Способ выплавки стали

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в кодовых сталеплавильных агрегатах. Цель изобретения - повышение степени дефосфации стали. При концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2% первые 30-40% извести загружают совместно со шлаком ПВА в соотношении 1:(), а остальную часть извести загружают при содержании углерода 0,2-0,6% в соотношении со шлаком ,1- 0,2), Причем в первой порции присаживают шлак ПВА фракции 0-20...0-30 мм, а во второй фракции 0-200...0-300 мм. Шлак ПВА мелкой фракции, вводимый в начале доводки , обеспечивает быстрое и полное ратстворение извести без снижения окисленности печного шлака, а шлак ПВА крупной фракции , вводимый в конце доводки и содержащий повышенную концентрацию алюминия, обеспечивает быстрое растворение основной массы извести, вводимой в печь. 2 з.п.ф-лы, 2 табл. W Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)5 С 21 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4754833/02 (22) 03.10.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Л.В.Белуничев, А.Л.Мясников, В.Б.Жиленко, Ю.П.Крылов, С.Ç,Ракевич, Н.В.Солодовников, Н.Н.Крапивин, С.П.Терзиян и

Л.А.Арыкова (53) 669.183.558 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1068489, кл. С 21 С 5/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1439128, кл. С 21 С 5/04, 1986. (54) СПОСОБ. ВЫПЛАВКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в кодовых сталеплавильных агрегатах. Цель

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к выплавке стали в подовых сталеплавильных агрегатах.

Цель изобретения — повышение степени дефосфорации стали.

Способ осуществляют следующим образом.

В ванну в период доводки вводят шлак производства вторичного алюминия совместно с известью двумя порциями, причем при достижении концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2% первые 30-40% извести загружают совместно со шлаком производства вторичного алюминия в соотношении

1:(3-5), а остальную часть извести загружают при содержании углерода 0,2-0,6% в со- отношении со шлаком 1:(0,1-0,2), причем в Ы 1696485 А1 изобретения — повышение степени дефосфации стали. При концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2% первые 30 — 40% извести загружают совместно со шлаком ПВА в соотношении 1:(3 — 5), а остальную часть извести загружают при содержании углерода

0,2-0,6% в соотношении со шлаком 1;(0,10,2). Причем в первой порции присаживают шлак ПВА фракции 0-20...0 — 30 мм, а во второй фракции 0-200...0 — 300 мм, Шлак ПВА мелкой фракции, вводимый в начале доводки,.обеспечивает быстрое и полное растворение извести беэ снижения окисленнасти печного шлака, а шлак ПВА крупной фракции, вводимый в конце доводки и содержащий повышенную концентрацию алюминия, обеспечивает быстрое растворение основной массы извести, вводимой в печь. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

Ъ первой порции присаживают шлак произ0 водства вторичного алюминия фракции 020...0 — 30 мм, а во второй — фракции

0 — 200...0 — 300 MM. ф

Пример. Сталь марки 09Г2С выплав- 00 ляют в 500-тонной мартеновской печи, ра- Ql ботающей скрапрудным процессом с продувкой ванны кислородом (интенсивность 3000ммэ/ч), . В период завалки в печь загружают 300 т металлолома и 38 т известняка и заливают 220 т жидкого чугуна, содержащего, %: углерод 3,9; кремний 0,7; фосфор 0,12; сера 0,008. Продувку металла кислородом начинают после слива 2/3 всего чугуна (150 т). В период плавления осуществляют скачивание 16 мэ первичного шлака.

По ходу доводки осуществляют присадку

1696485

50 извести и шлака ПВА по различным вариантам. Суммарная масса. введенной извести во всех случаях составляет 6 т, Раскисление стали производят силикомарганцем и 65%ным ферросилицием в ковше„Во время выпуска с помощью специального устройства отсекают 80% печного шлака. Продолжительность плавки определяют временем получения концентрацйи углерода 0,08% и температуры металла ?630 C и составляет

8,5-8,6 ч (продолжительность плавления 2,2, ч, доводки,2,1 ч).

