 41-60 given tuyere gauges, and the rest of the time with a nominal oxygen flow rate when the tuyere is 15-40 calibres. Starting from 80-85% of the time of the operation and until its completion, the bottom blowdown is carried out with oxygen consumption 1.01-1.8 times the nominal one. In addition, for 25-30% of the time of the operation, the purge is carried out with the distribution of oxygen supplied to the upper and lower blast in the ratio (1.01 -1.3): 1, and during the rest of the time in the ratio (0.6-1.0 ): 1. Purging the bath for 25-30% of the operation time (oxidation time of slag-forming silicon and manganese impurities) with oxygen consumption 1.01-1.5 times the nominal (oxygen consumption corresponding to the maximum throughput of the gas exhaust duct Converter) with the position of the upper lance blowing over the surface of the bath at the level of 41-60 these calibers (nozzle diameters) provides a more complete use of the throughput capacity of the gas exhaust duct of the converter and the intensification of heat during this period of operation. The fact is that when purging with a constant nominal oxygen flow rate corresponding to the maximum throughput of the gas exhaust duct of the converter during the period of intensive decarburization of the bath (the maximum outgassing from the converter), the throughput of the duct is used incompletely in the initial and final stages of the operation, when a significant part of the blown oxygen is consumed for the oxidation of Si, Mn, P, Fe without gas evolution. Therefore, it is possible to increase the oxygen consumption for purging above the nominal in the initial and final stages of the operation and thereby achieve a more uniform gas release from the converter during the purge, full use of the throughput capacity of the gas tract and ultimately the intensification of the heat. When crossing, due to the counter-interaction and braking of oxygen jets near the surface of the metal bath, under the proposed conditions of purging for 25-30% of the operation time, such character of purging is ensured, which leads to a greater flow of iron oxides into schlak, accelerated lime dissolution, and compared to decarburizing bath. Carrying out a purge during the rest of the operation with a nominal oxygen consumption at the position of the top lance blowing 15-40 calibres ensures full utilization of the gas exhaust duct throughput during the intensive oxidation of carbon when crossing the oxygen jets in the deep layers of the metal bath near the converter bottom leading to more "Hard blowing and, consequently, to a lower flow of oxides into the slag, accelerated development of the decarburization and dissolution of scrap, obtaining at the final stage operation with low metal oxidation. The upper limit of 1.5 times the excess of oxygen consumption over the nominal one within 25–30% of the operation time is due to the maximum possible gas evolution from the converter at this time during the redistribution of pig iron of the usual composition. If the upper limit value is exceeded, the amount of gases escaping from the converter will exceed the throughput capacity of the gas exhaust trust, which will entail escaping the flame and smoke from under the umbrella covering the converter mouth, and environmental pollution at the work site of the workshop. When the converter operates with a decrease in the lower limit of excess (by 1.01 times) of the oxygen consumption over the nominal, low utilization of the throughput capacity of the gas duct is observed, and hence all the disadvantages noted above, corresponding to the usual purge conditions with a constant nominal oxygen consumption. The upper limit of the position of the upper tuyere blowing over a 60-caliber bath for 25-30% of the operation time is limited by the conditions for the maximum possible iron oxides entering the slag without generating emissions under these conditions of blowing and exceeding this limit is accompanied by excessive re-oxidation of the slag, foaming of the latter, formation emissions of metal-slag suspension from the converter and a decrease in the yield of liquid steel. The lower limit of the position of the upper tuyere blowing over a 41-caliber bath for 25-30% of the operation time is determined by the conditions of minimally POSSIBLE iron oxides entering the slag without impairing the slag-forming process, while decreasing its value, the slag is depleted with iron oxides, delayed slag formation and phosphorus removal. The upper limit of the position of the upper tuyere to blow over a 40-caliber bath during the remainder of the operation is limited by the conditions for the maximum possible iron oxide entering the slag during intensive decarburization of the bath without generating emissions. Exceeding this position of the tuyere over the bath is accompanied by the development of intense emissions of slag-metal suspension from the converter and metal losses. The lower limit of the position of the upper tuyere to blow over a 15-gauge bath at the remaining time of the operation is limited by the conditions for the minimum possible supply of iron oxides to the slag. When the tuyere is positioned above the bath below 15 calibers, the slag is depleted by iron oxides, a heterogeneous slag is formed, and as a result of blowing a clean metal mirror, the last of the converter develops with intensive sweeping of the tuyere, the neck and the waste heat boiler of the converter unit.

