Способ обработки расплавленной стали алюминием

 

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАС ПЛАРЛЕННОЙ СТАЛИ АЛЮМИНИЕМ в емкости , например .в сталеразливочном « ковше под слоем шлака, включающий принудительное погружение алюминия в глубину расплава, отличающийся тем, чтр, с целью повышения .степени усвоения алюминия и снижения его расхода,-уменьшения содержания неметаллических включений , улучшения качества поверхности металла и повышения выхода годной .,-.,,.,,.,,.. ли, алюминий погружают в расплав в центральной зоне емкости и одновременно на двух или более участках, удаленных от центра, причем в центральной зоне алюминий погружают на глубину О,,7 высоты расплава, а на других участках - на глубину, уменьшенную пропорционально удалению от центра на величину 0,OiZ-0,04 глубины на каждые О,1 доли радиуса открытой поверхности емкости. 2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что алюминий погружают по разные стороны от центра в количествах, обеспечивающих равенство моментов выталкивающих сил. & 3.Способ попп. 1и2, отличающийся тем, что алюми|; ий перед погружением в расплав подогревают над открытой поверхностью .расплава в ковше. h. Способ по пп. 1 - 3 о т л ичающийся тем, что после погружения в расплав алюминий вращают в хгоризонтальной плоскости вокруг центра емкости. 5. Способ попп. 1 -k, отличаю щ и и с я тем, что после погружения в расплав алюминию сообщают Колебательные движения в.верти кальной плоскости.

„„SU„„ 57 1 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

315Р С 21 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3ФМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3335288/22-02 (22) 31.08.81 (46) 30.06.83. Бюл. И 24 (72) В.В. Ласенко, А.В. Иванченко, Ю.ф. Комов, Ю.Е. Зырянов, Е.И. Тюрин и С.С. Морозов (53) 669.18.046.5 (088.8) (56) l. Поволоцкий Д.Я. и др. Электрометаллургия стали и ферросплавов.

М., "Металлургия", 1974, с. 235.

2. Воинов С.Г. и др. Рафинирование стали синтетическими шлаками.

М., "Металлургия", 1970. с. 258.

3. Лебедев В.И. и др. Непрерывная разливка, стали. N., Черметинформация. 1976.-Обзорная информация, с. 2, сер, 6, вып. 3. (54)(57) 1. clloc06 оБРАБотки PAc—

ПЛАВЛЕННОЙ СТАЛИ АЛЮМИНИЕМ в емкости, например .в сталеразливочном . ковше под слоем шлака, включающий принудительное погружение алюминия в глубину расплава, о т л и ч а юшийся тем, чтр, с целью повышения .степени усвоения алюминия и снижения его расхода,-уменьшения содержания неметаллических включений, улучшения качества поверхности металла и повышения выхода годной стали, алюминий погружают в расплав в центральной зоне емкости и одновременно на двух или более участках, удаленных ат центра, причем в цент-. ральной зоне алюминий погружают на глубину 0,5-0,7 высоты расплава, а на других участках - на глубину, уменьшенную пропорционально удалению от центра на величину 0,02-0,04 глубины на каждые 0,1 доли радиуса открытой поверхности емкости. 2 .. Способ no n. 1, о т л и ч аю шийся тем, что алюминий погружают по разные стороны от центра в количествах, обеспечивающих равенство моментов выталкивающих сил. Ф

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ие ч а ю шийся тем, что алюминийперед погружением в расплав подогревают над открытой поверхностью .расплава в ковше.

4. Способ по пп. 1 - 3, о т л ич а ю шийся тем, что после погружения в расплав алюминий вращают в горизонтальной плоскости вокруг центра емкости.

5. Способ по. пп. 1 - 4, о т л ич а ю шийся тем, что после погружения в расплав. алюминию сообщают колебательные движения в верти" кальной плоскости.

102

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам обработки стального расплава алюминием и другими раскислителями.

При производстве большинства марок стали алюминий для окончательного раскисления металла присаживают на дно ковша перед сливом или на струю металла (1 1 .

Однако при введении алюминия на струю происходит значительный угар алюминия из-эа большого различия в плотности алюминия и жидкой стали (2, 7 и 7, 7 г/см9, что приводит к всплыванию алюминия на поверхность стали. При этом контакт чушки со сталью происходит по одной плоскости, а по остальным пяти - окисление за счет кислорода атмосферы и шлака.

Известен способ обработки расплавленной стали в сталеразливочном ковше под слоем известково-глиноземистого шлака, включающий принудительное его погружение в глубину расплава на штангах f 2 ) .

Указанный способ дает хорошие результаты и при рафинировании стали известково-глиноземистым шлаком, когда значительная часть алюминия восстанавливается в металл из синтетического шлака, однако при обработке стали известково-силикатным шлаком этот способ дает усвоение алюминия не более 20-303.

