Способ производства стали

 

(19) 01) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗФ9 С 21 С 5 52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH05AV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C3?

4ь

©l (21) 3520212/22-02 . (22) 09.12.82 (46) 07.02 ° 84. Вюл. Р 5 (72) С.В.Климов, Е.И,Аренкин и В.М.Апакин (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт нм. И.П.Бардина (53) 669.187.25(088.8) (56).1 . Крамаров A.Ä. Проиэводствосталя в электропечах. М., "Металлур. гия-", 1969, с. 143-171.

2. Производство электростали, Сборник ЧелябИИИИ, 1975, Р 3, с.39-

41. (54)(.57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА CTA3IH включающий расплавление шихты, об- новление шлака плавления присадками извести и окислителя, продувку метадла кислородом, частичное удаление окислительного шлака, легирование металла, присадку шлакообраэующих, раскисление рафинировочного шлака и выпуск металла и шлака в ковш, о т л и ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью сокращения времени рафинирования, снижения содержания серы в готовом металле и повышения степени усвоения кремния, на остаток окислительного шлака вводят кар бюризатор в количестве 0,8-2,7 кг/т совместно с известью в количестве

18-30 кг/т ираэжижнтелем шлака в количестве 1,5-4„0 кг/т, легируют металл одновременно с раскислением .шлака алюминием в количестве .0,5

1,2 кг/т, а за 1-.4-мин до выпуска металла выключают печь и одновременно на поверхность ванны вводят, кг/тг силикокальций 1,1-2,8; алюминий 0,7-2,0, порошок ферросилиция 1,0-3,0, разжижитель шлака 2,04,5 с последующим перемешиванием ванны.

1071645

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в дуговых сталеплавильных печах.

Известен способ производства стали в дуговой печи, включающий пос- ледовательный ряд операций: расплавление шихты, обновление шлака.плавления присадками извести и твердого окислителя (железная руда, агломерат, железорудные окатыши и др.), продувку металла кислородом, частичное удаление окислительного шла« ка„ введение в ванну кусковых легирующих материалов, присадку шлакообраэующих, раскисление рафинировоч- 15 ного шлака порошкообразными раскислителями и выпуск металла и шлака в ковш С13.

Недостатками способа являются низкие скорости растворения извес- Я ти в окисленном малоподвижном (ниэкоактивном ) шлаке, что привоцит к длительному периоду растворения извести (при вводе 30 кг/т извести в

100-тонную печь ее растворения в окислительном шлаке составляет 57 мин, а следовательно, к удлинению рафинировочного периодй, высокие угары порошкообразных раскислителей иэ-за введения их на поверх- 30 ность ванны за 30-35 мин до выпуска металла из печи при работающих дугах, высокие угары легирующих элементов как из-за отсутствия предварительного раскисления ванны .алюминием, так и вследствие раннего (в начале рафинировки) легирования металла на полный химический анализ< невозможность обеспечения низкого содержания серы в стали из-за окисления порошкообраэных раскислителей в процессе выдержки металла под дугами в печи и эагущения шлака, обусловленного повышением содержания в шлаке Mgo из футеровки печи. укаэанные причины приводят к не- 45 обходимости проведения длительного рафинировочного периода плавки в печи, составляющего, как правило, 50-,80 мин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали в дуговой печи, включающий расплавление шихты, обновление шлака плавления присадками извести и окислителя, продувку металла кислородом, частичное удаление окислительного шлака, легирование металла, присад-, icy шлакообраэующих,раскисление рафинировочного шлака и выпуск металла 60 и шлака в ковш. Способ осуществляют следующим образом: загружают ших ту и расплавляют ее, вводят известь и.железную руду, продувают расплав кислородом через фурму, окачивают окислительный шлак частично, присаживают легирующие ферросплавы, наводят рафинировочный шлак присадкой извести, производят диффузионное раскисление шлака, после чего выпускают металл в ковш L21.

Недостатком известной. технологии являются" низкие скорости растворения шлакообраэующих, что приводит к удлинению периода рафинирования металла, низкие скорости обменных реакций карбюризатор (а равно и порошок раскислителя) - закись железа, что требует длительного времени для восстановления железа из окислов шлака, а также высокий угар раскислителей при длительной выдержке металла в печи для его рафиниров.ки при работающих мощных дугах электропечи.

Целью изобретения является сокращение времени рафинирования, снижение содержания серы в готовом металле и повышение степени усвоения кремния.

