Способ производства стали

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ одношлаковым процессом в электродуговой сталеплавильной печи, включакиций расплавление лома и металлизованных окатышей, выпуск расплава в ковш без шлака, раскисление, легирование и продувку металла нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса производства стали из металлизованных окатышей и повьшзения качества стали, жидкий металл непосредственно после расплавления всего количества металлизованных окатышей выпускают в ковш йа поверхность нагретого до 6001200 С марганецалюминиевого сплава, S после вьтуска в расплав вводят ферросилиций и на зеркало металла подают легкоплавкую шпакообразующую смесь.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3634719/22-02 (22) 12.05.83 (46) 30.10.84. Бюл. М 40 (72) В.К.Комельков, О.А.Хохлов, В.И.Трахимович, В.В.Тиняков, Е.Ç.Кацов, А.А.Кривошейко, В.В.Кулаков и А.Я.Харламов (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина и Орско-Халиловский . металлургический комбинат (53) 669.045.2(088.8) (56) 1. Поволоцкий Д;Я. и др. Одношлаковый процесс выплавки низколегированных сталей в дуговых электропечах большой емкости. Сборник МЧИ

СССР, 1975 У 3, с. 33-38, 2. Авторское свидетельство СССР

У 652223, кл. С 21 С 5/52, 1979. зтд11 с 21 с 5/52; с 21 с 7/00 (54)(57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ одношлаковым процессом в электродуговой сталеплавильной печи, включающий расплавление лома и металлизованных окатышей, выпуск расплава в ковш без шлака, раскисление, легирование и продувку металла нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса производства стали из металлиэованных окатышей и повышения качества стали, жидкий металл непосредственно после расплавления всего количества металлизованных окатышей выпускают в ковш на поверхность нагретого до 6001200 С марганецалюминиевого сттлава, Е о Ф после выпуска в расплав вводят ферросилиций и на зеркало металла подают легкоплавкую шпакообразующую смесь.

1121299

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в электродуговых печах, и .может быть использовано при производ- стве высококачественной стали, выплавляемой на металлизованных окатышах.

- Известна выплавка стали в электродуговых печах одношлаковым процессом, по которому в начале доводки в печь 10 присаживают углеродистый ферромарганец (из расчета получения в стали среднего заданного содержания марган- ца) и кусковый ферросилиций (1 кг/т) для прекращения кипения ванны. После 15 получения результатов анализа пробы, отобранной,в конце окислительного периода, сталь легируют хромом и доводят до нужного содержания углерода.

Длительность доводки составляет 10- 20

12 мин, s это время шлак в печи не раскисляют. Затем металл сливают в ковш, на дно которого помещают кусковый ферросилиций для раскисления и легирования и алюминий-для 25 раскисления. Металл сливают без шлака, шлак-спускают в ковш в конце выпуска (1) .

Недостатками такого способа выплавки стали одношлаковым процессом являются дополнительные затраты времени на предварительное раскисление металла ферросилицием и ферромарганцем, присадка двух не сплавленных раскислителей — кусковых алюминия

35 и ферросилиция на дно ковша, что зна.чительно снижает эффект раскисления стали и легирования ее алюминием, невозможность удаления серы из стали в процессе ее выпуска из печи, снижение производительности дуговой печи из-sa необходимости проведения в печи периода доводки.

Наиболее близким к изобретению 45 по технической сущности и достигаемому результату является способ производства хромистой подшипниковой стали, согласно которому металл выплавляют на металлизованных окатышах с использованием лома и выпускают из печи с содержанием углерода 0,6-0,9Х> раскисляют его в ковше введением

0,1-0,8 кг/т алюминия при вакуумировании, а затем карбидом кальция в 55 количестве 2-15 кг/т стали и перемешивают металл продувкой нейтральным газом до снижения его температуры до уровня превышающегс на 50о у

90 С температуру ликвидуса (2) .

Недостатком известного способа является усложненность процесса выплавки стали с применением дорогостоящего оборудования и невысокое каче- ство стали, так как получаемая по изложенному способу производства сталь содержит неметаллические включения типа алюминатов кальция, которые недостаточно эффективно могут быть удалены из стали даже с использованием в технологии выплавки после. дующего процесса вакуумирования.

Целью изобретения является упрощение процесса производства стали из металлизованных окатышей и повышение качества стали.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу производства стали одношлаковым процессом в электродуговой сталеплавильной печи, включающему расплавление лома и металлизованных окатышей,, выпуск расплава в ковш без шлака, раскисление, легирование и продувку металла нейтральным газом, жидкий металл непосредственно после расплавления всего количества металлизованных окатышей выпускают в ковш на поверхность нагретого до 600-1200 С марганецо алюминиевого сплава, после выпуска в расплав вводят ферросилиций и на зеркало металла подают легкоплавкую шлакообразующую смесь.

В процессе взаимодействия окисленI ного полупродукта с алюминием и марганцем, входящих в состав сплава, при избытке кислорода образуются жидкие крупные неметаллические включения типа герцинита.

