Способ выплавки стали

 

1.СПОСОБ ИЛПЛАВКИ СТАЛИ,включающий загрузку шихты, ее расплавление , доводку плавки последовательно под основным и кислым шлаками,, отличающийся тем, что. с целью повьтиения качества стали и снижения расхода кремнесодержащих ферросплавов, после наведения кислого шлака металл продувают в струе газа-носителя смесью кремнезема, аморфного графита и марганца в соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3422528/22-02 (22) 15 ° 04 ° 82 (46) 07,08.83.- Бюл, 9 29 (72) A.È. Гузенков и С.A. Гузенков (53) 669.187.25(088.8)

:(56) 1. Трубин К.Г., Ойск Г.Н. Метал лургия стали. М., "Металлургия", 1970, с. 289-292.

2. Авторское свидетельство СССР

9 ?5255 кл. С 21 С 5/04, 1946.

;(54)(57z1 ° CIIOCOS BblI1HABKN CTAJlH,BIcnIoчающий загрузку шихты, ее расплавление, доводку плавки последовательно. под основным и кислым шлаками,. отличающийся тем, что, „„SU„„1033551 A с целью повышения качества стали и снижения расхода кремнесодержащих ферросплавов, после наведения кислого шлака металл продувают в струе газа-носителя смесью кремнезема, аморфного графита и марганца в соотношении 1г(0,4-0,6):(0,7-0,9) при общем расходе смеси 4,5-20,5 кг/т стали.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что,.в качестве газаносителя используют кислород.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, в качестве газаносителя используют сжатый воздух.

1033551

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к .способам выплавки сталей дуплекс-процессом.

Известен способ выплавки высококачественной стали дуплекс-процессом: основная — кислая мартеновская печи с восстановлением кремния в процессе доводки жидкого полупродукта в кислой печи до содержания его в металле не менее 0,22В 1 1 1.

Недостатками данного способа являются низкая производительность сталеплавильных агрегатов вследствие.трудности синхронизации работы основной и кислой печей и значительная продолжительность доводки металла в кислой печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае-. мому результату является способ выплавки стали, включающий загрузку шихты, ее расплавление, доводку плав ки последовательно под ocHQBHhM u кислым шлаками (2 1.

К.недостаткам известного способа относятся высокий расход кремнесодержащих ферросплавов. вследствие того, что процесс восстановления кремния по ходу доводки металла под кислым шлаком не получает значительного развития., так как под и откосы печи выполнены нейтральными (на основе Сг20 или А1 ОЗ), и низкая изотропность свойств йзделий из стали, полученной по данному способу. Понижение изотропности свойств стали объясняется присутствием в нем неметаллических включений типа хро-. мистых шпинделей или алюмосиликатов, деформируемых в процессе обработки слитков давлением.

Целью изобретения является повышение качества стали и снижение рас хода кремнесодержащих ферросплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали, включающему загрузку шихты, ее расплавление, доводку плавки последовательно под основным и кислым шлаками, после наведения кислого шлака металл продувают в струе газаносителя смесью кремнезема, аморфного графита и марганца в соотно шении 1:(0,4-0,6):(D,?-0,9) при общем расходе смеси 4,5-20,5 кг/т ,стали.

Причем в качестве газа-носителя используют кислород или воздух.

Совместное введение в металл по рошков кремнезема и аморфного графитa обеспечивает восстановление кремния но реакции (Б102) + 2(01фГБ1) + 2 (СО)-Я, (2)

Порошок марганца вводимый в смесь, окксляясь s металле струей газа-носителя, компенсирует тепло, 65

Для интенсификации процесса окис-. ления углерода после наведения кислого шлака в печь присаживают марганцевую руду. Через 30-45 мин пос,ле наведения кислого шпака производзатрачиваемое на реакцию восстановления кремния углеродом. уменьшение в соотношении количества углерода менее 0,4 приводит к нарушению стехиометрического соотно5 шения между кремнеземом и углеродом по реакции ГТ),что влияет íà загрязненность металла включениями кремнеземистого стекла. Увеличение в соотношении количества углерода свыше

10 0,6 приводит к науглероживанию жидкого металла, что увеличивает продолжительность периода кипения. Уменьшение в соотношении количества марганца менее 0,7 приводит к значитель ному охлаждению сталеплавильной ванны в результате недостатка тепла для компенсации эндотермического эффекта реакции восстановления кремния.