Продувка конвертерной ванны снизу с расходом кислорода в 1,01 -1,8 раза превышающим номинальный, начина  с 80- 85% времени операции и до ее завершени , обеспечивает более полное использование пропускной способности газоотвод ш,его тракта конвертера в окончательный период плавки, когда количество отход щих из конвертера газов существенно уменьшаетс  изза пониженного содержани  углерода в расплаве . Увеличение в 1,01 -1,8 раза расхода кислорода на продувку над номинальным, начина  с 80-85% времени операции, позвол ет приблизить газовыделение из конвертера до уровн , соответствующего периоду интенсивного окислени  углерода и тем самым интенсифицировать процесс продувки и сократить продолжительность плавки.Purging the converter bath from below with oxygen consumption 1.01-1.8 times the nominal one, starting from 80-85% of the operation time and before its completion, provides a more complete use of the gas discharge capacity of the w, its converter path in the final melting period, when the amount of waste gases from the converter is significantly reduced due to the reduced carbon content in the melt. An increase of 1.01-1.8 times the oxygen consumption for purging over the nominal one, starting from 80-85% of the operation time, allows the gas evolution from the converter to be approached to a level corresponding to the period of intense oxidation of carbon and thereby intensify the purge process and shorten the duration of melting .

Верхний предел увеличени  расхода кислорода на продувку снизу (в 1,8 раза) над номинальным, начина  с 80-85% времени операции, ограничен пропускной способностью газоотвод щего тракта конвертера при продувке металла с низким содержанием углерода.The upper limit of the increase in the oxygen consumption for purging from the bottom (by 1.8 times) over the nominal one, starting from 80-85% of the operation time, is limited by the capacity of the gas exhaust duct of the converter when blowing metal with low carbon content.

В случае продувки с расходом кислорода , превышающим номинальный более чем в 1,8 раза, происходит выбивание пламени и дыма из-под зонта, накрывающего горловину конвертера, что ведет к нежелательному загр знению атмосферы цеха.In the case of purging with an oxygen consumption exceeding the nominal more than 1.8 times, flame and smoke are ejected from under the umbrella covering the converter mouth, which leads to undesirable pollution of the workshop atmosphere.

Обоснование нижнего предела увеличени  расхода кислорода на продувку (в 1,01 раза) над номинальным, начина  с 80-85% времени операции, .в точности соответствует вышеописанному обоснованию этой величиныдл  начальных времениоперации .The rationale for the lower limit of the increase in the oxygen consumption for purging (1.01 times) over the nominal one, starting from 80-85% of the operation time, corresponds exactly to the above rationale for this value for the initial operation times.

Продувку в течение 25-30% времени операции при распределении подаваемого кислорода на вер х нее и нижнее дутье в соотношении (1,01 -1,3) : 1, а в остальное врем  в соотношении (0,8-1,0) : 1 позвол ет регулировать услови  встречного взаимодействи  и торможени  кислородных струй, подаваемых сверху и снизу, в пределах металлической ванны и тем самым оптимизировать процессы шлакообразовани , растворени  с-крапа и окислени  примесей.Blowdown for 25-30% of the operation time for the distribution of oxygen supplied to the top and the lower blowing in the ratio (1.01 -1.3): 1, and the rest of the time in the ratio (0.8-1.0): 1 allows controlling the conditions for the oncoming interaction and braking of the oxygen jets supplied from above and below within the metal bath and thereby optimizing the processes of slag formation, dissolution with specks and oxidation of impurities.