Технической сущностью изобретения является создание на всех этапах доводки благо приятных условий для проведения процесса дефосфорации. В начале доводки при высоком содержании углерода в металле, низкой его температуре и высокой окисленности шлака оптимальным вариантом дефасфорации является повышение основности шлака без снижении его окисленности и температуры, причем растворение извести должно быть проведено быстро и с максимально возможной полнотой протекания процесса. Дли реализации этого режима в предлагаемом способе используется мелкая фракция шлака производства вторичного алюминия (шлака ПВА), быстро растворяющаяся в печном шлаке и содержащая минимальное количество металли ческого алюминия. Небольшие добавки извести к шлаку ПВА необходимы дли снижения его температуры плавления и повышения скорости растворения, При этом происходит быстрое нарастание основности шлака эа счет перевода в жидкое состояние извести, образовавшейся при разложении известняка, введенного в завалку.

В начале присадки первой порции шлакообразующих материалов при содержании углерода более 1,2% замедляется процесс их растворения в печном шлаке иэ-эа его низкой температуры и высокой пенистости.

При этом вводимые материалы ошлаковываются, образуются труднорастворимые конгломераты — "корки", что ведет к снижению скорости шлакообразования и снижению скорости нарастания асновности ( печного шлака. При вводе первой порции шлакообразующих материалов при содержании углерода менее 0,7% в значительной степени сокращается период активной обработки металла высокоосновным шлаком при этом, если продолжительность доводки . сохраняется неизменной (а это обязательное требование, связанное с необходимостью поддержания на заданном. уровне обьема производства стали), степень дефосфорации ":,а период доводки снижается за счет повышения содержания фосфора в готовой стали.

При вводе в первой порции более 40% извести от общего ее количества, расходуемого на плавку, снижается степень ее усвоения из-за того, что одновременно в шлак переходит известь, неусвоенная в период плавления. Вследствие того, что масса извести,усваиваемой шлаком в единицу времени, является конечной величиной, ввод избыточного количества извести приводит к повышению гетерогенности шлака и снижению его рафинирующей способности, в первую очередь фосфоропоглотительного потенциала. При вводе в первой порции менее 30% шлак не достигает полного насыщения известью, что приводит к недоиспользованию его рафинирующих возможностей и снижению степени дефосфорации металла в период доводки.

При соотношении извести и шлака ПВА в первой порции более 1 3 (более 0,3, т.е., например 0,5) массы введенной в шлак окиси алюминия недостаточно для полного растворения неусвоенной извести, содержащейся в шлаке после расплавления ванны, а также извести, вводимой в первой порции, что приводит к снижению фосфоропоглот "-..льной способности шлака и степени дефо орации стали.

При соотношении извести и шлака ПВА в первой порции менее 1:5 (менее 0,2, т.е. например, 0,05) в шлаке образуется избыток глинозема, повышающий температуру плавления печного шлака, т.е. снижающий величину нагрева над линией ликвидус, что приводит к повышению вязкости шлака, снижению скорости дефосфорации и ее степени за время доводки.

Присадка основной массы извести, т.е. второй порции, при содержании углерода более 0,6% нецелесообразна вследствие того, что в этот период еще не завершено растворение извести первой порции и ввод большой массы извести приводит к загущеHHIo шлака эа счет повышения его гетерогенности с соответствующим снижением скорости дефосфорации.

Присадка второй порции извести при содержании углерода менее 0,2% нецелесообразна вследствие того, что при этом резко сокращается время рафинирования стали высокоосновным шлаком. Даже в случае выплавки ниэкоуглеродистой стали с заданной концентрацией углерода перед выпуском 0,07.-0,08% к моменту ее получения и достижения требуемой температуры процесс растворения основной массы извести в этот период только завершается, т.е, времени на обработку стали высокооснов1696485

Фракция ала- Массовая дока ПВЛ> ни ля Фракции, 2

Коилонвнты алака ПВА, нас.2

l. l

»;. (c > >.,с. > $ >,„j > „

И„А О, 5,3 2,4

5,2 2,6

5 ° 2, 2,4

3,6 2,5

1,8 1,4

17 17

1 ° 6 1,6

0,1

1,3

4,4

4,0

2,0

l>4

1,7

8,7

8,7

8,3

8,2

8,2

8,l

8,1

74,8

69,6

65,6.

63,2

61,0

56 3

56,2

4,2

5.9

7,8

"12>4

19,6

24,8

24,8

6,9

6,7

6,3

6 ° 1

6>0

6,0

6,0

18

27

39

56

81

94

100

0-10

0-20

0-30

0-100

0-200

0-300

0-500 (валовый аиалиэ) ным шлаком практически не остается, что приводит к снижению степени дефосфорации металла.

