Способ производства стали

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, : включающий расплавление шихты, проведеиие окислительного периода, выпуск металла из печи в ковш, раскисление алкминием н легированием кремнием , о тли ч аюцийся тем, что, с целью повьшеиия производительности печи и увеличения в|1(хода го дно го, hie талл. выпускают в ковв без шлака, раскисляют алюминием в составе смеси, состоящей из извести,порошка алюминия, кускового алюмишш и плавикового шпата всоотношении

С01ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

0% nEj

y Ej 1С 21 С 5/52

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТНРЫТИЙ (21) 3499397/22-02 (22) 14 .10.82 (46) 30.11.83. Бкп. В 44 (72) В.К.Комельков, О.А.Хохлов, В,.И.Трахимович, Г.H.Мулько, В.В.Кулаков, А.Я.Харламов, Н.Г Тарынин н Т.Н. Ряхов (71) Орско-Халиловский ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат и Центральный ордена

Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. М.П.Бардина (53) 669. 187.025(088.8) (56} l. Авторское свидетельство СССР

Ф 404864, кл. С 21 С 7/00, !972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 331098, кл. С 21 C 7/00, 1970. .> (54)(57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, : включающий расплавление шихты, прове дение окнслительного периода, выпуск металла нэ печи в ковш, раскисление алюминием и легироваиием кремнием, о т л н ч à ю шийся тем, что, с целью поввюения производительности печи и увеличения выхода годного, металл. выпускают в ковш беэ шлака, раскисляют алюминием в составе смеси, состоящей иэ извести, порошка алюминия, кускового алюминия и плавикового шпата в соотношении (4-10}:

:(0,5-1,0}:(0,5-1,0):(0,5-2,0), пода- чей ее в место входа струи в металл при выпуске иэ печи в ковш е интенсивностью 1,5-3,5 кг/т.мин, а затем после выпуска 70-903 плавки легнруют подачей кремния в место падения струи в металл, причем по окончании выпуска плавки кидкий шлак в ковше раскисляют силнкокальцием в количестве 0,5l,0 кг/т и продувают расплав аргоном в пульсирующем рекиме.

1057554 2

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству высококачественной стали в высокомощных дуговых печах с применением в завалку лома, а также металлиэованных окатышей.

Известен спрсоб получения стали. при выплавке ее в дуговых печах н рафинированием ее в ковше синтетическим илн печным шпаком. Нераскис- 10 ленную подшипниковую сталь с 1Х углерода и 1,5Х хрома сливают в ковш с жидким синтетическим рафинировочньа4 шлаком, взятым в количестве 4,5-5,0Х от весса металла и выплавленным в 15 шлакоплавнльной печи. Возможен слив нераскисленного металла из электропечи в порожний ковш вместе с..печным . рафинировочным шлаком. После слива сталь раскисляют в ковше алюминием 2О и переливают через сталеразливочный стакан диаметром 110-120 им во второй ковш. Ферросилиций, необходимый для раскисления и ле кирования стали кремнием, загружают во второй ковш : 25 предварительно -.или через дозатор в процессе перелива. После перелива всего металла во второй ковш через сталеразливочный стакан сливают от-. работанный синтетический или печ« ной шлак И .

Недостатки данного способа - задалжнвание дополнительного сталеразлнвочного ковша для одной плавки, а, также расходы, связанные с цодготовкой ковша к плавке и установлению . на нем специального стакана с нестандартным диаметром: отверстия.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности н достигаемо- О му Результату способ производства стали, включающий расплаМление шихты, проведение окислительного периода, выпуск металла из печи в ковш, picкисление алюминием н легнрование кремнием $2) .

Недостатками известного способа являются воэможность запутывання доли присаживаемого в ковш для легирования на поверхность шлака ферросилиция и тем самым получения брака

50 готовой стали по содержанию кремнияи также низкая эффективность десульфурации стали.

Цель изобретения - повышение производительности печи и увеличение выхода годного.

Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу пронзводства стали, включающему расплавление шнхты, проведение окнслительного периода, выпуск металла из печи в ковш . раскиаление апюмннием н легирование кремнием, металл выпускают s ковш без шлака, раскисляют апюминием в составе смеси, состоящей нз извести, по-.

Рошка алюминия, кускового алюминйя и плавикового шпата в соотношении (4-. 10):(0,5-1,0):(095-1,0):(ОУ5-2,0) подачей ее в место входа струи в металл при выпуске из печи в ковш с интенсивность 1,5-3,5 кг/т мин, а затем после выпуска 70-90Х плавки легнруют подачей кремния в место падения струи в металл, причем по окончании выпуска плавки жидкий шлак в ковше раскнсляют снликокальцием в количестве 0,5-1,0 кг/т н продувают расплав аргоном в пульсирующем режим ме, Легнрованне металла кремнием после слива почти всей плавки в ковш без шлака преследует цель исключить образование в стали неметаллических включений силикатного типа вследствие

< минимального содержания в жидкой стали кислорода, связанного введенным алюминием.

Кремнийсодержащий материал попадая в место входа струи в металл, позволяет максимально использовать возможность быстрого попадания легнрующего элемента в низлежащие слои жидкого металла и перемещать их как можно быстрее н эффективнее с остальной массой металла.

Такую же цель преследуют прн подаче в ковш без шлака в место входа струи в металл смеси нз извести, порошка алюминия, кускового i алюминия и плавикового шпата. Известно, что ассимиляция неметаллических включений глиноземистого типа успешно протекает в присутствии окиси кальция н фторнстого кальция. Поэтому макси- мальное использование воэможности попадания в глубинные слои металла в ковше и интенсивное перемешнвание

его, создаваемое мощной струей, обеспечивает условия большой частоты встреч неметаплическнх включений и их укрупнении и, следовательно, более быстрого всплывания на поверхность по окончании выпуска плавки.

Подвод в ковш раскнслителей, легирующнх ферросплавов, шлакообразующих смесей осуществляют через специально устроенные желоба нз бункеров-доза1057554 торов, загружаемых с помощью ленточных конвейеров и транспортеров со стороны разливочного пролета цеха.

Массу сливаемого металла из печи .определяют по высоте наполнения ста-, леразливочного ковша, Использование смеси с содержанием извести в ней менее 4 ч. нерациональ" но, вследствие низкого десульфирующего эффекта смеси. Содержание "в сме- 1О си более 10 ч,приводит к неблагоприятному соотношению компонентов образующеГося шлака. Он становится вязким и неактивным; десульфурация ста- ли в этом случае невысокая. 15

Менее 0,5 ч. порошка алюминия в смеси не позволяет получать необходимый экзотермический эффект для об работки стали. Также установлено, что при меньшем содержании порошка З1 алюминия он хуже перемешивается с другими компонентами смеси, что неблагоприятно отражается на. рафинировании жидкой стали от примесей.

Волее 1 ч. порошка алюминия в сме- 25 си приводит к значительному нерациональному расходу -его и поэтому неэкономично.

Внесение кускового алюминия в смеси менее 0,5 ч. в конечном результате резко снижает содержание остаточного алюминия в готовом иеталле и приводит к низкому баллу . аустенитного зерна, и ухудшает механические свойства готовой стали.

Использование больше 1 ч. кускового алюминия в смеси приводит к значительному повышению остаточного алюминия в готовом металле, а этот фактор отрицательно влияет на разливку стали, так как способствует затягиванию огнеупорного разливочного стакана и повышает брак стали по качеству поверхности проката.

Применение плавикового шпата в смеси менее 0,5 ч. делает образую45 щийся после выпуска плавки шлак гетерогенным, неспособным растворять присаживаемый на его поверхность силикокальций. Превышение количества в смеси более 2 ч. плавикового шпата неэкономично, да к тому же в этом случае образование шлака в процессе выпуска хотя и происходит быстрее, но в .конце выпуска шлак становится настолько жидкоподвижным, что при 55 дальнейшем перемешивании расплава аргоном разъедает футеровку ковша на .уровне шлакового пояса.