Наиболее близким к предлагаемому является способ принудительного погружения алюминия в находящуюся в ковше под слоем шлака жидкую сталь в виде брусков на штанге (3 ) . .НедостатоК известного способа состоит в том, что алюминий при таком . способе введения усваивается метал.лом плохо, значительная его часть всплывает в шлак, металл имеет повышенйую загрязненность оксидными неметаллическими включениями и повышенную склонность к образованию поверхностных дефектов на слитках, слябах, в готовом прокате.

Цель изобретения - повышение степени усвоения алюминия и снижение его расхода, уменьшение содержания неметаллических включений,:-улучшение качества поверхности металла и повышение выхода годной стали.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки ра сплавленной стали алюминием в емкости, например в сталеразливочном ковше под слоем шлака, включающему принудительное погружение алюминия в глубину расплава, алюминий nor-ружрет в расплав в центральной зоне емкости и одновременно на двух или более участках, удаленных от центра, причем в центральной зоне алюминий

10 погружают на глубину 0,5"0,7 высоты расплава, а на других участкахна глубину, уменьшенную пропорционально удалению от центра на величину 0,02-0,04 глубины на каждые 0 1

15 доли радиуса открытой поверхности емкости, При этом алюминий погружают по разные стороны от центра в .количествах, обеспечивающих равенство момен20 тов выталкивающих сил.

Алюминий перед погружением в расплав подогревают над открытой поверхностью расплава B ковше.

После погружения в расплав алюми» ний вращают в горизонтальной плоскости вокруг центра емкости.

После погружения в расплав алюминию сообщают колебательные движения в вертикальной плоскости.

Рассредоточение алюминия в объеме ковша способствует повышению скорости его растворения и более равномерному распределению в металле. Распределение его от оси емкости к ее краю на уменьшающейся глубине также способствует повышению степени использования алюминия в силу особенностей конвективных потоков металла в емкости. В центре емкости конвективные потоки направлены вверх, у кра4О ев емкости - вниз.

Пропорциональное уменьшение глубины погружения алюминия от оси к краю емкости способствует тому, что растворяющийся алюминий полнее вов4 лекается в нижние слои металла и полнее взаимодействует с ним. При этом не только повышается использование алюминия, но и снижается загрязненность стали скоплениями оксидных неметаллических включений, поскольку создаются условия для более полного их всплывания, вследствие чего снижается пораженность слябов и готового проката поверхностными дефектами и

55 увеличивается выход годного металла.

Пример ы 1 - 4 . Конструкционную сталь выплавляют в 25 т дуго,вой электропечи и выпускают вместе

1025731

20 с восстановительным шлаком . в сталеразливочный ковш (диаметр ковша

1900 мм, наполнение ковша металлом

1650 мм). После выпуска металл в ковше обрабатывают алюминием посред- . ством принудительного его погружения с помощью специального устройства.

Стандартные точки закрепления алюминия в устройстве располагают таким образом, чтобы они соответствовали расположению участков обрабатываемого металла в центральной зоне и на удаление от центра ковша (от осевой линии) на расстояние от 0,2. радиуса до стенки ковша -- участка 5 (см. табл. 1) .

При этом участки 1, 3 и 5 располагают с одной стороны от центра {условно слева), а участки 2 и 4 - с противоположной (условно справа).

На плавках 1 - 4 алюминий закрепляют в центре устройства и на двухпяти участках, удаленных от центра (см. табл. 2). Величину смещения алюминия по высоте на участках 1 - 5 регулируют пропорционально удалению от центра на величину 0,02-0,04 глубины-на каждые О, 1 доли радиуса открытой поверхности (см. табл. 2).

Причем моменты сил слева и справа от оси уравновешивают подбором мас" сы алюминиевых кусков.

На плавке 1 устройство с закрепленным алюминием после погружения в металл и выдержки 10-15 с вращают, а на плавке 4 ему придают колебательные движения в вертикальной плоскости и в диапазоне глубин погружения алюминия в центре ковша 0,5-0;7 высоты слоя справа.

На плавке 2.алюминий перед погружением в расплав подогревают над открытой поверхностью расплава в течение 2 мин.

Расход алюминия приведен в табл.3.

После обработки алюминием металл выдерживают .10-15 мин и разливают на установке полунепрерывной разливки на слябы, из которых иэготавливют расходуемые электроды для последующего электрошлакового переплава.

Слитки ЭШП прокатывают на заготовке

100x10D мм.

Содержание алюминия контролируют в ковшевой пробе при разливке металла, содержание оксидных неметалли" ческих включений - в готовом прокате, качество поверхности - в литых слябах и готовом прокате.

