Способ производства стали

 

СПОСОБ ЯРОИЗВОДОТВА.СТАЛИ, включающий расплавление шихты, обновление шлака плав леийя присадками извести и твердого окислителя, проI дувку металла кислородом, удаление окислительного шяака до остатка его в печи в количестве .1-3% вт еса металла, легирование расплава, арк-садку шлакообразующих, раскисление разминированного шлака порошкообразными раскислителями и выпуск металла и шпака, отличающийся тем, что, с сокращения угара легирующих элементов и периода рафинирования расплава, остаток окислительного шлака в печи последовательно раскисляют порошкообразными карбюризатором в количестве 0,83 ,8 кг/т, ферросилицием 1,0-4,0 кг/т и алюминием 0,5-1,3 кг/т, а после Яе эд гавания присаживают шлакообразу-§ ющие за 3-10 йин до выпуска последовательном вводом извести и количестве 6-30 кг/т и разжижителя шлака 1,5 5,5 кг/т.

(19) (1!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ C....21 С 5 52 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHpblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 3531272/22-02 (22) 28.12.82 (46) 15.02.84. Бюл. Р б (72) С.В.Климов, В.З.Фельдман, Ю.В.Зайцев и Е.И.Аренкин (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина и Узбекский металлургический завод им.В.И.Ленина (53) 669.187.25(088.8) (56 ) 1. Крамаров А.Д. Производство, стали в электропечах. N. "Металлургия", 1969, с. 148-161.

2. Производство электростали.

Сбсрник Челяб. ЯИИМ. "МеталлурГия", 1975, Р 3, с. 41-39. (54)(57) СПОСОБ ИРОИЗВОДСТВА.СТАЛИ, включгаощий расплавление шихты, обновление. шлака плавления присадками извести и твердого окислителя, продувку металла кислородом, удаление окислительного итака цо остатка его в печи в количестве;1-3% ет еса металла, легирование расплава, при-. садку шлакообразующих, раскисление рафинированного шлака порошкообразными раскислителями и выпуск металла и шлака, отличающийся тем, что, с целью сокращения угара легируйщих элементов и периода рафинирования расплава, остаток окнслнтельного шлака в печи последовательно раскисляют порошхообразнмми карбюризатором в количестве 0,83,8 кг/т, ферросилицием 1,0-4,0 кг/т и алюминыем 0,5-1,3 кг/т, а после

Лавирования присаживают шлакообразу-;Я

)ющие эа 3-10 мин до выпуска последовательнйм вводом извести в количестве 6-30 кг/т и разжижителя шлака 1,5

5,5 кг/т.

1073295

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

Известен способ производства стали в дуговой печи, включающий после- 5 довательный ряд операций, расплавление шихты, обновление шпака плавления присадками извести и твердого окислителя (железная руда, агломерат, окисленные окатыши и др.), продувку кислородом, удаление окислительного шлака, присадку на поверхность ванны ферросплавов для легирования стали, присадку шлакообразующих и раскисление рафинировочного шлака порошкооб- 15 разными раскислителями 1 3.

Недостатки данного способа — высокие угары легирующих элементов (кремния, марганца, хрома и др.), так как последние реагируют с остатками окислительного шлака в печи и с металлом,20 содержащим высокую концентрацию кислорода (окислительный шлак полностью не удаляется даже из малых, емкостью

3-10 т, электропечей), низкие скорости обменных реакций, обусловленные 5 тем, что порошкообразные раскислители вводятся после присадки шлакообразующих, т.е. в большое количество шлака. Такая последовательность затрудняет протекание диффузионных 30 процессов, так как порошки раскислителей даются на поверхность шлака, а толщина последнего после дачи шлакообраэующих составляет значительную величину. 35

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ производства стали, включающий расплавле, ние шихты, обновление шлака плавле- 4р ния присадками извести и твердого окислителя, продувку металла кислородом, удаление окислительного шлака до остатка его в печи в количестве 1-3Ъ от веса металла, легиро- „ вание расплава, присадку шлакообраэующих, раскисление рафинировочного шлака порошкообразными раскислителями и выпуск металла и шлака (2 ).