Снижение интенсивности подачи смеси менее 1,5 кг/т иин приводит к снижению уровня десульфурацин и глубины раскисления стали перед ее легированиеи кремнием; более того, малая интенсивность подачи смеси влечет за собой снижение скорости выпуска, а это отражается отрицательно на эффекте обработки стали в ковше.

Подача в место падения струи металла смеси с интенсивностью более

3,5 кг/т мин приводит к черезмерному локальному пересыщенню жидкой стали смесью и вызывает появление спеков, нерастворившихся и не успевших расплавиться конгломератов извести и плавикового шпата, что также отрицательно влияет на обработку жидкой стали в ковше.

Установлено, что легнрование сливаемого металла креинием до 70Х массы выпускаемой плавки повышает содержание в готовом металле неметаллических включений браковочных крупных баллов 3,5-4,0.

Присадку креинийсодержащего материала в ковш после слива 90Х всей массы в ковш производить нежелательно, потому что выпуск остальных

10Х массы от плавки не обеспечивает своевременного растворения кусов ферросплавов и усвоения его жидким металлом.

После выпуска 90Х всего металла плавки, как правило, начинает подтягивать шлак из печи. Часть кусков ферросплавов попадает в шлак н раскисляет его. В этои случае возможны колебания s усвоении металла кремния и непопадание .по химическому аиализу в пределы содержания кремния выплавляемой марки стали.

Присадка на жидкий шлак после выпуска мелкодробленого силикокальция преследует цель дораскислить шлак, часть которого после выпуска стекает в ковш из печи. Часть печного шлака, который попадает в ковш, содержит иного (до 15-20K) окислов железа. Такой шлак неприемлем для рафинирования раскисленной стали в ковше аргоном, поэтому должен быть раскислен.

Пульсирующий режим продувки стали в ковше позволяет при меньших расходах аргона получать максимальный эффект рафинирования за счет лучшего переиешивания и более эффективно1057554

Содержание в шлаке,й Содержание S, 7.

Марка стали оличеств плавок осле родувки ргоном окислов же леза киси кал ковше пос е выпуска

2,8

0,0!2

0,016, 0,008

0,009

0i010

40Х

l,5

56,8

20К

0,020

1,3

57,3

l 2ХНЗА 8 цц ° 1 Продувку аргоном в ковше производят одновременно через фурму и огнеупорную пробку в днище ковша.

30 го флотациониого воздействия пузырей аргона на удаление крупных неметаллических- включений из стали.

Присадка силикокальция менее

0,5 кг/т сФали не дает возможности 5 снизить содержание окислов железа в шлаке менее 3,0Х. Большая присадка, ! чем 1 кг/т стали силикокальция, ие позволяет эффективно снизить содержа.! 10

Пример 1. Выплавка и обработка стали марки 40Х в ковше аргоном, . включающая следующие операции:

Завалка шихты, состоящей, напри" мер из 507 углеродистого стального лома и 507. металлизованных железоруд ых окатышей, Расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода и последующий кЬнтроль пробы металла на полный химический анализ, Легирование металла присадками, например, феррохрома, ферромарганца..

Максимальный спуск окислительного шлака.

Выпуск окисленного металла в ковш без шлака.

Подача с начала выпуска металла в место входа струи в металл смеси 4> из извести, порошка алюминия, кускового алюминия и плавикового шпата в соотношении 4:0,5:0,5:0,5 с интенсивностью 1,5 кг/т мин.

$0

Прекращение подачи смеси с момента наполнения металла в ковше на уровне 6 рядов кирпичей до верхнего края ковша, т.е. 70Х от всей массы металла.