Увеличение в соотношении количества марганца свыше 0,9 приводит к сильному разжижению кислого шлака . всплывающими окислами марганца и насыщению металла газами из атмосферры печи.

25 При уменьшении расхода смеси íåå

4,5 кг/т стали процесс восстановления кремния и изменения состава неметаллических включений не получает значительного развития.

30 При увеличении расхода более

20,5 кг/т стали нарушается синхронность процессов рафинирования и нагре ва металла.

Способ выплавки стали осуществ35 ляется следующим образом.

Плавку ведут в одной печи с нейтральной футеровкой. В качестве шихтовых материалов применяют легированные отходы собственного производства, твердую шихтовую заготовку и высококачественный чугун. Доля чугуна в металлической части шихты составляет 45-554. Содержание угле1, рода по расплавлении составляет

1,7-2,5Ъ. Доводку жидкого полупро45 дукта ведут под известковыми шлака- ми до достижения содержания углерода в металле на 0,60-0,75%, превы- i шающего нижний предел, и содержания серы и фосфора до пределов, заданных

50 химическим составом марки стали.После этого в печь присаживают ферромарганец,из расчета получения марганца в металле в пределах 0,300,40 и производят принудительное

55 скачивание (до 90%) основного шлака. Наведение кислого шлака производят оборотным шлаком и шамотным боем в количестве 3,5-4,0% и 0,53 от веса жидкого металла соответст6Р Венно

1033551

Время отбора проб; ч-мии

Химический состав металла!

Мп Si

2,00 0 35 Следы 0 035 0,040 0,28

1г84 Ою30 0>031 Os025

Скачивание шлака + известь 1500 r

00-00

00-30

00-30

01-00

01-30

01 -30

02-00

02-05

02-08. .02-12

1i01

0,18

1 70 О 30 - 0 026 0 021 О 30

1 35 0,28 - 0 020 0 015 0,32

Скачивание шлака + известь 1500 г

1 17 Ог28 Ог017 0 013 0 32

ФМН75 - 340 г

1,01

0,18

Скачивание основного шлака

Оборотный кислый шлак 600 g + шамотный бой 750 r дят продувку металла в струе сжатогО воздуха или кислорода смесью крем- незема, аморфного графита и марган"ца в соотношении.1:{0,4-0,6):(0,70,9). Общий расход смеси за период доводки металла под кислым шлаком составляет 4,5-20,5 кг/т стали.

„После получения необходимого ко° личества углерода и восстановленного кремния производят окончательС Nn Ы

О 33 0 25 О q17q

0 40 ;;0,50 0,37;

Выплавку стали проводили в индукционной печи емкостью 150 кг с тиглем, выполненным иэ смеси хромистого железняка (85-903) и боксита (10-153) С целью повышения активности шлака на него после полного расплавления металла помещалось графитовое кольцо. Для создания движения газов над поверхностью, шлака и поддержания его высокий температуры он обогревался горелками, расположенными под некоторым,углом к его поверхности. Продувка жидкого металла. после наведения кислого шлака смесью кремнезема, аморфного графита и марганца осуще.ствлялась через футерованную сталь:ную трубку диаметром 20 мм, погру,.жаемую в металл на глубину 200250 мм. Ход плавки приведен в табл. 1.

Из стали опытной плавки были от: чты слитки массой 30 кг. Для срав-,: нения проводят. плавку по известному

;способу.

В табл. 2 и 3 приведены результаты исследований влияния технологии выплавки стали на коэффициент иэотропности механических свойств иэделий из нее и состав,.неметвллических включений.

