Способ выплавки стали

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий загрузку на подину печи окислов металлов, углеродсодержащего материала , пшакообразующих, металлошихты и расплавление металла, отличающийся тем, UTO, с целью повьшгения производительности . сталеплавильного агрегата, окислы металлов загружают в смеси с карборундом и флюсом, содержащим хлористые соли магния .и/или кальция, в соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ае ои з(я) С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTOPONOM!V СВИДЕТЕЛЬСтВМ (21) 3647077/22-02 (22) 30.09.83 (46) 07.11.84. Бюл: У 41 (72) С.А.Гузенков, С.И.)Кульев, А.И.Гузенков, Б.Г.Восходов и Н.С.Цветаев (53) 669.187.25(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 924116, кл. С 21 С 5/88, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

И 495363, кл. С 21 С 5/52, 1974. (54) (57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий загрузку на подину печи окис- . лов металлов, углеродсодержащего ма-; териала, шлакообразующих, металлоЭ шихты и расплавление металла, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения производительности . сталеплавильного агрегата, окислы металлов загружают в смеси с карборундом и флюсом, содержащим хлористые соли магния .и/или кальция, в соотношении 1:(0,3-6,5):(О, 10-6,5) .

1 11227

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способу выплавки легированных сталей в мартеновских и электродуговых печах.

Известен способ выплавки шихтовой заготовки, включающий порционную загрузку стружки и мелкофракционных абразивных отходов легированных сталей и сплавов, флюсующего реагента и раскислителя, расплавление шихты, 1О последующее раскисление металпа си ликоалюминиевым сплавом и доводку расплава по температуре и обеспечивающий более высокую степень усвоения легирующих элементов из металлоабразивных отходов )1) .

Однако при этом способе значительна продолжительность периодов плавления и рафинирования вследствие низкой скорости растворения углеродсо- Zp держащего материала (кокса} в жидком металле и повышенного содержания вредных примесей (в частности, серы), переходящих в металл из карбюризатора. Кроме того, присутствие в ме-25 талле включений глинозема, образующихся в стали при ее раскислении силикоалюминиевым сплавом, делает невозможным применение данного способа:для выплавки высококачест-

3 О венной стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо! му результату является способ выплавки стали, включающий загрузку

35 на подину печи окислов металлов, углеродсодержащего материала, шлака" образующих, металлошихты и расплавление металла )2) .

Недостатками известного способа . 40 являются значительная продолжительность плавки вследствие длительности процессов шлакообразования, растворения углеродсодержащего материала и восстановления окислов металлов, а так- 45 же низкая степень рафинирования металла от вредных примесей (водоро" да, серы) в период плавления.

Цель изобретения — повышение производительности сталеплавнльного агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что при способе выплавки стали, включающем загрузку на подину печи окислов металлов, углеродсодержащего 55 материала, шлакообразующих, металло- шихты и расплавление металла, окислы металлов загружают в смеси с

07 2 карборундом и флюсом, содержащим хлористые соли магния и/или кальция, в соотношении 1:(0,3-6,5):(0,10-6,5).

Введение в завалку лечи смеси окислов и карборунда, являющегося комплексным восстановителем, позволяет восстанавливать практически любые элементы из их окислов (например, вольфрам, ниобий, ванадий, молибден, хром, титан и др.). Кроме того, избыток карборунда, вводимого в завалку, обеспечивает протекание следующих реакций:

mFe4,+nSiC =fnSijmFe+n (C3; (1)

ЗРеО+Б С=ЯхО +ЗРе+СО ; (2)

FeSi+2Fe0 — SiO, +ÇFe (3)

Реакции (1)-(3) сопровождаются экзотермическим эффектом, что способствует более быстрому нагреву металла и уменьшает продолжительность периода плавления. Кроме того, реакция (1) способствует науглероживанию металла, что снижает расход чугуна, а по реакциям (2)-(3) происходит восстановление окислов железа, что уменьшает расход стального лома, вводимого в завалку печи.

Ввведение в смесь флюса, содержащего хлористые соли магния и/или кальция, обеспечивает быстрое растворение карборунда в жидком металле, его науглероживание и протекание реакций восстановления, так как элементы-акцепторы валентных элекТРОНОВ, К KOTOPbIM ОТНОСИТСЯ XJIOP> увеличивают растворимость углерода в железоуглеродистом расплаве. Кроме того, присутствие в смеси СаС1, уве" личивает скорость разложения вводимого в завалку известняка (при выплавке стали в печах с основной футеровкой), что способствует быстрому формированию высокоактивного гомогенного шлака. Продукты диссоциации MgC1, и СаС1, реагируют с растворенными в металле серой и водородом, образуя соединения MpS, CaS и НС1, удаляемые из расплава, что способствует более полному рафинированию стали от вредных примесей, а также приводит к сокращению продолжительности плавки и повьппению качества металла.