Поставленная цель достигается тем, что по способу производства стали, включающему расплавление шихты, обновление шлака плавления присадками извести и окислителя, продувку металла кислородом, частичное удаление окислительного шлака, легирование металла, присадку шлакообразующих,.раскисление рафинировочного шлака и выпуск металла и шлака в ковш на остаток окислитель,ного шлака вводят карбюриэатор в .количестве 0,8-2,7 кг/т совместно . с известью в количестве 18-30 кг/т и разжижителем шлака в количестве 1,5-4,0 кг/т, легируют металл одновременно с раскислением шлака алюминием в количестве 0,5-1„2 кг/т, а за 1-4 мин до выпуска металла выключают печь и одновременно на поверхность ванны вводя, кг/т: силикокальций 1,1 — 2,8;1, алюминий 0,72,0, порошок ферросилиция 1-3, разжижитель шлака 2-4,5 с последующим перемешиванием ванны.

В качестве карбюризатора можно менять кокс, каменный или бурый уголь, нефтяной пек, графит и другие материалы на основе углерода, в качестве раэжижителя шлака - шамот, боксит, плавиковый шлат и другие при-. родные или синтетические материалы, обладающие способностью разжижать сталеплавильные шлаки.

Прием удаления части окисли- тельного шлака из печи после окисления примесей кислородом широко известен и позволяет сократить рефосфорацию металла при.последующем раскислении шлака.

Присадка шлакообраэующих и легирьвание металла позволяет снизить

1071645

40 чести шлака.. Пример 1. В 100-тонной ду-. говой печи при выплавке Ст 20 рас»

45 плавляли шихту, обновляли шлак плавления спуском и присадками, 20 кг/т извести и 100 кг/т железорудных окатышей, продували металл кислородом с расходом 2000 M

-60 алюминием в шлак, нагревали металл до температуры .выпуска 1670+C, за

4 мин до выпуска выключали печь, поднимали -электроды, вводили одновре65 активность закиси железа шлака как эа счет .разбавления шлака. известью . и плавиковым шпатом, так и эа счет восстановления карбюризатором эаЬими железа шлака при совм стном вводе шлакообразующих и карбюризоатора.

Введение извести совместно с разжижите lGM шлака, например бокситом, позволяет иметь активный высокопод-, вижный шлак в самый начальный пе-: риод рафинирования металла, а добавка карбюриэатора,, с одной сторойы, . позволяет сократить время растворе- ния извести в окислительном шлаке с 7 - 8 до 1 - 2 мин, а, с другойиметь перед легированием.металла низкие концентрации окислов железа в шлаке (менее 10%).

Добавка к извести менее 1,5 кг/т раэжижителя шлакл не позволяет получить жидкоподвижный шлак, а добавка 4,0 кг/т разжижителя обеспечива, ет жндкотекучесть даже магнеэиального шлака (c содержанием окиси маг« ния порядка 18-22%).

Добавка к извести менее 0,8 кг/т карбюризатора не позволяет снизить концентрацию суммы окислов железа в шлаке менее 10%, а дрбавка более

2,7 кг/т карбюризатора приводит к . науглероживанию металла.

Совмещение предварительного раскисления шлака алюминием с легированием металла позволяет стабилизировать усвоение легирующих сталью эа счет снижения содержания кислорода в шлаке в зоне легирования, при этом совмещение этих операций позволяет сократить время рафинировочного периода íà 3-5 мин беэ ущерба для качества стали.

При этом последующее введение в металл силикокальция обуславливает неполное легирование металла крем- нием (легирование с учетом кремния, вносимого силикокальцием).

Введение в шлак вместе с легиру- ющими менее 0 5 кг/т алюминия не предохраняет легирующие от окисления шлаком, так как содержание

° окислов железа в шлаке не снижается

" < 10%, а введение более 1,2 кг/т алюминия в шпагах не приводит к получению дополнительного положительного эффекта..

Одновременное введение за 1,-4мии до выпуска порошкообраэного, ферроси-, лиция для раскисления шлака, алюми- . ния, силикокальция и разжижителя шлака при отключенной печи, позволяет полностью исключить угары элементов . в шлаке и металле за счет длительнос ти рафинировочного периода и работы в это время электрических дуг.

Одновременное введение порошкообразных раскислителей в шлак и . кусковых материалов в металл. позволяет вовместить операции и тем самым сократить длительность рафинировочного периода, исключить угар порощкообраэных и кусковых материалов за счет исключения влияния дуги и сокращения времени выдержки в печи в течение 1,4 мин.. Времени 4 1 мин не хватает для дачи материалов и их перемешивания, а время нахождения ванны печи 4 мин без влияния дуг приводит к потере температуры металла и. необходимости включения печи.