Hp и м e p 2. Предлагаемым спо собом выплавляли сталь марки 38ХНЗИФА с химическим составом по ГОСТ 4543-71 ное раскисление металла ферромарган- цем и дальнейшее легирование. Металх выпускают из печи с перегревом на

100-150 С над температурой плавления марки стали.

Пример 1. Предлагаемым способом выплавляют сталь марки .

38ХНЗМФА с химическим составом йо ,ГОСТ 4543 - 71,8а.

Cr Ni Ио v S Р

1ю20 300т Ор35ю.,Oр10

1 50у 3 50 Ок45г 0 ° 18) Ок025 ° в 150 кг индукционной нечи с тиглем из дистенсиллиманита. Ход плавки и порядок продувки металла смесью крем-: незема, аморфного графита,и марганца аналогичен приведенному в примере 1. По ходу периода доводки жидкого металла под кислым шлаком было

20 отмечено несколько более интенсивное восстановление кремния. Восстановление хрома в металл не наблюдалась.

Влияние технологии выплавкй стали в индукционной печи с тиглем иэ

25, дистенсиллиманнта на свойства изде,лий из нее и состав неметаллических включений приведено в табл. 4 и 5. Сокращение расхода кремнесодержа-. щих ферросплавов, в пересчете на

ЗО ферросилиций ФС25, при выплавке в печах с футеровкой из хромистого железняка и дистенсиллиманита составляет 12,0 кг/т стали.

При использовании предлагаемого способа выплавки высококачествейной стали наиболее целесообразным явля .- ется выполнение печи иэ дистенсил,лиманита, так как при этом исключает. ся восстановление хрома иэ футеровки,что крайне нежелательно при выплав40 ке,например, углеродистых марок стали.

Производство стали предлагаемым ": способом обеспечивает снижение расхода кремнесодержащих ферросплавов и повышение качества выплавляемой стали.

"Таблица

1033551,Щодолженне табл. 1

Химический состав металла

Время отбора проб, ч-мин

Cr ..Ni

Hn Sl Р

02-30

02-40

0 013 1 01

1,05 0 15 - 0,017

Железная руда 900 г

0,89 0,12 0,01

ФМН - 560 г + H - 1 - 3300 г

0,18

0,29 1,01

0,18

0,35

Nn 750 г

+ С {аморф1 +

0,40

0,48

Nn 1200 г

+ С (аморф) +

0,55

0,58

05-18

05-18

ФХ025 — 2680 г

ФВд35 - 990 r

06-00 ВыпУск

Фа.блица 3

Способ выплавки КОэффициент изотропности» стали

К8 Каи

0t63

0,88

0,65 0,58

0,82 0,76

Известный

Предлагаемый

За коэффициент изотропности принимают от-. ношение значения свойств в поперечном и продольном направлениях. Значение укова при обоих вариантах равнялось 2.

Таблица 3

Способ выплавк стали

А120З FeO+Nn0 Сг20

Известный

Предлагаемый

03-00

03-05

03-30

03-30

04-00

04-30

04-30

05-00

05<15

05-15

0,67 0,12 0 03

Продувка смесью Si02

0,54 0,14 Ор10

0,49 0,15 0,12

Продувка cMeesn SiO2

0,41 0,16 0,22

0р38 Ор18 Ор22

ФМН75 - 570 г

Химический состав неметаллических включений,,Ъ

Я 02

52,6 10,2 18,9 Ост.

64,9 8,8 20 0 Опт.

103355

Таблица 4

Коэффициент изотропности

К8 КЧ К ан

Способ выплавки стали

0,67

0,86

Таблица 5

Химический состав неметаллических включений, %

Способ выплавки стали

Известный

Предлагаемый

Составитель А, Прусс

ТеяредТ.Фанта .Корректор .Г. Рааетник

Редактор Н. Джуган

Заказ 5562/27 Тираж 568 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

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

;Известный

Предлагаемый

44,8 38,8

68,3 9,2

0,70 0,65

0,84 0,82

11,0 Ост.

19 0 Ост.