Шлак производства вторичного алюминия является отвальным продуктом 5 предприятий, что определяет его недефицитность и низкую стоимость. В процессе исследования шлака flBA установлено, что различные его фракции содержат различную концентрацию металлического алюми- 10 ния. Данные химического анализа, характеризующие эту зависимость, приведены в табл. 1.

Существенные различия в химическом составе отдельных фракций шлака ПВА 15 обуславливают необходимость их раздельного применения. Так, на первом этапе присадки извести, когда необходимо максимально снизить вязкость печного шлака, не раскисляя его, целесообразно ис- 20 пользовать шлак ПВА фракции 0 — 30 мм, так как содержание алюминия в нем незначительно, а масса разжижающих компонентов (Al203, NazO + К20) максимальна. При этом в предварительных экспериментах уста- 25 новлено, что при снижении фракции шлака, применяемого в первой порции, менее 0-20 мм незначительное изменение его химического состава не приводит к каким-либо технологическим изменениям. При 30 использовании в первой порции шлака крупностью более 0 — 30 мм содержание ме.таллического алюминия повышается до значений, при которых происходит снижение окисленности печного шлака, а содержание 35 разжижающих компонентов снижается, что приводит к повышению вязкости печного шлака, при этом степень дефосфорации металла снижается.

Во второй порции вводимого в печь 40 шлака ПВА, присаживаемого вместе с большим количеством извести, высокое содержание металлического алюминия является полезным вследствие того, что выделяемое тепло за счет его окисления обеспечивает 45 быстрое растворение вводимой извести в шлаке малой вязкости, образовавшемся после присадки первой порции шлака ПВА.

Кроме того, основная масса алюминия сосредоточена в крупных кусках шлака„име- 50 ющих низкую плотность и плавающих по поверхности шлака, что создает условия для преимущественного окисления алюминия атмосферным кислородом, т.е. при сохранении достаточной окисленности печного шлака.

При использовании во второй порции шлака ПВА крупностью менее 0-200 мм снижается масса вводимого в печь алюминия с соответствующим замедлением растворения извести и снижением степени дефосфорации металла. При вводе во второй порции шлака ПВА фракции более

0-300 мм крупные куски не успевают раствориться в шлаке, а содержащийся .в них металлический алюминий не принимает участия sпроцессе,,при этом снижается масса шлака ПВА, принимающего фактическое участие в процессе, замедляется растворение извести, повышается вязкость шлака, что в итоге приводит к снижению степени дефосфорации стали.

Результаты опытных плавок представлены в табл. 2.

Формула изобретения

1. Способ выплавки стали, включающий ввод в ванну в период доводки шлака производства вторичного алюминия отдельными порциями извести, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дефосфорации стали, шлак производства вторичного ал;оминия вводят в ванну в смеси с известью двумя порциями, причем первую порцию вводят при концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2 ф при соотношении масс извести и шлака производства вторичного алюминия 1:(3 — 5), а вторую порцию вводят в ванну при содержании углерода 0,2-0,6 при соотношении масс извести и шлака производства вторичного алюминия 1:(0,1О,Z).

2. Способ по и 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что в первой порции в ванну вводят

30-40 ф, от общего количества извести.

3. Способ по и п.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в первой порции присаживают шлак производства вторичного алюминия фракцией 0-20...0 — 30 мм, а во второй— фракцией 0 — 200...0-300 мм.

Таблица!

1696485

Насса алака IIOA присавеи» ного внбсте с первой порцией извести> т

>аблицаг

Содермание углерода в момент присадки первой порции извести, 2

Содермание

Соотновенне известь; влак ПБА в первой порции

Соотновение извести и врака, ПВА во второй пор цим

Содермание углерода в маиент присадки второй порции извести, 2 ласса прнсаменной в первой порции. известм

Степень деросйо рации

Фракция вла" ка ABA йасса извести во второй порции, т йасса лака

04 во торой орции, т т 8 от обзего количества в гото вой стааль\ в металле tlo расплввла>я>и ванин во второй порции в первой порции

Составитель В. Остринский

Техред M.Moðlåíòà7f Корректор М,.Ujäðîùù

Редактор И. Дербак

Заказ 4277 Тираж

ВНИИПИ Гос а ств

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 ю

° °

0,6

0,7

1 0

1,2

1,3

0,60

0,7

lid

1,2

1 ° 3

0,60

0,7

1,0

1,2

1 ° 3

0,60

0,7

1,0

1,2

\ 3

0,6

0,7

1,0

1>2

l !.3

0,6

0>7

1>0

1,8

13

1,2

1;1

1,0 я1,0

-1,0

1 2

1,2

1,2

1,2

1,2

1,8

1,8

1,8

1,8 !, 8

2,1.

