Способ выплавки стали в кислородном конверторе
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения раскислителей и легирующих элементов , улучшения качества металла и увеличения выхода годного, предварительное раскисление проводят по истечении 98-99% времени продувки путем присадки в ванну ферроалюминия, с содержанием алюминия 55-65% в количестве 2,5-3,5 кг/т стали.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
З(5П С 21 С 5 28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
% (21 ) 3468816/22-02 (22) 14.07.82 (46) 23.10.83. Бюл. Р 39 (72) И.К.Боршевский, В.Т.Сосипатров, l0.И.Жаворонков, В.A.Nàõíèöêèé, С.Ф.Карп и Л.Н.Канаплин (71) Центральный ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина (53) 669.184.123(088.8) (56) 1. Сталеплавильное производство.
Тематический отраслевой сборник. М., "Металлургия", 1976, с. 83.
2. Патент Японии 9 44852, кл. 10 J 154, опубл. 1972.
„„SU„„ l 049551 А
"(54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Б
КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения раскислителей и легирующих элементов, улучшения качества металла и увеличения выхода годного, предварительное раскисление проводят по истечении 98-99Ъ времени продувки путем присадки в ванну ферроалюминия, с содержанием алюминия 55-65% в количестве 2,5-3,5 кг/т стали.
1049551
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в кислородных конвертерах.
Известен способ выплавки кислородно-конвертерной стали, при котсром по окончании продувки металла в ванну присаживают термоантрацит и молотый ферросилиций в количестве
1 кг/т стали. После выдежки в течение 3-5 мин в ванну вводят силикомарганец и ферросилиций. Во время выпуска под струю металла дают алюминий (1 j.
Недостатком этого способа является поздняя присадка алюминия и ввод кремния в металл при высоком содержании в нем кислорода, что приводит к повышенной загрязненности стали крупными силикатными включениями, которые не успевают всплыть и остаются в слитке, снижая его качест-во.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, при котором алюминий, предварительно 30 покрытий углеродистым составом, вводят через шлак, находящийся в спокойном состоянии после окончания продувки кислородом, в ванну конвертера 2 ).
Недостатком известного способа является низкая степень усвоения раскислителей и легирующих элементов, приводящая к ухудшению качества металла за счет увеличения содержания неметаллических включений и. снижению выхода годного.
Указанный недостаток является следствием незначительного усвоения вводимого в ванну конвертера алюминия вследствие значительного его сгорания при прохождении через шлак, а также вследствие того, что он вводится в металл„ находящийся в спокойном состоянии. Это ухудшает перемешивание алюминия с металлом, огра- 50 чичивает его контакт с кислородом, растворенным в металле, в результате чего часть алюминия всплывает в шлак„ не обеспечивая необходимого раскисляющего эффекта. 55
Цель изобретения — повышение степени усвоения рэскислителей и легирующих элементов. Улучшение качест ва металла и увеличение выхода годного. 60
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали в кислородных конвертерах, включающему продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, предварительное раскисление проводят по истечении 98-99Ъ времени продувки путем присадки в ванну ферроалюминия с содержанием алюминия 55-65Ъ в количестве 2,53,5 кг/т стали.
Сущность изобретения заключается в том, что введение алюминия в металл в ьиде ego сплава с железом позволяет повысить его степень усвоения, так как ферроалюминий более чем в 2 раза тяжелее чистого алюминия. Упрощается сам процесс присадки алюминия, поскольку ферроалюминий, как и большинство ферросплавов, имеет кусковую форму и его вводят в ванну через систему подачи сыпучих материалов, существующую в каждом конвертере, т,е, процесс полностью механизирован.
Предлагаемый способ опробывали на
350 тонном конвертере c расходом жидкого чугуна 72Ъ и металлолома 28Ъ.
Вначале исследовали влияние перемешивания расплава на усвоение алюминия металлом. Расход ферроалюминия на опытных плавках составлял 1 т.
