Способ выплавки стали

 

1.СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий наведение основного известкового шлака, скачивание части этого шлака, присадку в печь кремнийсодержащих материалов в количестве, обеспечивающем получение 1-5% шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6, ввод ферросплавов выпуск стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стали, увеличения производительности печи и повьаиения стойкости ее футеровки, присадку кремнийсодержащик материалов начинают за 20-25 мин до выпуска металла и производят непрерывно и равномерно до окончания его выпуска, а ферросплавы вводят в металл по достижении отношения окиси кальция к кремнезёму в шлаке 1,3-1,5. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в период присадки в шлак кремнийсодержащих материалов металл продувают инертньпл газом. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащие материалы вводят в металл в струе инертногогаза. 4. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащих материалов используют отработанный конечный шлак сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси КЕШЬция к кремнезему 0,1-0,2. о: ю о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (19) Ol),у(5И С 21 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ГО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3398423/22-02 (22) 22.02.82 (46) 30.07.83. Бюл. В 28 (72) Н.Г.Гладышев, Л.К.Косырев, A.Г.Зубарев, М.М.Клюев, Е.Н.Ивашина, В.С.Римкевич и Ф.Г.Костяная (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (53) 621.745.456(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 461128, кл. С 21 С 7/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 885292, кл. С 21 С 7/00, 1979. (54)(57)$CÏOÑOÁ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий наведение основного известкового шлака, скачивание части этого шлака, присадку в печь кремнийсодержащих материалов в количестве, обеспечивающем получение 1-5% шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6, ввод ферросплавов выпуск .стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью улучшения качества стали, увеличения производительности печи и повышения стойкости ее футеровки, присадку кремнийсодержащик материалов начинают за 20-25 мин до выпуска металла и производят непрерывно и равномерно до окончания его выпуска, а ферросплавы вводят в металл по достижении отношения окиси кальция к кремнезему в шлаке 1,3-1,5.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в период присадки в шлак кремнийсодержащих материалов металл продувают инертным . газом.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а — сз ю шийся тем, что кремнийсодержащие материалы вводят в металл в струе инертного газа.

4. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в качест.— ве кремнийсодержащих материалов используют отработанный конечный шлак сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси кальция к кремнезему 0,1-0,2.

<Р

1032024

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения стали в агрегатах c основной футеровкой.

Известен способ выплавки шарикоподшипниковой стали, включающий плавление шихты, проведение окислительного периода, скачивание окислительного шлака, наведение основного известкового шлака, ввод в печь за

10-15 мин до выпуска кварцита в ко- 10 личестве, обеспечивающем основность шлака перед выпуском 0,7-1,3 присадку ферросплавов, выпуск стали с печным шлаком и обработку в ковше ар-. гоном f17.

1 I

Способ имеет следующие недостатки: ввод кварцита в основной известковый шлак снижает основность этого .шлака, что приводит к рефосфорации и ресульфурации; обработка основной стали шлаком основностью 0,7-1,3 не обеспечивает получеиие в ней достаточно низкого содержания оксидных неметаллических включений; наличие в печи перед выпуском большого количества шлака с повышенной основностью затрудняет перевод его в шлак с пониженной основностью; содержание в шлаке 35-45% окиси кальция обусловливает его значительную водородопроницаемость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали, включающий наведение основного известкового шлака, скачи- 3!i .ванне части этого шлака, присадку в печь кремнийсодержащих .материалов в количестве, обеспечивающем получение 1-5Ъ шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремне- 4О зему 0,3-0,6, ввод ферросплавов, выпуск стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше 2 .

Недостатки известного способа получения стали заключаются в следую- 45 щем.

Разовая присадка кварцита за 1015 мин до выпуска металла не обеспечивает быстрого формирования рафинировочного шлака, достаточно однородного по своему химическому составу и физическому состоянию (жидкоподвижности) моменту ввода в металл ферросплавов, что в целом снижает эффект рафинирования стали и производительность печи.

Наличие в объеме шлака локальных участков с повышенной концентрацией кремнезема оказывает разъедающее действие на основную футеровку печи, что снижает ее стойкость.

Присадка ферросплавов в металл после достижения шлаком отношения окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6 связана с необходимостью дополнительной выдержки, что увеличивает про- 65 должительность плавки в целом и снижает производительность печи.