2,1

2,1

2,1

2,1

2,4

2,4

2,4

2,4

2,4

3,0

3,0

3,0

3t0 э,о

1,2

1,8

2,1

2,4

3>0

1,8.

2,4

1,8

1,8

3,0

l,8

20 20

30, .30

30 35

- 50

50 >

3о

2;4

3,6

4,8

6,6

7,2

3,6

5,4

7>2

9>0

10>8 .

4,2

6,3

8 4

10,5

12> 6

4,8

7,г

96

12,0

14, !>

6,0

9>0

12,0

15>0

18,0

2,4

5,4

8,4

12i0

18,0

9,0

),2

9,0

15,0

5,4

1:2

1!3

1;4

I:5

1:6

l:2

1:3

1:4

l:5

\:6

1:2

1:3

1:4

1!5

1:6

1:2

1:3

1:4

1 5

1:6

1:2

1:3

I:4

1:5

1:6

1:2

1:3

l;4

1:5

1:б

1:5

1:3

1:3

1:5

I:5

1:3

0,15

0,20

0,40

0,60

0,70

0>15

0,20

0,40

0,60

0,70

0,15

0,20

0,40

0,60

О ° 70

0,15

0,20

0,40

0,60

0,70

0,15

О;20

0,40

0,60

0i70

0,15

0,20

0,80

0 60

0,70

0,2

0,6

0,4

0,7

0,4

0,4

4,8

4 ° 8

4, 8

4,8

4,8

4,2

4,2

4,2

4,2

4,2

3,9

3,9

,9

39

3,6

3 ° 6

3,6

3,6

3,6

3,0

3iO

3,0

3,0

3,0

4,8

4,2

39

3,6

3>0

4,2 )>б

4,2

3>0

%,2

1:0,03

1:0,10

1:0,15

130,20

1:О ° 30

I:0,03

1:0,10

1:0,15

1:0,20

l:0,30

1:0>03

1:0,10

1:0,15

110,20

1:0,30

l:Î,03

1:0,10

1:0>15

1:О ° 20

1:0,30

1:0,03

1!0,10

1:0,15

1:0,20

1 0,30

1:0,03

1:0,10

1:0,15

1:0,20

1:Oi30

1:0>2

1:0,1

1!0,1

Iç:0>2

1:0,1 .

1:0,2

0,144 -10

0,48 -10

0,72 -10

0,96 -10

1!44 -10

0,126 -20

О, 42 -20

0,63 -20

0,84 -20

1,26 -20

0,117 -25

0,39 -25

0,585 -25

О, 78 -25

l 17 -25

0,108 -30

0,36 -30

0,54 -30

0,72. -30

l,О8 -30

0,09 -40

0,30 -40

0,45 -40

0,60 -40

0,9 -40

О, 144 -40

0,42 -!О

0,585 -20

0,72 -30

0 ° 9 -40

0,84 -30

0>36 30

0,42 -50

1, 84 -20

0>3 "30

0,84 -30

-100

-200

-250

-300

-400

-100

-250

-300

-400

-100

-400

-100

-200

-300

-400

- 100

-200

-300

-400

-100

-200

"250

-300

-400

-300

-300

-500

-200

300

0,063

0,058

0,062

0,059

0,064

0,060

0,058

0,063

0,061

0,058

0,062

0,063

0,064

0,063

0,059

6,064

0,059

0,063

0,062

0,063

0i062

0,066

0>061

0,060

0,062

0,060

0>061

Oi061

0,061

0,659

О, 051

0,060

0,060

0i OIIA

0 059

0>062

О, 021

0,019

О, 023

0,619

0; 024

0,022

0,0О7

0,08

0,0О8

0,018

0,023

0,007

0,007

0,07

0,022

0>020

0,07

0," 006

OiOOB

0>022

О, 024

0> 023

0,024

0,021

0,024

6,018

0,025

6,624

0,021

0 622

0,006

0,007

0,026

Oi020

0>025

0,023

0,67

0,67

0,63

О ° 68

0,63

0,63

0,88

0,87

0,87

0,,69

О, 63

0Ä89

0,-33.

0,063

0,63

0,88

0,90

0,87

0,65

0,62

0,62

0,61

0,65

0,61, 0>70

0,59

d,61

6,66

0 63

0,9О

< 6,88

0,67

0 ° 69

6,58

0.6Ý