Время ввода ферроалюминия изменяли от момента 96Ъ времени от начала продувки до 30 с после окончания . продувки. Длительность продувки изменяли от 15 до 25 мин. По каждому режиму работы проведено по три опытные плавки, усредненные данные по усвоению алюминия на которых приведены в табл. 1.
Присадка ферроалюминия в момент меньше 98Ъ времени продувки приводит к практически полному выгораник алюминия, что связано с длительным временем контакта кислорода дутья с ванной. Присадка ферроалюминия в момент окончания продувки ванны кислородом или через некоторое время после окончания продувки также приводит к повышенному угару алюминия.
Это обьясняется отсутствием перемешивания ванны и большими потерями- алюминия в шлаке.
Наилучшие результаты получены при присадке ферроалюминия через 98-99Ъ времени продувки. Продувка ванны после присадки ферроалюминия в течение 9-30 с в зависимости от интенсивности продувки способствует эффективному перемешиванию ферроалюминия с металлом и обеспечивает высокую степень усвоения алюминия.
Содержание алюминия в ферроалюминии изменяли от 45 до 75Ъ. Опытные плавки проводили в 350-тонном кислородном конвертере с расходом жидкого чугуна, 72Ъ и металлолома 28Ъ. Расход ферроалюминия на плавку составлял 1 т.
Длительность продувки равна 20 мин при интенсивности подачи кислорода
1049551
1100 л13/мин. Ферроалюминий присаживали по истечении 98,5% времени продувки. По каждому режиму проведено по три опытные плавки. Показатели опытных плавок приведены в табл. 2.
При использовании ферроалюминия с содержанием алюминия менее 55% усвоение алюминия очень низкое. Это связано с тем, что такой ферроалюминий является нестойким при хранении и самопроизвольно рассыпается 1G в порошок, который во время присадки в большом количестве выносится из конвертера. Ферроалюминий, имеющий более 65Ъ алюминия, малоэффективно усваивается металлом, так как его удельный вес приближается к удельному весу шлака.
Наилучшие показатели получены при применении ферроалюминия с содержанием алюминия 55-65%. Такой алюминий является стойким против саморассыпания при хранении и технологичным при изготовлении и применении. При присадке его в ванну благодаря хорошей плотности и высокому удельному весу достигается хороший контакт с метал лом и обеспечивается высокая степень усвоения алюминия. С
Для определения оптимального расхода ферроалюминия проведены опытные плавки в 350--онном конвертере с рас- ЗО ходом жидкого чугуна 72% и металлолома 28%. Длительность продувки составила 20 мин при расходе кислорода
1100 м /MHF. Ферроалюминий с содер3 жанием алюминия 61% присаживали по истечении 98,6Ъ времени продувки, Расход ферроалюминия изменяли от
525 до 1575 кг на плавку, что соответствовало 1,5-4,5 кг/т стали. По каждому режиму работы проведено по 4О три опытные плавки„ Полученные характеристики работы конвертера приведены в табл. 3.
При расходе ферроалюминия менее
2,5 кг/т не обеспечивается необходимый (0,02-0,03) уровень его содержаФ ния в металле перед раскислением.
При расходе более 3,5 кг/т содержа= ние алюминия в металле превышает укаэанный уровень, что не желательно.
Наилучшие результаты получены при 5О расходе ферроалюминия 2,5-3,5 кг/т стали. Стабилизация содержания алюминия в металле (0,02-0,03%) обеспечивает постоянную окисленность стали, что гарантирует получение необходи- Я мого состава стали по основным регирующим элементам (марганцу, кремнию, ванадию, тит;ну). Указанное содержа- ние алюминия в стали обеспечивает также повышение жидкотекучести и тех нологичности металла при разливке на машинах непрерывного литья заготовок.
Ввод ферроалюминия до присадки кремнийсодержащих раскислителей значительно снижает количество крупных силикатных включений в стали. Кратковременная продувка кислородом способствует образованию хорошего контакта между ферроалюминием и железсуглеродистым расплавом и быстролу протеканию процессов его очищения с ò вредных примесей, особенно от серы, Ферроалюминий благодаря большему удельному весу по сравнению с алюминием, лучше усваивается металлом. Железо, находящееся в ферроалюминии,. Увеличивает выход годного металла. Повышению выхода годного способствует предварительное раскисление ванны алюминием, в результате
"егo часть железа. и марганца переходит из шлака в металл и .в значительной степени снижается угар раскислителей и легирующих.
