Охлаждение кислородно-конверторной плавки, виды охладителей



Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения плавки в конвертере, включающий продувку расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы и осуществления ею прямого измерения температуры металла и содержания углерода в металле, автоматический расчет количества кислорода и массы охладителей, необходимых для окончания продувки и их присадку.(Бюллетень научно-технической информации.Черная металлургия, с. 43-44, N 21, 1985).

Недостатком данного способа является неэффективное охлаждение плавки в конвертере после прямого измерения измерительной фурмой температуры металла и содержания в нем углерода. Это приводит, в свою очередь, к снижению производительности конвертеров вследствие дополнительных присадок охладителей, покачиваний конвертера и осуществления замеров температуры металла. Вследствие задолженности конвертеров по времени при охлаждении "горячих" плавок это негативно отражается на футеровке и приводит к снижению ее стойкости.

Технический результат заключается в увеличении производительности конвертеров, стойкости футеровки конвертеров, снижение расхода охладителей.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе охлаждения плавки в конвертере, включающем продувку расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, ввод измерительной фурмы и осуществление ею прямого измерения температуры металла и содержания углерода в металле, автоматический расчет массы охладителей, необходимых для окончания продувки и их присадку, согласно предполагаемого изобретения, после прямого измерения измерительной фурмы температуры металла исодержания углерода в металле, кислородную фурму устанавливают на высоте 35-38 калибров, осуществляют подачу кислорода с интенсивностью 1,9-2,6 м3 мин до израсходования кислорода 1,35-2,0 м3/т, после чего повышают интенсивность кислородной продувки до 3,25-4,85 м3 мин, присаживают в конвертере расчетную массу охладителей и заканчивают продувку после израсходования кислорода 0,65-1,15 м3/т.

Кроме того, в условиях работы с комбинированной продувкой; в период присадки в конвертер охладителей и до конца продувки осуществляют донное перемешивание нейтральным газом с интенсивностью 0,05-0,25 м3 мин.

Сущность заявляемого предложения заключается в следующем.

Присадка расчетной массы охладителей сразу же после осуществления прямого замера температуры металла и содержания в нем углерода измерительной фурмой оказывается часто малоэффективной и не обеспечивает высокой скорости охлаждения металла. Это происходит в основном из-за неподготовленности шлакового расплава к "приему" массы охладителей, нахождения шлака в состоянии более близком к гетерогенному, чем к гомогенному по своей консистенции. В связи с этим присаживаемые сыпучие охладители вступают в химическую реакцию (со шлаковым расплавом) лишь частично и в основной своей массе оказываются непрореагировавшими. Это, в свою очередь, приводит к дополнительным присадкам охладителей, увеличение цикла плавки и снижению стойкости футеровки, перерасходу сыпучих охладителей. Причина получения шлакового расплава к окончанию продувки с консистенцией близкой к гетерогенному состоянию объясняется увеличением динамического напора кислородной струи при продувке вследствиеснижение скорости обезуглероживания и мощности перемешивания ванны.

Вследствие малоэффективности от присадки расчетной массы охладителей и низкой скорости охлаждения металла, в условиях получения перегретого металла, после прямого замера температуры, комплекс измерительной фурмы используется неэффективно и теряется весь смысл ее установки и эксплуатации.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает эффективное высокоскоростное охлаждение перегретого металла. Это достигается за счет использования регламентированного режима продувки.

Установка кислородной фурмы на высоте 35-38 калибров и продувка кислородом с интенсивностью 1,9-2,6 м3 мин до израсходования кислорода 1,35-2,0 м3/т обеспечивает получение жидкотекучих гомогенных шлаков, способных к "приему" массы сыпучих охладителей и обеспечивающих условия для охлаждения перегретого металла.

 

Установка кислородной фурмы на высоте более 38 калибров приводили к снижению стойкости футеровки и производительности конвертеров (увеличение цикла плавки) вследствие осаждения шлака на повалке конвертера.

Продувки кислородом с интенсивностью менее 1,9 м3 мин приводили к снижению стойкости футеровки и производительности конвертеров (увеличение цикла плавки) вследствие увеличения времени на получение жидкотекучих шлаков.

Продувка кислородом с интенсивностью более 2,6 м3 мин приводили к снижению производительности конвертеров, стойкости футеровки и увеличенному расходу охладителей вследствие низкой скорости охлаждения металла из-за гетерогенных шлаков.

При израсходовании кислорода менее 1,35 м3/т увеличивался расход охладителей, снижались производительность конвертеров (повышался цикл плавки), и стойкость футеровки конвертера, вследствие недостаточности кислорода на разложение цикла. При израсходовании кислорода более 2,0 м3/т увеличивался цикл плавки и снижалась стойкость футеровки конвертера, вследствие вспенивания шлака и его осаждения на повалке конвертера.

В качестве охладителей был выбран мягкообожженный доломит, расчетная масса 2 т. Расчетное количество кислорода 200 м3.

Израсходовав расчетное количество по ЭВМ еще 200 м3 кислорода на продувку с обычной интенсивностью 1200 м3/мин и рабочем положением кислородной фурмы 1,8 присадили в конвертер расчетную массу охладителей (2 т доломита).

