способ удаления шлака из дуговой печи

Формула изобретения

Способ удаления шлака из дуговой печи, включающий ввод карбюризатора и продувку металла кислородом, отличающийся тем, что карбюризатор вводят на шлак в количестве 20-50 кг/т шлака в процессе продувки кислородом с расходом 15-25 м³/ч на 1 т стали.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу удаления шлака из печи.

Известен способ производства углеродистых и низколегированных сталей в стотонных дуговых печах, включающий оставление в печи конечного шлака предыдущей плавки и ввод в печь в процессе расплавления шихты извести и карбюратора, массу которого определяют расчетом (а.с. N 1708868, кл. С 21 С 5/52). Способ позволяет, в частности, рассчитать массу карбюризатора, необходимого для науглероживания металла и вспенивания образующегося в процессе расплавления шихты шлака, однако полученная подобным образом масса карбюризатора явно недостаточна для максимально возможного удаления шлака из печи в период расплавления.

Известен способ выплавки стали в дуговых печах, включающий наводку пенистого шлака присадками плавикового шпата, кокса и извести (а.с. N 1370150, кл. С 21 C 5/52). Способ позволяет эффективно вспенивать и поддерживать в подобном состоянии шлак в процессе расплавления и окислительного периода и тем самым экранировать тепловое излучение электродуг. Недостатком же данного способа является невозможность быстрого (в течение 0,1-0,5 мин) и максимально полного удаления окислительного шлака из печи (необходимого, в частности, перед вводом ферросплавов) из-за недостаточной массы кокса в порции смеси (3-6 кг/т шлака).

Известен способ удаления окислительного шлака из электродуговой печи, включающий вспенивание и удаление шлака газопорошковой струей с последующей продувкой ванны кислородом в течение 1-3 мин (а.с. N 910788, кл. С 21 C 5/52). Способ позволяет в значительной степени сократить тяжелый физический труд при скачивании шлака и получить, в частности, сталь с низким содержанием фосфора, серы и газов. Недостатком данного способа является наличие специального дефицитного оборудования для вдувания газопорошковой смеси, снижение температуры металла вследствие использования извести и необходимость иметь избыточную по сравнению с марочной концентрацию углерода в металле. Последнее обстоятельство из-за значительного количества случаев "мягкого" расплава существенно ограничивает использование указанного способа. Приведенный способ наиболее близок к целям и технической сущности заявляемого способа и может быть принят за прототип.

Задача заявляемого изобретения максимальное удаление шлака из печи без повышения при этом себестоимости стали.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе удаления шлака из дуговой печи, включающем ввод карбюризатора, карбюризатор вводят на шлак в количестве 20-50 кг/т шлака в процессе продувки кислородом с расходом 15-25 м^З/ч/т стали.

Суть предлагаемого изобретения заключается в следующем. Ввод карбюризатора в процессе продувки шлакометаллического расплава кислородом способствует быстрейшему окислению карбюризатора и выделению большого количества окиси углерода, вследствие чего шлак быстро вспенивается и сходит из печи самотеком.

При отсутствии газообразного кислорода реакция окисления углерода карбюризатора при взаимодействии с окислами железа протекает слабо, что значительно снижает эффективность вспенивания и схода шлака через порог рабочего окна.

Количество карбюризатора определяется эффективностью вспенивания и удаления шлака, а также отсутствием таких побочных явлений как, например, дополнительное науглероживание металла.

При расходе карбюризатора шлака менее 20 кг/т реакция вспенивания быстро затухает, при этом количество сошедшего шлака явно недостаточно. Для удаления оставшегося в печи шлака необходима в этом случае дополнительная присадка карбюризатора, что приводит к неоправданному затягиванию продолжительности плавки.

Расход карбюризатора свыше 50 кг/т шлака приводит к науглероживанию металла и необходимости дополнительной продувки металла кислородом после скачивания шлака, что также увеличивает продолжительность плавки.

Продувка шлакометаллического расплава с расходом кислорода менее 15 м³/ч/т стали ослабляет реакцию окисления карбюризатора, вспениваемость, и удаление шлака из печи свыше 25 м^З/ч/т приводит к выбросам металла и шлака из печи вследствие бурного развития реакции окисления углерода.

Заявляемый способ реализован следующим образом. Выплавку стали производят в 100-т дуговых печах. Масса металла, находящегося в печи, составляет 112 т, масса шлака 4 т. Через систему конвейеров через свод в печь вводят 120 кг карбюризатора, в качестве которого используют коксовую мелочь. Расход кислорода составляет 2000 м^З/ч. Шлак в результате ввода карбюризатора и продувки кислородом вспенивается и максимально удаляется из печи самотеком. Масса шлака в шлаковой чаше после скачивания составляет 3,5 т. После ввода в печь и ковш ферросплавов и раскислителей металл и шлак полностью выпускают в ковш. Толщина слоя шлака в ковше составляет 80 мм.

По заявляемому способу выплавлено 41 плавка стали марки 45. В качестве сравнения по технологии прототипа была выплавлена 1 плавка. Данные опытных и сравнительных плавок представлены в таблице.