Неметаллические включения подобного типа весьма хорошо удаляются из жидкого металла, особенно при выпуске плавки в ковш, когда полностью используется кинетическая энергия падающей струи металла, тем самым создаются хорошие условия для перемешивания металла с марганецалюминиевым сплавом.

Введение ферросилиция после введения марганецалюминиевого сплава преследует цель только легирования металла кремнием, но не его раскисления. В этом случае не образуются неметаллические включения силикатного типа.

1121

Присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси необходима для сохранения тепла металла в ковше .прн последующей обработке, в частности, при продувке расплава аргоном.

Изобретение позволяет работать одношлаковым процессом в дуговой электропечи с проплавлением в ней металлизованных окатьппей и получать 55 сталь высокого качества, кроме того, позволяет увеличить производительность печного агрегата за счет сокраСодержание серы и фосфора в металле регулируют количеством проплавленных металлизованных окатышей в печи. Чем большая доля окатышей по сравнению со стальным ломом проплавлена, тем меньше содержание примесей в готовой стали. Вследствие того, что металл в печи не раскисляют, содержание газов водорода, азота также зависит от количества проплав- 10 ленных окатьппей, плавление которых проходит с кипом в интенсивном режиме образования пузырьков окиси углерода °

Сокращение длительности плавки 15 происходит за счет ликвидации операций предварительного раскисления металла в печи и сокращения времени на определение содержания остаточных элементов в печи после предва- 20 рительного раскисления металла.

Опытами установлено, что сокращение длительности плавки составляет

17 - 24 мин, в процентах к общей длительности плавки это составляет 25

9,5-13,5Х, т.е. в среднем около 10Х.

Нагрев сталеразливочного ковша менее 600 С не желателен из-за допол0 нительных потерь тепла, потому что при выпуске стали.из печи металл З0 охлаждается до того критического cocmama, что в дальнейшем невозможно произвести продувку стали аргоном в ковше, окончательно не "заморозив." плавку.

Превышение нагрева ковша сверх

1200 С также не желательно, потому что ухудшается стойкость футеровки ковша, так как оставшийся частично шпак на границе с футеровкой ковша о при температуре свыпе 1200 С дает эвтектнческого состава шлаковые включения и соединения и разъедает футеровку ковша.

299 4 щения нахождения или пребывания жидкого металла в печи.

Пример 1. Выплавка и внепечное рафинирование стали ШХ15 включает следующие операции: завалка шихты, состоящей из ЗОХ углеродистого лома и 70Х металлизованных желеэорудных окатышей; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода и последующий контроль пробы металла на полный химический анализ; присадка феррохрома на средний уровень содержания его в стали с учетом остаточного его содержания и с учетом угара его; выпуск нераскисленного жидкого металла после проплавления металлизованных железорудных окатышей из печи в ковш на поверхность прокаленного до 600 С марганецалюминиево- о го сплава; присадка ферросилиция из желоба с высоты 4 м от уровня зеркала металла; присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состоящей, например, из плавикового шпата, силикокальция и извести в соотношении 2:1:5; продувка расплава в ковше аргоном в течение 10 мин.

Пример 2. Выплавка и внепечное рафинирование стали 20К включает следующие операции: завалка шихты, состоящей из 40Х углеродистого стального лома и 60Х железорудных окатышей; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода3 выпуск нераскисленного жидкого металла после проплавления металлизо-; ванных железорудных окатышей из печи в ковш на поверхность прокаленного

1 до 1200 С марганецалюминиевого сплава; присадка ферросилиция из желоба с высоты 5 м от уровня зеркала металла; присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состоящей, например, из 60Х извести и 40Х плавикового шпата; продувка расплава в ковше аргоном в течение 10 мин.

Пример 3. Выплавка и внепеч1 ное рафинирование стали 20ХНЗА включает следующие операции:

1121299

Составитель В.Сарамутин

Редактор Н.Швьщкая Техред С.Легеза Корректор И.Эрдейи

Заказ 7893/19 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиИ

1 13035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 завалка шихты, состоящей, например, из 803 металлизованных окатьппей, 20Х углеродистого стального лома и соответствующего количества закиси никеля; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода и последующий контроль пробы ме- . талла на папный химический анализ; присадка феррохрома и никеля в металл через слой шлака на среднее содержание хрома и никеля с учетом остаточного содержания их в металле ю и с учетом угара хрома; выпуск иераскисленного жидкого металла после проплавления всего количества металлизованных окатьппей

as печи в ковш на поверхность прокаленного до 800 С марганецалюминиео вого сплава; присадка ферросилиция из желоба с высоты 6 м от уровня зеркала металла; присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состоящей, например, из марганцевой руды, силикатной глыбы, песка, силикокаль5 ция в соотношении 1: t:1:1; продувка расплава в ковше аргоном в течение 8 мин с интенсивностью

0,01 нм /т-мин.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить производительность дуговой сталеплавильной печи примерно на 107 за счет сокращения длительности плавки.

Сокращение длительности плавки происходит за счет ликвидации периода рафинировки и перенесения его на выпуск плавки и на период продувки

20 стали аргоном в ковше.

Качество стали во всех случаях отвечает соответствующим техническим требованиям.