Способ выплавки стали

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий расплавление в электродуговой печи стального лома, дефосфорацию стали, скачивание окислительного пшака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шпаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения -продолжительности плавки в дуговой печи, повышения стойкости ее футеровки и увеличения усвоения ванадия сталью, в печь на зеркало металла присаживают перед началом расплавления металлизрванных окатышей известь в количестве 15-25 кг/т стали, восстановление ванадия и железа из печного шлака производят ,в ковше, причем восстановитель алюминий в виде гранул загружают в ковш порциями в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении 1:

1 22 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) ЗЬ1) С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф Ф ф д в.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий расплавление в электродуговой печи стального пома, дефосфораплавиковым шпатом.

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3603448/22-.02 (22) 10. 06. 83 (46) 07. 10.84. Бюп. Ф 37 (72) Г.Б. Ширер, О.А. Хохлов, В,И. Трахимович, E.Ô. Мазуров, В.В. Шахнович, А.А. Кривошейко, Г.Н. Мулько, А.Я. Харламов и В.В. Кулаков (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина и Орско-Халиловский металлургический комбинат (53) 669.187.25(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 358374, кл. С 21 С 5/52, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 605839, кл. С 21 С 5/52 1976.

3. Арзамасцев Е.И. Ровнушкин В.А., Довгопол В.И. и др. Исследование особенностей выплавки конструкционных сталей в 100-тонных дуговых печах с применением ванадийсодержащих металлизованных окатышей..

"Сталь", 1980, 9 11, с. 968-9?2. цию стали, скачивание окислительного шпака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шпаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения продолжительности плавки в дуговой печи, повышения стойкости ее футеровки и увеличения усвоения ванадия сталью, в печь на зеркало металла присаживают перед началом расплавления металлизрванных окатышей известь в количестве 15-25 кг/т

С2 стали, восстановление ванадия и Ж железа из печного шлака производят в ковше, причем восстановитель— алюминий в виде гранул загружают С: в ковш порциями в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении

1:(2,3-2,7):(0,33-0,7) при общем расходе смеси 20-26 кг/т стали и продувают сталь нейтральным газом в течение 5-50 мин, начиная продувку одновременно с началом загрузки в ковш смеси алюминия с известью и

1117322

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали в дуговых электропечах, в том числе с внепечным рафинированием металла в ковше. 5

Известен способ получения ванадиевой стали в электродуговых печах с использованием ванадиевых шлаков, заключающийся в том, что шлак вводят в завалку или в период плавления 10 совместно с известью и восстановителем в соотношении 1:(0,5-1,5):(0,10,5) (1) .

Недостатком способа является необходимость использования чистой 15 по фосфору металлошихты, так как при необходимости дефосфорации стали

Ф вместе с окислительным шлаком будут потеряны окислы ванадия.

Известен также способ выплавки ванадийсодержащих сталей и легирующие-восстановительная смесь для его осуществления (2), заключающийся в том, что ванадиевый конвертерный шлак вводят в восстановительный период плавки в сталеплавильный агрегат совместно с восстановителями и легирующими элементами в следующем соотношении (1 кг на 1 т металлозавалки):

Ванадиевый конвертерный

30

10-20 шлак

Дробленый ферромарганец или

35 силико

5-15 марганец

Алюминиевый порошок

О,1 — 1,0,или крупка

Известняк или известь недостатком способа является снижение производительности сталепла- 45 ,вильной печи, связанное с затратой времени на расплавление в восстановительный период ванадиевого шлака и восстaíîâëeíèå из него окислов ванадия и железа. 50

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выплавки стали, включающий расплавление в электродуговой печи стального 55 лома, дефосфорацию стали, скачивание окислительного шпака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шлаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом.

Суть известного способа заключается в том, что сначала проплавляют лом в количестве 70-80Х садки, проводят дефосфорацию расплава, удаляют окислительный шлак, после этого расплавляют чистые по фосфору металлизованные окатыши в количестве 20-30Х завалки, наводят восстановительный шлак с расходом извести 20-25 кг/т, раскисляют металл и шлак, в том числе алюминием в количестве 7,51,1 кг/т, в том числе 50-60% в виде . порошка. В результате происходит восстановление окислов ванадия из шлака и легирование металла ванадием Pj.