Верхний предел превышени  (в 1,3 раза ) расхода кислорода, подаваемого сверху над нижним в течение 25-30% времени операции, обусловлен услови ми минимально возможного поступлени  окислов железа в шлак при рекомендуемых услови х продувки без ухудшени  процесса шлакообразовани . В случае превышени  этой величины верхнего предела встречное взаимодействие и торможение кислородных струй.The upper limit of the excess (by 1.3 times) of the oxygen consumption supplied from above to the lower for 25-30% of the operation time is determined by the conditions for the minimum possible supply of iron oxides to the slag under the recommended conditions of blowdown without worsening the slagging process. If this upper limit value is exceeded, the counter interaction and the deceleration of oxygen jets.

подаваемых сверху и снизу, осуществл ешьс  в глубинных сло х металлической ванны, вблизи днища конвертера, что ведет к обедн нию шлака окислами железа, ухудшению растворени  извести и шлакообразовани ,supplied from the top and bottom, carried out in the deep layers of the metal bath, near the bottom of the converter, which leads to the impoverishment of the slag with iron oxides, deterioration of lime dissolution and slag formation,

замедлению окислени  фосфора и серы. Нижний предел превышени  (в 1,01 раза) расхода кислорода, подаваемого сверху в течение 25-30% времени операции, обусловлен услови ми максимально возможного поступлени  окислов железа в шлак при реко0 мендуемых услови х продувки без образовани  выбросов.deceleration of phosphorus and sulfur oxidation. The lower limit of the excess (by 1.01 times) of the oxygen consumption supplied from above for 25-30% of the operation time is determined by the conditions for the maximum possible supply of iron oxides to the slag under the recommended conditions for purging without generating emissions.

При уменьшении этой величины нижнего предела встречное взаимодействие и торможение кислородных струй, подаваемыхAs this lower limit value decreases, the oncoming interaction and the deceleration of oxygen jets supplied

5 сверху и снизу в течение 25-30% времени операции, осуществл етс  вблизи поверхности металлической ванны, что ведет к чрезмерному обогащению шлака окислами железа, образованию интенсивных выбросов металло-шлаковой эмульсии и умень0 шению выхода жидкой стали.5 at the top and bottom for 25-30% of the time of the operation, carried out near the surface of the metal bath, which leads to excessive enrichment of slag with iron oxides, the formation of intense emissions of the metal-slag emulsion and a decrease in the yield of liquid steel.

Продувка в течение остального времени операции при распределении подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутье в соотношении 1 : 1 (верхний предел) обусловлена услови ми максимального поступлени  окислов углерода без образовани  выбросов. В случае превышени  расхода кислорода, подаваемого сверху над нижним, происходит при выбранных услови х продувки встречное взаимодействие и торможение кислородных струй, направленных сверху и снизу, вблизи поверхности металлической ванны, что сопровождаетс  переокислением шлака и образованием выбросов. Нижний предел (0,8-1) распределени  подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутьеThe purging operation for the rest of the operation when the oxygen supply to the upper and lower blast is 1: 1 (upper limit) is determined by the conditions for maximal flow of carbon oxides without generating emissions. If the flow rate of oxygen supplied from above to below is exceeded, under selected purge conditions, the reciprocal interaction and inhibition of oxygen jets directed from above and below, near the surface of the metal bath, which is accompanied by slag over-oxidation and formation of emissions. The lower limit (0.8-1) of the distribution of oxygen supplied to the upper and lower blast

5 выбран исход  из условий минимального поступлени  окислов железа в шлак. При уменьшении величины нижнего предела подачи кислорода сверху встречное взаимодействие и торможение кислородных струй5 is selected on the basis of the conditions for the minimum entry of iron oxides into the slag. With a decrease in the value of the lower limit of oxygen supply from above, the counter interaction and the deceleration of oxygen jets

0 при выбранных услови х продувки происходит в глубинных сло х металлической ванны, что ведет к обеднению шлака окислами железа и продувке чистого зеркала металла с образованием интенсивных выносов , заметалливанием фурмы, горловины кон5 вертера и котла-утилизатора.Under the selected conditions, the purging takes place in the deep layers of the metal bath, which leads to the depletion of slag with iron oxides and the purging of a clean metal mirror with the formation of intense removal, lining of the tuyere, the neck of the converter and the waste heat boiler.