Уменьшение в соотношении содержания карборунда менее .0,3 не позволя, ет использовать его как науглероживатель, а также уменьшает усвоение легирующих элементов при восстановз 11 лении из окислов. Увеличение в соот- ношении карборунда свыше 6,5 приводит к значительному науглероживанию металла, повышению по углероду(Ь(CJ), в результате чего возрастает продолжительность плавки.

Уменьшение в соотношении флюса менее 0,10 приводит к уменьшению скорости растворения последнего в жидком металле, а также к ухудшению условий рафинирования расплава от вредных примесей. Увеличение в соотношении флюса более 6,5 не приводит к повышению скорости растворения карборунда в жидком металле. Однако при этом увеличивается расход шлакообразующих .

Введение в печь смеси окислов металлов, карборунда и флюса, нагретой до температуры плавления последнего, обеспечивает тесное соприкосновение компонентов смеси, что способствует более быстрому протеканию реакций восстановления окислов и процессов рафинирования металла, Способ осуществляется следующим образом.

- На подину печи загружаются окислы металлов в смеси с карборундом и флюсом, содержащим хлористые соли магния и/или кальция, в соотношении 1:(0,3-6,5):(0,1-6,5), затем осуществляется загрузка шлакообразующих и металлошихты. После этого металл расплавляется, доводится до заданного химического состава и температуры и выпускается в ковш.

Бып проведен ряд лабораторных плавок, позволяющих определить оптимальные соотношения между окислами, карборундом и флюсом. Плавки проводились в печи емкостью 10 кг с футеровкой, выполненной из плавленного электрокорунда.

Результаты плавок даны в таблице.

Пример 1. Данным способом выплавляют сталь марки 38ХНЗМФА с химическим составом по ГОСТ 4543-71.

Выплавку производят дуплекс-процес,сом в основной и кислой мартеновских печах емкостью 100 т. При выплавке шихтовой заготовки производят легирование молибденом. Для этого в за-, 2?707

50 валку печи вводят трехокись молибдена (МоО ), карборунд и хлористый кальций в количестве. 6, 6 и 3 кг/т соответственно. Затем заваливают известняк и металлошихту, после чего металл расплавляют, рафинируют. от серы и фосфора, доводят содержание углерода до 0,9-1, 1Х, выпускают металл в ковш и переливают в кислую мартеновскую печь.

Содержание молибдена по расплавлению в основной печи составляет

0,38 (усвоение 98 ), экономия чугуна и стального лома 12,0 и 5,5 кг/т соответственно, степень удаления серы и водорода 62 и 30 соответственно, продолжительность плавки

6,5 ч (вместо 7,5-8,5 ч по известной технологии). Кроме того, на опытных плавках наблюдается более высокая скорость удаления фосфора по сравнению с обычными плавками.

Во время перелива шихтовой заготовки в кислую печь присаживают закись никеля в количестве 22 кг/т, карборунд 5,2 кг/т и хлористый магний 3,0 кг/т. После этого производят доводку металла до заданного химического состава и температуры, выпускают в ковш и разливают в изложи ицы.

Пример 2. Выплавка жидкого полупродукта осуществляется аналогично примеру 1. Во время перелива заготовки в кислую печь заваливают металлоабраэивные отходы (РеО 20ЗОХ, SiC 35-50Х, остальное окислы

Cr No V Ni) в количестве 10 кг/т и природный бишофит (MgCI 95-97Х, CaCI 0,9-1,8Х, остальное КС1и NgBr )

Железную руду при этом не присаживают.

Общая продолжительность плавки дуплекс-процессом 9,0 ч (вместо

11,0 ч по известной технологии), экономия шихтовых материалов, кг/т: чугун 12,0, стальной скрап 7,8, железная руда 2,5.

Ожидаемый экономический эффект от использования данного способа выплавки стали складывается из экономии шихтовых материалов и повышения производительности печей и составит 29 руб/т.

1122707

Расход Соотношение компонентов смеси

УсвоеSiC

Флюс

СтальЧугуна ного скрапа

53 21 3-10

55 26 3-00

5,2 2,7

3,0

Предлагаемый

3,0

6,0

3,0

1 3,4 3,3 98 41 6 22,0 70 33 2-30

1 65 65 98 1040 542 75 45 240

3,0

3,0

1 7 0 7 0 98 120 0 65 6 77 48 2 50

50 20 3-20

Известный

Составитель А.Прусс

Техредй.Гергель. 4»

Редактор И.Николайчук

Корректор Н.Король

Заказ 8102/24 Тираж 539

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Способ выплавки стали

3 0

3,0 ние, Nb

0,80 0,05 57

1 0,30 О, 10 70

Снижение расхода шихтовых материалов, кг/г

Степень удаления вредных примесей, %

Продолжитель" ность плавки ч-мин