Недостатком известного способа является уменьшение производительности дуговой печи из-за затраты дополнительного времени на восстановление из шлака, образующегося при расплавлении металлизованных окатышей, окислов железа и ванадия. Степень металлизации окатышей составляет не более 927, причем весь ванадий находится в окатышах в окисной форме.

Недостатком способа является также разрушающее воздействие на,основную футеровку дуговой печи железистого шлака пониженной основности, образующегося при расплавлении окатышей.

Кроме того, использование для раскисления шлака порошкообразного алюминия недостаточно эффективно, в результате чего усвоение ванадия составляет не более 94-97Х.

Целью изобретения является уменьшение продолжительности плавки в дуговой печи, повышение стойкости ее футеровки и увеличение усвоения, ванадия сталью.

Поставленная цель достигается тем, что по способу выплавки стали„ включающему расплавление в электродуговой печи стального лома, дефосфорацию стали, скачивание окислительного шлака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шлаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, в печь на зеркало металла присаживают перед началом расплавления ванадийсодержащих металлиэованных окатышей известь

1117322 з в количестве 15-25 кг/т стали, восстановление ванадия и железа из печного шлака производят в ковше, причем восстановитель — алюминий в виде гранул загружают в ковш порциями в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении 1:(2,3-2,7):(0,330,7) при общем расходе смеси 20—

26 кг/т стали и продувают сталь нейтральным газом в течение 5-50 мин, начиная 1О продувку одновременно с началом загрузки в ковш смеси алюминия с известью и плавиковым шпатом.

Введение в печь извести в количестве 15-25 кг/т стали перед началом расплавления окатышей повышает основность образующегося при плавлении окатьппей шлака и тем самым умень. шает разрушающее воздействие шлака на основную футеровку печи. 20

Перенесение операции восстанов- . ления окисленного печногб шлака из печи в ковш сокращает время пребывания жидкого металла в печи и увеличивает тем самым ее производитель- 25 ность. Современные установки внепечного рафинирования оборудованы устройствами электродугового подогрева стали и шлака и продувки их нейтральным газом, например аргоном. Благодаря этому возможна органиэация процесса полного восстановления окислов ванадия шлака в ковше и увеличение усвоения ванадия сталью.

Загрузка алюминия в ковш в смеси 35 с известью и плавиковым шпатом способствует полноте протекания реакции восстановления алюминием окислов ванадия шлака за счет образования химических соединений типа ЗСаО» 40

М А 20 и 5СаО ЗА120 . Восстановительный шлак, близкий по составу к этим химическим соединениям, обладает высокой жидкоподвижностью, относительно низкой температурой плавле- 45 ния ((1500 С), достаточной жидкоподвижностью и хорошей десульфурирующей способностью по отношению к стали.

Продувка расплава в ковше нейт- 50 ральным газом во время раскисления шлака способствует увеличению зоны взаимодействия раскислительной смесосо шлаком, полноты протекания реакции восстановления ванадия, ско- 55 рости и полноты осаждения в сталь из шлака корольков восстановленного сплава ванадия с железом. Благодаря этому увеличивается степень усвоения ванадия сталью.

Введение в печь перед проплавлением металлизованных окатышей извести менее 15 кг/т не обеспечивает оптимальной основности печного шлака, а введение извести более 25 кг/т приводит к дополнительному расходу электроэнергии и затягиванию плавки в связи с образованием излишнего количества шлака.

Соотношение алюминия и извести менее 1:2,3 не обеспечивает образование химически стойких алюминатов каль ция. Соотношение алюминия и извести более 1:2,7 приводит к излишнему увеличению расхода электроэнергии на расплавление раскислительной смеси во время подогрева стали в ковше.

Присадка извести с плавиковым шпатом в указанных соотношениях позволяет сформировать известковый шлак с содержанием CaF< в пределах 5-103.

