Способ производства стали

 

Изобретение относится к способам производства стали, в особенности высококачественной , в современных высокопроизводительных плавильных агрегатах горной металлургии. Цель изобретения - снижение содержания строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений. Металл, выплавленный в сталеплавипьном агрегате, выпускается без шлака и обрабатывается в ковше шлаком, получаемым в ковше из твердой смеси извести и плавикового шпата при раскислении металла и шлака алюминием и кремнием. При необходимости проводится продувка инертным газом. В ковш в первой половине выпуска порциями присаживают материалы , содержащие оксиды железа, в общей количестве 2-5 кг оксидов железа на 1 т стали. Причем первая порция составляет не менее 1 кг на 1 т стали. Снижается содержание строчечных и глобулярных включений до Ь 25-0,5 балла . 1 табл. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4754212/02 (22) 16.08.89 (46) 07,12.91. Бюл. М 45 (71) Челябинский политехнический институт им.Ленинского ксмсомола (72) Ю.А.Гудим, А.Ю.Гудим, А.Ю.Катаргин и

В;И.Олейчик (53) 669.187.25 (088.8) (56) Гудим Ю.А., Поволоцкий Д,Я., Вяткин

А.Г. Влияние печного шлака на количество и природу неметаллических включений в подшипниковой стали. — Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1988, % 2; с.46 — 49, Кадарметов А,X., Мирковский Л.И., Галян С.В. Совершенствование технологии внепечной эссульфурации стали. — Новая технология и техническое перевооружение электросталеплавильного производства:

Сб. научн.трудов. Челябинск: Металлургия, 1989, с.21-23. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ (57) Изобретение относится к способам производства стали, в особенности высо-.

Изобретение относится к способам производства стали, в особенности высококачественной, в современных высокопроизводительных плавильных агрегатах черной металлургии, Цель изобретения — снижение содержания строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений.

В случае добавления оксидов железа из твердого окислителя в начале выпуска в состав шлака (по расчету 8-17%) понижается температура плавления шлака, что благо5U 1696495 Al кокачественной, в современных высокопроизводительных плавильных агрегатах горной металлургии. Цель изобретения— снижение содержания строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений. Металл, выплавленный в сталеплавильном агрегате, вьгпускается без шлака и обрабатывается в ковше шлаком, получаемым в ковше из твердой смеси извести и плавикового шпата при раскислении металла и шлака алюминием и кремнием.

При необходимости проводится продувка инертным газом. В ковш в первой половине выпуска порциями присаживают материалы, содержащие оксиды железа, в общей количестве 2 — 5 кг оксидов железа на

1 т стали. Причем первая порция составляет не менее 1 кг на 1 т стали. Снижается содержание строчечных и глобулярных включений до С,25 — 0,5 балла. 1 табл, приятно сказывается на скорости формирования шлака, повышается его рафинирующая способность (пониженная вязкость, повышенная способность эульгироваться в металл и т.д.), что обеспечивает лучшее рафинирование металла от продуктов раскисления. Кроме того, эмульгированные в металл частицы окисленного шлака, еще не раскисленные в начале слива, имеют низкую десульфурирующую способность, на их поверхности не образуется сразу же сульфидная оболочка. Поэтому такие частицы успевают укрупниться до критических раз1696495 меров (50-60 мкм), обеспечивающих их удаление из стали, даже при раскислении частиц шлака и последующем образовании сульфидной оболочки, которая появляется на поверхности шлаковой частицы после ее раскисления в резул ьтате десул ьфурации металла. Вследствие этого сталь не загрязняется глобулярными оксидными шлаковыми включениями сложного состава, Раскисление шлака в ковше обеспечивает необходимый уровень десульфурации ме5

10 талла без загрязнения его глобулярными включениями.

Предлагаемое количество окислителей окисленности шлака на различных стадиях выпуска плавки в зависимости от марки стали, технологии, типа плавильного агрегата.

Верхний предел расхода окислов железа 5 кг на 1 т стали обусловлен следующим: количество формируемого в ковше шлака на основе извести и плавикового шпата обычно не превышает 2-2,5%, 5 кг оксидов железа составляет еще 0,5%, Таким образом, количество шлака с оксидами железа около

3%. На расплавление большего количества

25 шлака не хватает тепла металла. Количество оксидов железа в этом шлаке, беэ учета раскиспения шлака, составляет:= 1 7%.

Вместе с тем увеличение концентрации оксидов железа требует увеличения расхода раскислителей, идущих на раскисление шлака, поэтому превышать предел 5 кг оксидов железа на 1 т нецелесообразно.

При нижнем пределе ввода, 2 кг/т количество оксидов железа составляет 0,2% и их содержание в шлаке = 8%.

Снижение содержания оксидов железа не позволяет надежно удалить строчечные и глобулярные включения.

Нижний предел введения первой порцией I кг оксидов железа на 1 т стали можно обосновать так: минимальное количество шлака, формируемого в ковше на основе извести и плавикового шпата, составляет около 1,0%. При меньшем количестве результаты обработки, например десул ьфурации, не существенны. 1 кг/т составляет

0,1%, с учетом оксидов железа количество шлака 1,1% и максимальное количество оксидов железа в этом шлаке составляет

«9%, Это количество оксидов железа максимально возможное, на практике оно сущест.венно ниже иэ-за раскисления шлака металлом, в том числе дпя средне- и высокоуглеродистых сталей. Например, для подшлака, 2 — 5 кг оксидов железа на i т стали 15 необходимо для создания нужного уровня шипниковых сталей возможно углеродное раскисление. Таким образом, содержание оксидов железа даже в начале выпуска может понизиться до 5 — 6%, что совсем близко до опасного с точки зрения загрязненности глобулярными включениями, содержания закиси железа в шлаке 5%. Поэтому присаживать менее 1 кг оксидов железа на 1 т стали в первой порции нецелесообразно.

