Способ выплавки стали в кислородном конвертере

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ/ включающий обработку стали в ковше ковшовыми остатками шлака от производства марганцевых сплавов, ввод уг еродсодержащих материалов и алюминия, о т л и ч .а ю вд и и с я Тем, что, с целью улучшения теплоизоляции металла, повышения степени усвоения раскислителей и уменьшения содержания фосфора в готовой стали, ковшовые остатки шлака от производства марганцевьох сплавов в количестве 312 кг/Т годной стали вводят двумя порциями. Первую из которых вводят после присадки углеродсодержащих материалов при соотношении между ними 0,2-30, а вторую - До (Л или после ввода алюминия при соотношении между ними: 0,5-8.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

М59 С 21 С 5 28

1: (I, Р г (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (21) 34б8412/22-02 (22) 07.07.82 (4б) 07,02.84. Бюл. Р 5 (72 ) К.Н.Демидов, Л.A.Ñìèpíîâ, Ю. И.Жаворонков, !О.Â.Ëâïóõèí, С.М.Челпан, G.Á.Молчанов, С.И.Кузнецов, Н.И.Лопакова, Л.П.Климов, В.A.Ìàõíèöêèé, A.A.Ãðàáåêëèñ и Ю.Н.Катырев (71) Уральский научно-исследователь- ский институт черных металлов и Че-. реповецкий металлургический завод (53) бб9.183.123(088.8) (5б) 1. Старцев Р.В., Гавро Л,П., Торопов В.К. О.рациональном пределе передува при науглероживании стали в ковше.. "Теория и практика кислородно-конверторных процессов". Днепропетровск, 1981, с. 106"107.

2. Авторское свидетельство СССР..

Р 726179, кл. С 21 С 5/54, 1977. (54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В

КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ, включающий обработку стали в ковше ковшовыми остатками шлака от производства ,марганцевых сплавов, ввод углеродсодержащих. материалов и алюминия, о т л и ч .а ю шийся тем, что, с целью улучшения теплоизоляции металла, повышения степени усвоения раскислителей и уменьшения содержания фосфора в готовой стали, ковшовые остатки шлака от производства марганцевых сплавов в количестве 312 кг/т годной стали вводят двумя порциями, первую из которых вводят после присадки углеродсодержащих материалов при соотношении между ними 0,2 - 30, а вторую - до или после ввода алюминия при соотношении между ними

0,5-8.. (1071б43

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки в кислородном конверторе, например иэ низкомарганцовистых чугунов, с обработкой стали в ковше, шлакообраэующими смесями.

Известен способ выплавки металла в конверторе с науглероживанием стали в ковше и вводом в ковш алюминия 11.

Однако в связи с тем, что науглероживание в ковше обычно производят при содержании углерода в металле после продувки менее 0,1Ъ, т.е. при высокой окисленности металла, данный способ приводит к увеличению 15 расхода алюминия и ферросплавов, особенно марганцевых, при продувке чугунов с низким содержанием мар-. ганца.

Pàèáîëåå близким по технической 20 сущности и достигаемому эффекту является способ выплавки стали в кислородном конверторе, включающий обработку стали в ковше ковшовыми остатками шлака от производства марганцевых сплавов, ввод углеродсодержащнх материалов и алюминия, согласно которому ковшовые остатки шлака от производства марганцевых сплавов используют в смеси со шлаком от производства электропечного ферросилиция в соотношении (20-60) (80-40). Шлак от производства электропечного ферросилиция содержит

10-38% корольков ферросилиция и

5-20Ъ кремнезема, а ковшовые остатки шлака производства силикомарганца -

5-25Ъ корольков сплава и 40-50% окислов кремния Е23.

Однако данному способу присущи недостаточная теплоизоляция металла, 40 высокая степень угара раскислителей и рефосфорация в ковше. Это связано с тем, что при использовании в ковше смеси, содержащей значительное количество металлического кремния и 45 кремнезема, происходит восстановление из печного шлака окислов железа, пятиокиси фосфора и понижение основности. При реализации известного способа происходит восстановление окис- 50 лов марганца их шлака. Вследствие этого, а также из-за малого количества окислов железа в используемой смеси происходит повышение вязкости шлакового покрова и его окомкование, 55 что ведет к ухудшению теплоизоляции металла и к его быстрому охлаждению.