Способ осуществляют следующим образом. Загружают и расплавляют шихту, вводят известь и железную руду, продувают расплав кислородом через фурму, скачивают окислительный шлак, оставляя на зеркале металла 1-3% от веса металла, присаживают легирую- 55 щие ферросплавы, наводят рафинировочный шлак присадкой извести, производят диффузионное раскисление шлака, после чего выпускают металл и шлак в ковш. 60

Недостатками известного способа производства стали являются повышенный угар легирующих элементов (20% кремния, 14% марганца, 9,63 хрома )и длительность восстановительного периода (80 мин.), что указывает на черезмерно низкие скорости реакций деоксидации и десульфурации стали.

Цель изобретения - сокращение угара легирующих элементов и периода рафинирования расплава.

Поставленная цель достигается, тем, что согласно способу производства стали, включающему расплавление шихты, обновление шлака плавления присадками извести и твердого окислителя, продувку металла кислородом, удаление окислительного шлака до остатка его в печи в количестве 1-ЗЪ от веса металла, легирование расплава, присадку шлакообразующих, раскисление рафинировочного шлака порошкообразными раскислителями и выпуск металла и шлака, остаток окислительного шлака в печи последовательно . раскисляют порошкообразными карбюризатором в.количестве 0,8-3,8 кг/т, ферросилицием 1,0-4,0 кг/т и алюминием 0,5-1,3 кг/т, а после легирования присаживают шлакообразующие за

3-10 мин до выпуска последовательным вводом извести в количестве 6-30 кг/т и раэжижителя шлака 1,5-5,5 кг/т.

В качестве карбюризатора возможно применение кокса, каменного или бурого угля, нефтяного пека, графита и других материалов на основе углерода.

В качестве разжижителя шлака воз-! можно применение боксита, шамота, плавикового шпата и других природных или синтетических материалов, обладающих способностью раэжижать стале- плавильные шлаки.

Как до, так и после легирования металла возможно введение алюминия в виде порошка, гранул,-кусков, чушек (слитков).

Прием оставления части окислительного шлака в-печи (1-3%) от общего количества шлака, обычно составляю-. щего 5-7% от веса металла, позволяет сократить дефосфорацию металла, расход раскислителей для раскисления шлака, угары легирующих материалов.

Последовательность раскисления шлака карбюризатор-ферросилиций -алюминий позволяет провести основное раскисление (в начальный момент, т.е. при максимуме FeO в шлаке и кис-. лорода в металле) за счет углерода, наиболее дешевого раскислителя, не снижающего, в отличие от кремния, основность Шлака. Введение карбюризатора менее чем на 0,8 кг/т не позволяет снизить содержание кислорода в шлаке и металле до оптимального уровня,. а введение карбюризатора более 3,8 кг/т приводит к науглероживанию металла даже при остатке окислительного шлака 3,0% от веса металла.

Раскисление ферросилицием в количестве менее 1,0 кг/т не позволяет

1073295 снизить содержание закиси железа н шлаке менее 10 0% (при исходном 2530%), т.е. является недостаточным, а нведение ферросилиция на шлак н ко,личестве более 4,0 кг/т приводит к усвоению кремния, металлом, для определения которого нужна дополнительная проба металла (т.е. время для ..определения содержания), кроме того, ухудшаются условия десульфурации иэза повышенного содержания siG< в шла- 10 ке. Введение алюминия менее 0,5 кг/т даже при малом количестве шлака (менее 1,0%) не позволяет получить шлак с содержанием FeO менее 5% (при исходном 25-30% — обычное содержание), f5 а введение более 1,3 кг/т экономически невыгодно из-за высокой стоимости алюминия и не приводит к улучшению условий десульфурации и деоксидации металла.

Легирование металла (преимущественно ферросплавами) способствует перемешиванию ранее введенных на поверх. ность шлака порошкообразных раскис- лителей со шлаком и расплавом. Присадка легирующих после раскисления окислительного шлака порошкообразными раскислителями обеспечивает снижение угара легирующих и облегчает процесс попадания в заданные узкие пределы содержаний элементов в стали, что позволяет н свою очередь работать на суженных пределах по элементам, унифицировать процессы разливки металла, прокатки и термообработки проката и готовых изделий. 35

По мере выдержки шлака в печи он обогащается окислами магния иэ футеровки, которые сильно загущают шлак и замедляют скорости обменных реакций как н самом шлаке, так и .на границе 40 шлак-металл, поэтому разжижители надо давать после дачи. извести, рациональнее эа 3-5 мин до выпуска. Такой порядок позволяет иметь на выпуске жидкоподвижные высокоактивные шлаки.Да-.45 ча извести менее 6 кг/т не позволяет получить нужную оснонность шлака для обеспечения необходимой десульфурации, а введение в печь более