На чертеже изображена схема осуществлени  способа.The drawing shows a scheme for implementing the method.

В днише 1 конвертера 2 установлены газокислородные стационарные фурмы 3, аAt the bottom of 1 converter 2 stationary gas-oxygen stationary tuyeres 3 are installed, and

Q сверху введена фурма 4. Из фурмы 3 истекают струи 5, из фурмы 4 истекают струи 6 в металл 7.Q from the top introduced lance 4. From lance 3 jets 5 expire, from lance 4 jets 6 expire in metal 7.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

5 В металл 7 подаютс  струи 5 и б из фурм 3 и 4, установленных так, что их оси пересекаютс  в пределах металлической ванны 7. По ходу продувки измен ют по5 Jets 5 and b are fed to metal 7 from tuyeres 3 and 4, which are installed so that their axes intersect within the metal bath 7. During the blowing process, they change along

Claims (4)

Формула изобретенияClaim 1. Способ передела чугуна в конвертере, включающий продувку ванны жидкого ме- талла струями кислорода сверху и одновременно струями кислорода, подаваемыми в среде защитного газа, снизу и регулирование расхода кислорода, подаваемого через форму верхнего дутья, отличающийся тем, что, 5 с целью повышения стойкости днища и интенсификации процесса, продувку ведут с попарным пересечением в пределах ванны жидкого металла струй кислорода, подаваемых сверху и снизу, и регулируют положения фурмы верхнего дутья.1. A method of redistributing cast iron in a converter, comprising purging a molten metal bath with oxygen jets from above and simultaneously with oxygen jets supplied in a shielding gas medium from below and regulating the oxygen flow rate supplied through the upper blast form, characterized in that, 5 in order to increase the stability of the bottom and the intensification of the process, purging is carried out with pairwise intersection within the bath of liquid metal of oxygen jets supplied from above and below, and adjust the position of the lance of the upper blast. ¹⁰¹⁰ 2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что' в течение 25—30% времени операции продувку ведут с расходом кислорода в 1,01 —1,5 раза превышающим номинальный при положении фурмы верхнего дутья над 1₅ поверхностью ванны на уровне 41—60 приведенных калибров фурмы, а в остальное время с номинальным расходом кислорода при положении фурмы 15—40 калибров.2. The method according to π. 1, characterized in that for 25-30% of the operation time, purging is carried out with an oxygen flow rate of 1.01-1.5 times higher than the nominal value when the tuyeres of the upper blast are positioned above 1 _{5 of} the bath surface at the level of 41-60 reduced tuyere calibres, and the rest of the time with a nominal oxygen flow rate with the tuyere position of 15-40 calibres. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что начиная с 80—85%-ного времени ²⁰ операции и до ее завершения продувку снизу ведут с расходом кислорода в 1,01 —1,8 раза превышающим номинальной.3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that starting from 80–85% of the time of the ^20th operation and until its completion, purging from below is carried out with an oxygen flow rate of 1.01-1.8 times the nominal. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в течение 25—30% времени опера-4. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that during 25-30% of the time the opera 25 ции продувку ведут при распределении подаваемого кислорода на верхнее и нижнее дутье в соотношении (1,01 —1,3) : 1, а в остальное время в соотношении (0,6—1,0) : 1.25 purges are carried out with the distribution of oxygen supplied to the upper and lower blast in the ratio (1.01-1.3): 1, and the rest of the time in the ratio (0.6-1.0): 1.