Целью изобретения является улучшение теплоизоляции металла, повышение степени усвоения раскислителей 60 и уменьшение содержания фосфора в готовой стали.

Поставленная цель достигается тем, что при выплавке стали в кислородном конверторе, включающем обработку 65 стали в ковше ковшовыми остатками шлака от производства марганцевых сплавов, ввод углеродсодержащих материалов и алюминия, ковшовые остатки шлака от производства марганцевых сплавов в количестве 3-12 кг/т годной стали вводят двумя порциями, первую из которых вводят после присадки углеродсодержащих материалов при соотношении между ними

0,2-30, а вторую — до или после ввода алюминия при соотношении между ними 0,5-8.

Сущность изобретения заключается в том, что по окончании продувки, в особенности рядовых марок сталей, металл. обычно содержит незначительное количество углерода и имеет высокую окисленность. При присадке в- такой металл ковшовых остатков шлака производства марганцевых сплавов усвоение марганца будет незначительным, Восстановление мар-. ганца из ковшовых остатков можно увеличить присадкой сильных восстановителей, таких как углерод и алюминия, причем полнота усвоения.марганца зависит от метода ввода восстановителей в ковш.

Восстановление марганца из ковшовых, остатков будет полнее происходить после наполнения 1/5-1/3 ковша металлом, в который предварительно введены углеродистые материалы. В дайном случае восстановление углеродом марганца иэ окислов ковшовых остатков, которые, расплавляясь, образуют шлаковый покров на поверхности металла в ковше, будет происходить на границе жидкий металл — шлаковый покров.

Понижение содержания окислов марганца, а также незначительное количество окислов железа в ковшевых остатках приводит к повышению вяз" кости шлакового покрова, что обуславливает окомкование шлака и оголение зеркала металла. Поэтому для снижения вязкости шлака в металл вводится алюминий и вторая порция ковшовых остатков. В этом случае алюминий, восстанавливая окислы марганца, обогащает шлаковый покров окислами алюминия. Повышенное содержание в шлаковом покрове окислов алюминия сохраняет его жидкоподвижность, а присутствие значительного количества окислов кремния (в ковшовых остатках содержится до 50%

$10 ) позволяет понизить теплопроводность шлакового покрова.

С целью обоснования пределов по расходу количества ковшовых остатков шлака производства силикомарганца, а также соотношений порций этих ковшовых остатков к углеродсодержащему материалу и алюминию, проведен

1071643 ряд опытных плавок в конверторе по .известному и предлагаемему способам выплавки стали. Основные технологические показатели плавок приведены в таблице. В опытах 2 и 3 расходы . ковшовых остатков и их соотношения к углеродсодержащему,материалу и алюминию отражают крайние пределы предложенных значений, в опытах 4 . и 5 - выходящие эа рамки этих пре» делов.

В опыте 2 количество ковшовых . остатков составляет 3 г/кг стали, причем первая. порция составляет

25% от общей навески (0,75 г/кг при максимальном введении углеродсодержащего материала (3,75 r/êr) при соотношении между ними 0,2 и максимальном введении алюминия (4,5 r/êã) при отношении второй порции к алюминию 0,5; В этом случае усвоение марганца металлом выше, содержание в нем .фосфора меньше и меньше теплопотери металла за время выпуска, чем по известно- му способу. Если общий расход ков- шовых ..QGTBTKQB3 составит менее

3 г/кг стали (опыт 4), то,несмот.ря на высокий расход углеродсодер.жащих материалов и алюминия, усвоение марганца металлом составит меньшую величину, а снижение темпе» ратуры металла эа время выпуска увеличится по.сравнению с известныМ способом. В.случае высокого расхода

-ковшовых остатков (12 г/кг) и увеличения первой порции до 75% от общего расхода (опыт 3) при низком расходе углеродсодержащих материалов (0,3 г/кг) и алюминия (0,375 r/êã), наряду с ожидаемым увеличением содержания марганца в металле также уменьшается содержание ,фосфора в готовой стали и снижается температура металла эа время выпуска.