Нижний предел введения в металл силикокальция, равный 1,1 кг/т, обусловлен необходимостью получения oII-. тимальной степени десульфурации металла, а введение более 2,8 кг/т силикокальция экономически не оправдано. Введение алюминия целесообразно производить 50% порошком, а 50%куском для раскисления шлака и металла соответственно.. Дача менее

0,7 кг/т алюминия"не приводит к получению раскисленности шлака и металла, необходимой для получения содержания серы в металле менее

0,020%, а введение более 2 кг/т алюминия приводит к затягиванию канала сталераэливочного стаканчика разливочного ковша. Пределы введения порошкоббразного ферросилиция в шлак 1-3 кг/т обусловлены выплавкой стали различного назначения, при этом большие значения расхода относятся к низкоуглеродистым сталям, а меньшие - к выоокоуглеродистым и легированным.

Введение в шлак менее. 2 кг/т1разжижителя не позволяет получить жидкоподвижный шлак, а введение более

4,5 кг/т.разжижителя не приводит к дальнейшему повышению жидкотекуменно мульдой 110 кг (1,1 кг/т) силикокальция, 70 кг (0,7 кг/т) алю1071645

Составитель A.Ïðóññ

Техред Л.Пилипенко Корректор И.Муска

Редактор Н.EI орова

Заказ 69/21 Тираж 540. Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

«миния (35 кг порошка и 35 кг кусково го алюминия.) 100 кг (1 кг/т) по- . рошка ферросилиция, 200 кг (2 кг/т)) плавикового шпата,.перемешивали ван-. ну .и без включения печи выпускали металл и шлак в сталеразливочный ковш.

Время рафинирования металла в печи сокращается на 18 мин (по сравнению с известным способом ), полностью ликвидируется дача материалов в печь вручную (лопатами), содержание серы сокращается на 0,010 абс.%, .а сквозное усвоение кремния повышается на 17%.

Пример 2. В 50-тонной печи 15 при выплавке стали 25Г2С после раскисления шихты обновляли шлак скачиванием,.присадками извести 15 кг/т и прокаткой окалины 10 кг/т, продували металл кислородом с расходом 2О

1800 мз/ч, удаляли 30% шлака с оставлением его в печи в количестве

4 т. На остаток окислительнаго шлака вводили смесь, состоящую из извести в количестве 1200 кг (24 кг/т), 25 каменного угля 87,5 кг (17,5 кг/т) флюоритового концентрата 137,5 кг (2,75 кг/т). Легировали металл кремнием до получения его в металле

0,20% и марганцем с одновременным введением в шлак 42,5 кг (0,85 кг/т) алюминия. Эа 2,5 мин до выпуска при температуре металла 1660 С выключали печь, поднимали электроды, одновременно вводили в печь 97,5 кг 35 силикокальция (1,95 кг/т), 67,5 (1,35 кг/т) алюминия (33,75 кг порошка и 33,75 кускового алюминия), 100 кг (2 кг/т) порошка ферросилиция и 162,5 кг (3,25 кг/т) плавикового шпата. После перемешивания ван- 4О ны производили выпуск металла .и шлака из печи.

Время рафинировочного периода сокращено на 17 мин, полностью исключена дача материалов в печь вруч- 45. ную, содержание серы сокращается на 0,0120 або.%, а сквозное усвоение кремния повышается на 11%.

Пример 3. При выплавке стали 40Х в 10-тонной печи расплавляли шихту, обновляли шлак присадками извести и железной руды, продували металл кислородом с расходом 400 м /ч, удаляли 10% окислительного шлака с оставлением его в количестве 500 кг, на остаток шлака ввели механическую смесь .извести 300 кг (30 кг/т), пекоsoro кокса 27 кг ((2,7 кг/т) и боксита 40 кг (4,.0 кг/H ввели в металл феррохром и ферросилиций на 0,15% его содержания, а в шлак — 12 кг (1,2 кг/т) кускового алюминия, нагрели металл до 1640 С, выключали печь, поднимали электроды,. дали на поверхность ванны одновременно (одной . мулъдой ) 28 кг силикокальция (2,8 кг/т), 20 кг (Х кг/т) алюминия (10. кг порошка и 10 кг куска), 30 кг (3 кг/т) порошка ферросилиция и 45 Kl (4,5 кг/т ) шамота. После перемешивания ванны металл и шлак выпускали в сталеразливочный ковш.

Время рафинировочного периода сокращено на 11 мин, полностью исключена дача материалов в печь вручную, содержание серн сокращатеся на 0,009 абс.%, а сквозное усвоение кремния повышается на 15%.

Применение предлагаемого способаевыплавки стали в ЭСПЦ Узбекметэавода позволяет полностью отказаться от дачи порошкообразных раскислителей на шлак. лопатами, сократить длительность рафинировочного периода на 12 мин (в среднем ), сократить содержание серы в готовом металле и сообразно этому количество прорывов металла при разливке на УНРС повысить усвоение кремния на 15%.

Годовой экономический эффект от использования составляет 1,4.-1,6 руб/т и зависимости от марки стали.