Известный способ не предусматривает также реализацию рядатехнологических приемов, направленных на ускорение процесса шлакообразования после ввода кремнеэемсодержащих материалов, в частности перемешивания металла со шлаком в печи, вдувания кремнеэемсодержащих добавок, использования отработанного конечного шлака сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой.

Цель изобретения — улучшение качества стали, увеличение производительности печи и повышение стойкости ее футеровки.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу выплавки печи, включающем наведение основного известкового шлака, скачивание части этого шлака, присадку в печь кремнеземсодержащих материалов в количестве, обеспечивающем получение 1-5% шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6, ввода ферросплавов, выпуск стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше, присадку кремне-. земсодержащих материалов начинают за

20-25 мин-до выпуска металла и производят равномерно и непрерывно до окончания его выпуска, а ферросплавы вводят в металл по достижении отношения окиси кальция к кремнезему в шлаке 1,3-1 5.

В.период присадки в шлак кремнеэемсодержащих материалов металл продувают инертным газом.

Кремиеземсодержащие материалы могут быть введенЫ в металл в струе инертного газа.

В качестве кремнеземсодержащих материалов может быть использован отработанный конечный шлак сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси кальция к кремнезему в пределах 0,1-0,2.

Начало присадки кремнеземсодержащих материалов эа 20-25 мин до выпуска и окончание непосредственно после выпуска металла из печи, который обычно длится 5-15 мин, обеспечивает возможность ввода материалов в течение 25-40 мин с постоянной весовой скоростью. При этом достигается высокая ускоряемость кремнеземсодержащих материалов высокоосновным известковым шлаком, непрерывное и равномерное уменьшение отношения окиси кальция к кремнезему с

2,5-4 до 0,3-0,6. Шлак в печи в течение всего этого времени сохраняет свою жидкоподвижность и рафинирующую способность. Непрерывный и равномерный ввод кремнеземсодержащих материалов с относительно небольшой скоростью в единицу времени ока1032024 зывает незначительное охлаждающее влияние на сталеплавильную ванну и способствует сокращению продолжительности плавки по сравнению с разовой присадкой шлакообразующих добавок. 5

Постепенный перевод основного шлака в кислый менее отрицательно влияет на стойкость основной футеровки печи. Повышению стойкости футеровки способствует также отсутствие в объеме шлака локальных участков с повышенньж содержанием кремнекислоты

Более ранний ввод ферросплавов в металл, а именно по,достижении шла- 5 ком основности 1,3-1,5, уменьшает продолжительность плавки по крайней мере на 10-15 мин. Некоторое отрицательное влияние увеличения содержания свободной закиси железа в шлаке с такой основностью компеиси- 20 руется небольшими присадками восстановительной смеси, например на основе алюминиевого порошка.

Продувка металла инертным газом в период присадки кремнеземсодержа- 25 щих материалов ускоряет формирование рафинировочного шлака, îáåñïåчивает повышение качества стали и производительности печи.

Достижению этой же цели способ- ЗО ствует ввод кремнеземсодержащих ма териалов в металл в струе инертного газа.

Весьма эФФективным является использование в качестве кремнеземсодержащих материалов отработанного конечного шлака сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси кальция к кремнезему

0,1-0,2. 40

Оптимальным содержанием окиси кальция в кислых шлаках является

6-10% при содержании кремнезема около 50%.

Так, кислый шлак, содеРжащий, % 45

Si0< 50; Са0 10 и (MnO+Fe0) 40 имеет температуру плавления около

1300еС и является при температурахпроцесса 1600-17000С весьма жидкотекучим и активным. 50

Отработанный кислый конечный шлак является уже подготовленным сплавом нескольких компонентов, а именно силикатов железа, марганца и кальция, и быстро переходит в жидкое состояние. Температура плавления чистого кремнезема составляет 1710 С.