При расходе ковшовых остатков выше 12,3 г/кг (опыт 5) содержание фосфора в готовой стали выше, чем по йэвестному способу.

Увеличение количества вводимого углеродсодержащего материала (кокса). определяется степенью науглероживания металла в ковше. В приведенных опытах ввод кокса в количестве 3,75 г/кг стали является онти40

50 мых в металл углеродсодержащего материала и алюминия. Причем соотношение первой порции навески ковшовых остатков определяется количеством вводимого в металл для науглероживания углеродсодержащего материала, а соотношение второй порции определяется количеством алюминия, вводимого в зависимости от оставшейся.навески ковшовых остатков.

Экономическая эффективность пред» лагаемого способа заключается в снижении расхода дефицитных марганецсодержащих ферросплавов и при годовом объеме производства 2 млн. т. стали эа счет снижения расхода ферросплавов составит около 1 млн..руб. мальной величиной, сверх которой дальнейшего науглероживания металла не происходит. С другой стороны, при низких количествах подаваемого в ковш кокса, например менее 0,3 г/кг стали, вследствие его выноса под действием струи металла, науглероживания металла практически не происходит. учитывая,"что общее количество

10 присаживаемых ковшовых остатков изменяется,в основном, только за счет. изменения количества первой порции присадки (0,75-9 г/кг стали) и исходя из условий количества вводимо15 го углеродсодержащего материала, оптимальным соотношением между ковшовыми остатками и углеродсодержащими материалами является 0,2-3,0.

Что касается соотношения расхода ковшовых остатков к расходу алюминия, то в этом случае так же-, как и при присадках углеродсодержащих материалов, расход алюминия в указанных пределах ограничен (см. таблицу). Алюминий вводится с целью уменьшения вязкости шлакового покрова. При расходе алюминия менее

0,375.г/кг стали вязкость шлакового покрова не изменяется, а при расхо« де алюминия вьзае 4,5 r/êã стали дальнейшего снижения вязкости шлакового покрова не происходит.

Таким образом, эффективность предлагаемого способа определяется тем, на сколько количество присаживаемых в сталеразливочный ковш ковшовых остатков производства марганцевых .сплавов зависит от количества вводи1071643

Показатели

Способ проведения плавки

Известный Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4 Опыт 5 (опыт 1)

Ю Ю 1.

Количество материалов, вводимых в ковш, г/кг смесь или ковшовые остатки марганцовистого шлака б О, 75 2,25 9,0! 3,0

0ф65:2ф0 9 3:3,0

0,3

3,75

3,1

3,75

0,3 кокс

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

45% ферросилиция силикомарганец

5,4

5,4

5,4

5,4

5,4

0,35 алюминий

4,5

4,5

2,14

0,375

Отношение. количеств„. ковшовых остатков к коксу

0,2

0 17

Отношение количеств ковшовых остатков к алюминию.

0,44

0,5

8,0

8,6

Температура металла перед сливом иэ кон-. вертора, C

1640 1645

1640

1630

1625

Химсостав готовой стали, %

0,14 углерод с

Ф кремний

0 16

0,15

0,15

0,16

0,25

0,24

0,23

0,26

0,26

-0,42

0,38

0,68

0,63

0,40 марганец

0,024 0,018

0,021 0, 013

0 022

0,017

0,012

0,021 сера фосфор

0,022

0,017

Температура металла после. слива из конвертора, С1610 1620 1620

1605

1620

Порядок ввода в ковш, ковшовых остатков марганцовистого шлака

ВНИИПИ Заказ 69/21 Тираж 540 Подписное

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

При наполнении металлом

1/5 ковша

1-я.порция после кокса (25%)

2-я порция перед алюминием (75%)

При наполнении металлом

1/3 ковша

1-я порция после кокса (75%)

2-я порция после алюминия (25%) При напол-При наполнении ле- ненни таллом 1/3 ковша

1/5 ковша 1-я пор1-я пор-,ция после ция после кокса кокса (75,6%) (24,5%) 2-я порция

2-я пор- после алюция перед миния алюмйнием .(24,4%) (75,5%)