Пример. В кислородный конвертер загружали 290 т чугуна и 110 т металлолома. Продувку осуществляли кислородом с интенсивностью 700 м /мин.
Известь в количестве 10 т присаживал1 на металлолом до заливки чугуна, а затeì на 3,6 и 12.мин вводили еще
15 т извести. Плавиковый шпат в количестве 0,8 т присаживали порциями на 6, 15 и 20 мин. 3а 20 с до окончания продувки, длившейся 25 мин, в ванну присаживали 1 т ферроалюминия с содержанием алюминия 61%. Во время выпуска в металл вводили марганец, кремний, ванадий и титан.
С целью изучения качества металла отбирали пробы из конвертера перед выпуском и из ковша.
Для сравнения проведены плавки с присадкой в ванну алюминия после окончания продувки металла кислородом. Результаты исследований приведены в табл. 4.
Как видно из табл. 4, содержание неметаллических включений и кислорода снижается в 2,7 раза, серы — в
1,7 раза. Содержание азота остается в том же уровне. Предлагаемый способ обеспечивает стабильные результаты по усвоению легирующих элементов.
При этом повышение усвоения составляет, абс,Ъ:кремния 22 марганца 13, ванадия 7, титана 20. Выход годного металла увеличился на 1,2%. Прокат полученный из опытного металла, обладает улучшенными физико-механическими свойствами.
Экономический эффект за счет увеличения выхода стали на 1,2% составит при производ =тве 0,3 млн.т стали 288 тыс.руб. в год.
1049551
Т а б л и ц а 1
Показатели
Режим работы
Время присадки ферроаллюминия, В от нача- 30 с после ла продувки 96 97 98 99 100 продувки
Длительность продувки 15 мин, расход кислорода 1500 м /мин
Время продувки после присадки ферроалюминия, с
2? 18 9
Содержание алюми ния в металле на выпуске,Ъ 0 0,005 0,021 0,028 0,016 0,008
Длительность продувки 20 мин, расход кислорода 1100 м3/мин
Время продувки после присадки ферроалюминия с
48 36 24 12
"Содержание алюминия в металле на выпуске,В . 0 0Ä003 0,025 0,028
0 015 0,009
Длительность продувки 25 мин, расход кислорода 700 м /мин
Время продувки после присадки ферроалюминия, с
45 30 15 60
Содержание алюминия в металле на выпуске,Ъ 0 0,003 0,027 0,032 0,018 0,011
Таблица 2
Режим работы
Показатели
Содержание алюминия в ферроалюминии, % 45 50 55 60 фВ > 70 75
Содержание алюминия в металле на выпуске, Ъ 0,010 0,011 0,020 0,026 0,025 . 0,015 0,012
1049551
Та блица 3
Режим работы
Показатели
Удельный расход ферроалюминия, кг/т
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5
Содержание алюминия в металле на выпуске, %
0,011 0,016 0,021 0,026 0,030 0,033 0,038
Таблица 4 °
С о держание, Ъ
Усвоение, В
Номера плавок
2 2
Предлагаемый способ
0,0032 0,0038 0,0073 0,013 90. 95, 100 87
0,0036 0,0040 0,0074 0,015 92 96 100 88
0 0030 0,0035 0,0076 0,014 90 94 100 89
0,0038 0 0041 0,0077
0,012 91 95 100 87
Известный способ
0,0093 0 0125 0,0070 0,021
79
0,0085 0,0092 0,0075 0,026, 83
О, 0121 О, 0143 О, 0060 О, 019
О, 0072 0 0088 0,0078 О, 027
81
Составитель A. Тимофеев
Техред В.Далекор и КорректорЛ.Патай
Редактор Г. Беэвершенко
Тираж 568
Заказ 8362/28
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
Неметаллические включения
92 63
97 76
90 54
93 75