Согласно одному из возможных вариантов изобретения выплавку кремнемарганцевой стали, содержащей, %г

С 0 15 0 25" Мп 1 5 2 0; Si 0 4 0 6, @

Р < 0,020 0,030 с использованием для легирования стали силикомарганца (65% Мп, 20% Si) производят по типовой технологической инструкции со .следующими дополнениями: не регла- 65 ментируется продолжительность восстановительного периода плавки, который заканчивают по достижении металлом необходи юй температуры и химического состава; по достижении металлом необходимых температур и химического состава производят скачивание части основного известного шлака; за 20-25 мин до выпуска металла в печь непрерывно и равномерно вводят кремнеземсодержащие материалы и постепенно переводят основной шлак в кислый с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6 к моменту окончания выпуска металла; количество шлака в печи перед выпуском плавки составляет 1-5% от веса металла; ввод ферросплавов в металл начинают по достижении отношения окиси кальция к кремнезему в шлаке 1,3-1,5; для ускорения процесса формирования кислого рафинировочного шлака металл в печи продувают инертным газом.

Применительно к 20 т основной дуговой сталеплавильной печи процесс выплавки по данной технологии ведут следукицим образом.

За 30 мин до выпуска плавки в течение 10 мин производят скачивание части основного известкового шлака. восстановительного периода.

Количество шлака в печи перед его скачиванием равно 0,8 т.

Шлак содержит, %: FeO 0,8; МпО

0,5; СаО 60; SiO 17,5; МпО 10;

AQC4 3; CaFg 5; CaS 0,5.

Из печи удаляют 70% шлака, т.е.

560 кг и за 20 мин до начала выпуска металла приступают к непрерывному и равномерному вводу в печь отраббтанного кислого конечного шлака, содержащего, %: OÎ 50 и

СаО 5, в количестве 560 кг. При продолжительности слива металла из печи 5 мин, продолжительность периода ввор-а шлакообразующей добавки составляет 25 мин при весовой скорости ввода шлака 22,4 кг/мин.

Количество кислого шлака в печи составит 800 кг (4% от веса металла).

Химический состав шлака, %: Са0

21,5 и 810 40 (Са0/$10т = 0,54).

По достижении шлаком основности

1,4 в ванну вводят 540 кг силикомарганца и обрабатывают шлак алюминиевым порошком в количестве 5 кг.

В период ввода в печь кислого конечного шлака металл продувают аргоном при расходе 0,3 м /т. ъ

Производят выпуск стали в ковш вместе с кислым шлаком и продувают металл со шлаком механическим способом. Окончательное раскисление стали производят алюминием в количестве 0,5 кг/т.

Технический эффект от применения предлагаемого способа заключается

1032024 доля постоянной част в расходах по переделу; производство продукции до использования изобретения, %; производство продукции после использования изобретения, Ъ. расходов по переделу где 0,773

1 00

108

Снижение составит

18,39 — 17,4,1 руб./т. .В результате снижения расхода хромомагнезита на 2 кг/т будет получена зкономия

60,3 2

- ф — - Î,12 pya /T. (120-40) ° 0,01 = 0,8 руб./т.

0 773 ° 18 39 100 (1,01 0,12 + 0,8-0,45)» 60000 — (- .*") ." = - Й-. .... где 60000 — объем внедрения конструкционной легированной стали.

17,4 руб./т.

Составитель С. Бакума

Редактор A. Власенко Техред A.Áàáèíåö Корректор A. Зимокосов

Заказ 5332/31 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в повышении качества стали, выплавляемой в сталеплавильных агрегатах с основной футеровкой путем снижения содержания фосфора, оксидных неметаллических включений и водорода; увеличении производительности стале-. плавильных агрегатов за счет изменения режимов ввода кремнесодержащих материалов и ферросплавов, s том числе в результате использования отработанного конечного шлака 1О печей с кислой футеровкой, при отношении окиси кальция к кремнезему

0,1-0,2; повышении стойкости основной футеровки.

Способ может быть реалиъован при выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах, мартеновских печах и конвертерах и обеспечивает значительное расширение марочного сортамента высококачественнЫх сталей, выплавляеьых в современных высокопроизводительных агрегатах с основной футеровкой.

Ниже приведен расчет ожидаемой экономической эффективности изобретения по сравнению с прототипом.

В результате увеличения производительности печей в среднем на 8Ъ условно-постоянные расходы по переделу снизятся и составят где 60,3 — стоимость хромомагнезита, руб./т.

За счет улучшения качества стали будет достигнуто увеличение выхода годного в среднем на .1В, что даст экономию где 120 и 40 — соответственно стоимость стали и отходов руб./т.

Ожидаемый эффект составит (с учетом затрат на аргон 0,45 руб./T)