Закрыли кислород на продувку. Повалили конвертер. Температура металла и содержание углерода составили соответственно 1653oC и 0,06% Шлак находился в гетерогенном состоянии. Присадили в конвертер еще 2 т мягкообожженного доломита, покачали конвертер, осуществили замер температуры. Температура металла составила 1645oC. После этого вновь присадили в конвертер 3 т доломита, покачали конвертер и осуществили замер температуры металла. Температура металла составила 1643oC и не снижалась вследствие нахождения шлакового расплава в гетерогенном состоянии. В связи с этим вновь осуществили периодические покачивания конвертера с замерами температуры. Плавку слили при температуре металла 1635oC. Цикл плавки составил 48 мин.

Сравнительный анализ двух способов показал, что при осуществлении предлагаемой технологии с соблюдением последовательности технологических операций и заявляемых технологических параметров обеспечивалось скоростное охлаждение плавок, что приводило к сокращению цикла плавки на 11 мин, снижение скорости износа футеровки конвертера на 20% и сокращению расхода охладителя (доломита) в 3,3 раза (13,02 кг/пл).

Формула изобретения

1. Способ охлаждения плавки в конвертере, включающий продувку расплава кислородом, снижение интенсивности подачи кислорода в конце продувки, старт измерительной фурмы и осуществление ею прямого измерения температуры металла и содержания углерода в металле, автоматический расчет количества кислорода, массы охладителей, необходимых для окончания продувки, и их присадку, отличающийся тем, что после прямого измерения температуры металла и содержания углерода в металле, кислородную фурму устанавливают на высоте 35 38 калибров, осуществляют подачу кислорода с интенсивностью 1,9 2,6 м3 мин до израсходования кислорода 1,35 2,00 м3/т, после чего повышают интенсивность кислородной продувки до 3,25 4,85 м3 мин, присаживают в конвертер расчетную массу охладителей и заканчивают продувку после израсходования кислорода 0,65-1,15 м3/т.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в период присадки в конвертер охладителей осуществляют донное перемешивание нейтральным газом интенсивностью 0,05 0,25 м3 мин.

20 РАСКИСЛЕНИЕ И ЛЕГИРОВАНИЕ СТАЛИ

 

Раскисление стали

Технологическую операцию, при которой растворенный в металле кислород переводится в нерастворимое в металле соединение или удаляется из металла, называют раскислением. После операции раскисления сталь называют раскисленной. Такая сталь при застывании в изложницах ведет себя «спокойно», из нее почти не выделяются газы, поэтому такую сталь называют «спокойной». Если же операцию раскисления не проводить, то встали при ее постепенном охлаждении в изложнице будет протекать реакция между растворенным в металле кислородом и углеродом. Образующиеся при этом пузырьки оксида углерода будут выделяться из кристаллизующегося слитка, металл будет бурлить. Такую сталь называют «кипящей».

В некоторых случаях раскисление стали проводят таким образом, чтобы удалить из нее не весь кислород. Оставшийся растворенный кислород вызывает кратковременное «кипение» металла в начале его кристаллизации. Такую сталь называют «полуспокойной».

Строение слитка кипящей и полуспокойной стали отличается от строения слитка спокойной стали.

Применяют следующие способы раскисления стали:

а) глубинное;

б) диффузионное;

в) обработкой синтетическими шлаками;

г) обработкой вакуумом.

Легирование стали

Легированием называют процесс присадки в сталь легирующих элементов, чтобы получить так называемую легированную сталь, т.е. такую сталь, в составе которой находятся специальные примеси, введенные в нее в определенных количествах для того, чтобы сообщить стали какие-либо особые физико-химические или механические свойства.

Сточки зрения влияния на свойства стали легирующие элементы делят на две большие группы:

а) 1-я – легирующие элементы, расширяющие γ-область твердых растворов. В эту группу входят как элементы обладающие неограниченной растворимостью в железе (никель, марганец, кобальт), так и элементы, образующие сплавы, в которых гомогенная область непрерывного ряда твердых растворов ограничивается гетерогенной вследствие появления новых фаз (углерода, азота, меди);

б) 2-я – легирующие элементы, суживающие γ-область. Сюда входят как элементы, образующие с железом сплавы с полностью замкнутой γ-областью (бериллий, алюминий, кремний, фосфор, титан, ванадий, хром, молибден, вольфрам), так и элементы, образующие сплавы с суженной γ-областью (ниобий, тантал, цирконий, церий).

В зависимости от степени сродства к кислороду легирующие элементы также делят на две большие группы:

а) 1-я – легирующие элементы, сродство к кислороду у которых меньше, чем у железа (никель, кобальт, молибден, медь);

б) 2-я – легирующие элементы, сродство к кислороду у которых больше, чем у железа (кремний, марганец, алюминий, хром, ванадий, титан).

Кроме легирующих этих двух основных групп применяют легирующие, введение которых в металл связано с возможной опасностью для здоровья, так как пары этих металлов или их соединений вредны (сера, свинец, селен, теллур).

Во всех случаях для удешевления стали стремятся использовать максимальное количество дешевых отходов (шлак, руду), содержащих нужный элемент.

 


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 935; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!