30 кг/т извести приводит к черезмерному увеличению количества шлака, повышению расхода разжижителя и увеличению времени рафинирования металла. .Расход разжижителя 1,5 кг/т обусловлен количеством шлака в печи к мо-55 менту его выпуска при условии остатка его после продувки металла 1% от веса последнего, а верхняя граница расхода разжижителя, равная 5,5 кг/т, соответственно определенадля условия 60 остатка окислительного шлака 3% и ввода извести в количестне 20 кг/т.

Пример 1. При выплавке стали 25Г2С в 100-тонной дуговой печи расплавляют шихту, спускают шлак са- 65 мотеком, обновляют присадками извести 20 кг/т и железной руды 10 кг/т.

По достижении температуры металла

1610 С продувают металл .кислородом через фурму с расходом 2000 м /ч., после продувки металла замеряют толщину шлака, определяют его колвчестно, которое составляет 6 т, спускают шлак самотеком до.остатка.его в печи н количестве 1т, что составлаев

1% от веса, на остаток шлака последовательно присаживают к жс фравиией до 2 мм в количестве ЬО вг„ фер росилиций фракцией до 2 мм в кояввчестве 100 кг; гранулированный алюминий в количестве 50 кг, леремеыювают шлак с раскислытелями, вводят через отверстие в своде печи 1509 кг кускового ферромарганца и 400 кг ферросилиция. После выдержки отбирают пробу на химанализ, за.3 мин до выпуска вводят 600 кг извести и

150 кг боксита, и металл со ивяаком: выпускают в ковш. Угар марганца сокращается на 9%, кремния на 12%, а длительность рафинировочного пермода на 35 мин.

П о и м е р 2. При выплавке стали 14ХГС в 200-тонной дуговой лечи расплавляют шихту, скачивают шлак плавления деревянными гребкамы, наводят новый присадками извести

15 кг/т и железной руды 15 кг/т.

Продувают металл кислородом с расходом 2600 м /ч, после продувки окачивают шлак деревянными гребками до остатка его н печи в количестве 6 т, что составляет 3% от веса металла, на остаток шлака последовательно присаживают лорошкообразйые ант 59rz в количестве 7600 кг и ферресземацай в количестве 800 кг, чушконый алннаиний 260 кг. Через отверстие н своде вводят 2000 кг кускового феррохроеее, 4000 кг силикомарганца. За 10 мин до выпуска прксажявают 6000 кг извести, 1100 кг шамота. Угар хрома сокращается на 6%, марганца на 10%, кремния на 11%, продолжительность плавки на 50 мин.

Пример 3. При выплаваа ста.ли 45Х в 50-тонной дуговой печи расплавляют шихту, спускают. аолсФииу

1шлака плавления и обновляют его присадками извести 5 кг/т и брикетированной окалиной 7 кг/т, продунают металл кислородом. Спускают шлак самотеком до остатка его в печи в количестве 1 т, что составляет 2% от веса металла, на остаток шлака последовательно присаживают порошкообраэиые бурый уголь фракцией до 5 мм и ферросилиций фракцией 1-3 мм н количестве 115 кг (2,3 кг/т) и 125 кг (2,5 кг/т) соответственно, а затем присаживают слитковый алюминий в количестве 45 кг (0,9 кг/т ). Перемешивают раскислители н шлаке в течение

1073295

Составитель A.Ïðóññ

Редактор В.Ковтун Техред О.Неце Корректор Г.Огар

Заказ 274/24 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д . 4 /5

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

5 мин, а затем легируют металл хромом, дачей 450 кг феррохрома, за б мин до выпуска в ванну присаживают известь .в количестве- 900.кг,(18 кг/т) плавиковый шпат в количестве 175 кг с (3,5 кг/л) и для окончательного-раскисления 50 кг чушкового алюминия.

После этого металл и шлак выпускают .из печи. угар хрома сокращается на

78, длительность рафинирования металла в печи на 37.мин.

Применение на практике такого способа пронзводства стали сокращает угар легирующих материалов и общую продолжительность плавки, что дает экономический эффект — 1,85-2,10 руб. на тонну выплавляемой стали.