Уменьшение содержания CaF2 5Ж не позволяет получить достаточно жидкоподвижный шлак. В свою очередь, увеличение содержания CaF> в шлаке

) 10K неоправданно увеличивает скорость разъединения футеровки шлакового пояса ковша и общую стоимость шлакообразующих.

Расход раскислительной смеси менее

20 кг/т стали не обеспечивает полного восстановления окислов ванадия из шлака, а расход смеси более

2б кг/т стали не экономичен, так как вызывает дополнительный расход алюминия.

Продолжительность продувки металла нейтральным газом в течение.

5-50 мин объясняется,с одной стороны, необходимостью проведения восстановления ванадия и железа из шлака и осаждения корольков металла, а, с другой — проведения десульфурации и дегазации металла. Для тех марок стали, для которых нет необходимости проводить десульфурацию и дегазацию металла,, время продувки ближе к нижнему пределу указанного интервала.

Окончание продувки стали в ковше ранее, чем через 5 мин от начала загрузки в ковш очередной порции смеси алюминия с известью и плавиконым шпатом не обеспечивает полноты осаждения в сталь из шлака корольков сплава восстановленных ванадия и же- леза. Окончание продувки стали в

1!!7322

Составитель М. Меньшиков

Редактор Н.Егорова Техред М.Тепер Корректор А.Ильин

Эаказ 7153/17

Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ковше позже чем через 50 мин не приведет к дальнейшему снижению содержания серы и водорода в металле, а также вызовет дополнительный износ футеровки и снижение температуры стали, Актуальность использования изобретения при производстве конструкционных сталей, легированных ванадием,,определяется возможностью их выплавки без использования феррованадия при сохранении производительности дуговой печи на уровне плавок с использованием феррованадия и без ущерба для футеровки печи.

Пример 1. В 100-тонной дуговой электропечи выплавляют сталь марки 15ÕÔ, содержащую 0,06-0,12Х ванадия, В печи расплавляют 85 т лома, проводят дефосфорацию и необ" ходимое окисление углерода, скачивают окислительный шлак, загружают па поверхность металла известь—

2,5 т и в процессе непрерывной загрузки расплавляют 25 т металлизованных окатышей, содержащих около 0,4Х ванадия (0,7Х Ч Оу), 8-15Х закиси железа и 1,5-2,5Х углерода, после чего сталь доводят до 1600 С о и выпускают со шлаком в ковш. Ковш . передают на установку электроподогрева ° На шлак в ковше порциями загружают раскислительную смесь из гранулированного алюминия, извести н плавикового шпата в соответствии

1:2,3:0,33. Общий расход смеси 2 т.

Продувку стали аргоном производят через 2 пористые вставки в днище ковша. Продолжительность продувки

5 мин. Уменьшение продолжительности плавки в дуговой печи в сравнении с известным способом составляет

23 мин, а извлечение ванадия в сталь в сравнении с известным способом увеличивается на 2Х.

Пример 2. Плавку стали марки 1ОХФ ведут как в примере 1, но на поверхность металла загружают известь 2 т, в ковш загружают раскислительную смесь иэ алюминия, извести и плавикового шпата в соответствии 1:2,5:0,53.. Расход смеси

2,3 т. Продолжительность продувки стали аргоном 30 мин. Уменьшение продолжительности плавки в сравнении с известным способом составляет

25 мин, а увеличение перехода ванадия. в сталь увеличивается на 2,5Х.

1I р и м е р 3. Плавка проводится как в примере 1, но на зеркало

25 металла загружают известь — 1 5 т

t У в ковш загружают раскислительную смесь из алюминия, извести и плавикового шпата в соотношении 1:2,7:0,7.

Расход смеси 2,6 т. Продолжительность продувки аргоном 50 мин. Уменьшение продолжительности плавки в сравнении с известйым спосс1бом составляет 27 мин, а увеличение перехода ванадия в сталь увеличивается на

З,ОХ.

35 Экономическая эффективность изобретения определяется сокращением длительности плавки в 100-тонной дуговой печи примерно на 25 мий.