Легнрование металла присадками

652-ного ферросилиция на 0,28-0,35 из расчета содержания кремния в готоние окислов железа менее 1,0Х. При содержании в шлаке окислов железа от 1,0 до 3,0Х. при условии, что шлак высокоосновной и жмдкоподвижный, создаются достаточные условия десульфурации стали в ковше при продувке ее аргоном.

Опытные данные, приведены в таблице.

1 вой стали без учета угара его в процессе растворения.

Окончание слива плавки, Присадка на жидкий шлак в ковш силикокальция в количестве 0,5 кг/т стали.

Продувка расплава в ковше через огнеупорную пробку в днище ковша аргоном по режиму; 1 мии продувки с расходом 0,03 им /т, перерыв 10-15 с затем повторение цикла обработки.

Продувка .в пульсирующем режиме в течение 10 мин.

Пример 2. Выплавка и обработка стали марки 20К в ковше аргоном, включающая следующие операции:

Завалка шихты, состоящей, например из углеродистого лома, добавок до

)5X чугуна.

Расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода и последующий контроль пробы металла на полный химический анализ.

Пегирование металла присадкой ферромарганца.

Максимальнуй спуск окислительного шлака.

Выпуск окисленного металла в ковш без шлака .

Подача в место ввода струи в металл- смеси из извести, порошка алюминия,кускового алюминия и плави1057554

Составитель А.Прусс

Редактор Jl. Пчелинская Техред А. Бабинец Корректор Г; Огар

Заказ 9525/32 - Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного кожтета СССР по делам изобретений и открытий

113035> Москва, Л(-35, Раушская наб., д.4/5.

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

1 кового шпата с соотношением 8 0,7:,,:0,7t1,5 с интенсивностью подачи

3 кг/т мин.

Прекращение подачи смеси с момен- та наполнения металла в ковше на .уровне 4 рядов кирпичей до верхнего края ковша, т.е. 80Х от всей. массы металла плавки.

Легированне металла присадками снликокальция подачей его в место ni10 дения струи в металл на 0,30-0,37Х содержания кремния s стали беэ уче, та угара.

Окончание слива плавки. . м

Присадка на жидкий шлак силикокалм4З ция в количестве;0,8 кг/т.

Продувка расплава в ковше через фурму аргоиом по режиму, аналогичному примещГ 1 е

Пример.3 ° Выплавка и обрабо1-М ка стали марки 12ХНЗА s ковше аргоном, включающая. следующие операции: давалка .шихты, состоящей, например, из 60Х углеродистого. стального лома и 40Х железорудных металлизо :25 вайных окатышей с добавкой в шихту закиси никеля.

Расплавление шихты .с одновременным проведением окнслительного.периода н последующий контроль. пробы металла на полный химический анализ.

Легирование металла присадками, например, феррохрома, ферромарганца, а также листового никЪля. .

Максимальный спуск окис знтельного, шлака в шлаковую чану.

Выпуск окисленного металла в ковш без шлака.

Ф

Подача в место входа струи в металл смеси иэ извести, порошка алюминия, кускового алюминия и плавикового шпата в соотношении 10:1,0:

: 1,0: 2,0 с интенсивностью 3,5 кг/тмий..

Прекращение подачи смеси с момен- та наполнения металла в ковш на уровне 2 рядов кирпичей до верхнего края

«овша, т.е. 90Х от всей массы металла. . Легированйе металла присадками силикокальция подачей его в место па" дения струи металла на 0,3-0,37X содержания кремния в готовой стали беэ учета угара его в ковше.

Окончание слива плавки.

Присадка на жидкий шлак силикокальция гранулированного или кускового в количестве 1 кг/т.

Продувка. расплава s ковше одновременно через фурму и через пробку в днище ковша по режиму: 1 мин продувки с расходом через фурму и через пробку соответсвеино 0,01 и 0,02 нм /т стали, перерыв 10-15 с, затем повторение цикла обработки.

Продувка в пульсирующем режиме в течение 10 мин.

ТВхНН образом производство стали .предЛагаемым способом позволяет уве.личить производительность дуговой печи на 15Х и повысить выход годного металла,