Сведения об усвоении алюминия, содержании неметаллических- включений и браке металла по поверхностным дефектам приведены в табл. 3, 5

: Кроме плавок 1 - 4 для сравнения приведены данные по плавкам 5. 7

Иеталл плавок 5 и 6 обрабатывают по режиму, отличающемуся от предлагаемого тем, что в центральной час10 ти алюминий погружают слишком глубоко (плавка 5> или недостаточно глубоко (плавка 6), кроме центральной эоны алюминий вводят только на од= ном участке, причем слишком глубоко

15 (плавка 5) или недостаточно глубоко (плавка 6). Е точке 2 алюминий погружают глубже, чем в центре, а в . точке 4 на такую же глубину, как в, центре (плавка 6).

Плавка 7 является характерной для прототипа - весь. алюминий погружают в расплав на одном участке, например, на глубину 0,6 Высоты рас25

Как видно из табл. 3 предлагаемый способ обработки стали алюминием позволяет существенно повысить степень усвоения алюминия (на 25-403) и снизить его расход для обработки, например, углеродистой стали по крайней.мере на D, 1 кг/т, уменьшить загрязненность стали оксидными неметаллическими включениями, снизить

З5 брак литых слябов и готового проката по поверхностным дефектам и увели. чить выход годного металла на 0,250,403.

Экономический эффект при производстве углеродистой стали при выплавке 10000 т стали в год составит .около 47 тыс. руб.

При производстве легированной стали экономический эффект будет

45 значительно выше.

Предлагаемый способ требует незначительных расходов на изготовление устройства для введения алюминия и

50 может быть реализован в действующих электросталегглавильных цехах.

Предлагаемый способ в целом может быть. использован также для обработки расплава и другими раскисли55 телями, однако режимные параметры осуществления способа при использовании других раскислителей могут несколько изменяться.

1025731

Таблица 1

Участок

1 () I

Расположение

1 2 . 3 4 5

0,2 0,4 0,6 0,8

1,0

Сле.- Спра- Сле- Спра- Слева ва ва ва ва

Таблица 2

Глубина погружения алюминия в расплав в центре и на участках 1 - 5, числители -мм,. знаменатели - доли общей .высоты расплава

Высота

Марки стали

Пример

3 в центре

860 760 500

0,52 0,46 0,30

40ХН2МА 1650

1150 1050 960

0,70 0,64 0,58

700 500

0,42 0,30

1650

12ХНЗА

1000 860 - 700

0000 О, 52 0,42

1650

30ХГСА

1000 880 800 756 660 4,60 0 53 0 08 0005 О 0

1650

0 ° 70

1650 0000 1650

Î000

1650

О, ГО

Удаление от центра ковша, доли радиуса

Условное положение относительно центрального участка

0,50

О, О

0,50

0 35

1025731

Продолжение табл. 2 меньшение глубины погуржения а участках I - 5 по сравнению центральным на каждые О, 1 доли адиуса емкости, доли высоты

Примечание

Пример

0,03 0,03 0,04 ..Вращательные движения

0,03

0,03

0,02

3 0,04

0,03

0,025

0,025 0,0250,017

О, 025

То же

fl ототип

0,81

0,04,2 015 010 010

0,80

0,08

12ХН3А

0,520,2

3 ЗОХГСА

0,25, 0,05

0,17

0,62

0,15

015 01 015 01

0,60

О,1

0,22

0 72.

0 5

0,15 0,1

О, 3 4

0,69

0,1, О 70

0,70

4" 45

В

5" 45

6" 45

7"" 45

4 0,35 0,03

0,02 Перед введе-нием в металл подогревают

Колебательдвижения в вертикальной плоскости

Режим отклоняется от предлагаемого

Продолжение табл. 3

1025731,Брак металла по поверхностным дефектам, Ф

< о е х о

З Э

Ф X ж з

Э о ф о

:>

Ф о

5 бzO

Ф Х

7 с (s ож сФ в

Ф Ф Ю

>, с

Ф о

z а

e r.

% а e

Э ( с о о

D Ф.О 8Р

Ф с

Ф

l . СЭ слябов готового проката

1 0 051 63

2, 0,045 56

0,40

1,58

1,82

0,25

0,38

3 0,052 84

1 73

4% 0,042 70 (9 0,034 47

1,67

0,36

1>93

0,03

6" 0,038 48

7"" 0,021 30

0,05

2,07

0,60 0,40

2,37 Составитель В, Долгий

Редактор Ю. Ковач Техред А. Бабинец Корректор О. Билак

Заказ 4500/20 .Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

5 о хам

X C

Ф ЭЮ .Z 7

Ф6Э мх ав Ф

Ф х

AX O оза ото

"Режим отклоняется от предлагаемого

""Прототип

0,35 Ов25

0,45 0,30

0,40 0,22

0,39 0,25

0.58 0 39

Ою53 .0942