Пример 1. Подшипниковую сталь марки ШХ15СГ плавят в 40-тонной печи на свежей шихте, На плавках в печи после расплавления шихты проводят окислительный период, затем раскачивают на 50-60% окислительный шлак и под остатками печного шлака проводят доводку по содержанию углерода, хрома и марганца. Перед выпуском плавки остатки шлака скачивают . На дно ковша помещают кусковые раскислители (ферросилиций и алюминий) для раскисления шлака и металла. В начале выпуска после слива 5 / металла в ковш присаживают шлаковую смесь: 750 кг извести, 200 кг плавикового шпата и твердый окислитель — 240 кг железорудных окатышей (содержание магнетита около 85Я, что соответствует верхнему пределу добавок оксидов железа

5 кг/т, Это количество концентрата приса>кивают г.c" наполнении первой половины ковша. Температура металла перед выпуском плавки 1640 С. Результаты плавки: температура стали в ковше 1525ОС, содержание серы в готовой стали 0,010%, средний балл неметаллических включений: сульфиды 2,25; строчечные оксиды 2,65; глобулярные оксиды 0,4.

Пример 2. На плавках в 100 т печи после расплавления шихты и проведения окислительного периода подкачивают окислительный шлак на 60--70% и проводят в печи доводку металла по содержанию углерода, хрома и марганца. Температура металла перед выпуском плавки 1620 С.

Выпуск плавки осуществляют в сталеразливочный ковш, оборудованный устройством для продувки метлла аргоном через шиберное отверстие. В начале выпуска плавки стремятся отсечь печной шлак, быстро наклоняя печь. После слива 10% металла в ковш вводят шлаковую смесь: 800 кг извести, 200 кг плавикового шпата, кусковой ферросилицилий и алюминий для раскисления металла и шлака, а также твердые окислители — 250 кг железорудных окатышей (2 кг/т — нижний предел). Это количество окатышей вводят при заполнении 1/3 ковша, Затем без перерыва сливают оставшийся в печи металл. Во время выпуска продува.от металл в ковше аргоном через трубу в шибере, 1696495

Результаты плавки: температура стали в ковше 1540 С. Содержание серы в готовой стали 0,016ф>, средний балл неметаллических включений: сульфиды 2,5; строчечные оксиды 2,7; глобулярные оксиды 0,25.

Пример 3. На плавке стали ШХ15 в дуговой печи емкостью 100 т на свежей шихте после расплавления шихты и проведения окислительного периода подкачивают окислительный шлак на 70 . Доводку стали по химсоставу проводили в печи. Температура стали перед выпуском 1630 С. С выпуском первый порций металла в ковше вводят шлаковую смесь; 1000 кг извести, 250 кг плавикового шпа та и 130 кг рудных окатышей, что составляет 1,0 кг/т — нижний предел количества окатышей, присаживаемых с первой порцией. Вторая порция окатышей 2 кг/т 200 кг присаживается до наполнения ковша на 50%. Шлак формируется быстро, несмотря на минимальное количество окатышей в первой порции, видимо из-за попадания некоторого количества печного шлака.

Результаты плавки: содержание серы в стали 0,014 Д, неметаллические включения: сульфиды 2,30 балла, строчечные оксиды

2,45 балла, глобулярные оксиды 0,35 (диаметр прокатанных заготовок 90 мм).

В целом по всем опытным плавкам степень десульфурации составляет 40-30; .

Снижаются баллы оксидов строчечных и

Содержание серы в стали, Способ рафинирования в ковше

Строчечные оксиды

Сульфиды

Глобуляр ные оксиды

3,00

1,69

2,65

0,014

100

0,012

0,50

2,65

2,70

0,25

270

2,65

0,015

100

Известный (шлаком из стандартной смеси шлакообразующих без твердого окислителя)

Предлагаемый (присадкой твердых окислителей одной и двумя порциями соответственно

Количество Емкость пеплавок чи, т особенно глобулярных включений по сравнению с известным способом (шлаковая смесь без добавки окислителей).

Результаты исследований представле5 ны в таблице.

Таким образом, только добавка оксидов железа в указанных количествах и в укаэанное время задерживает процесс десульфурации, одновременно обеспечивая

10 ее во второй половине выпуска. Именно такое сочетание гарантирует одновременное рафинирование от оксидных неметаллических включений и серы.

15 Формула изобретения

Способ производства стали, включающий плавление шихты, окислительный период, выпуск металла беэ шлака и обработку в ковше шлаком из твердой смеси извести и

20 плавикового шпата, раскисление металла и шлака алюминий- и кремний содержащими материалами при необходимости с продувкой инертным газом,отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью снижения содержания

25 строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений, в ковш в первой половине выпуска порциями присаживают материалы, содержание оксиды железа, в

30 общей количестве 2-5 кг оксидов железа на

1 т стали, причем первая порция составляет не менее 1 кг на 1 т стали.

С е ний балл включений