Способ внепечной обработки стали

 

Изобретение может быть использовано для внепечного рафинирования качественных сталей. Сущность: после дачи по расчету шлакообразующих добавок в течение 4-8 мин нагрев расплава ведут дугами, удельная мощность которых составляет 0,05-0.11 МВт/т, а продувку аргоном с интенсивностью 0,2-0,4 м , затем производят присадку металлических добавок, мощность нагрева и интенсивность продувки на период 1-3 мин повышают соответственно до 0,11-0,16 МВт/т и 0,4-0,6 м3/т-ч. после чего устанавливают первоначальную мощность нагрева и интенсивность продувки и нагревают сталь до температуры, на 10-30°С превышающей температуру разливки , отключают дуги, а продувку аргоном продолжают в течение последующих 3-6 мин с интенсивностью 0.06-0,20 м3/т-ч, в первой половине этого периода вводят по расчету алюминий, а во второй - кальций. 1 табл.. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s С 21 С 7/10, С 22 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BEÄOÌÑTBO СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900831/02 (22) 09.01.91 (46) 07.01.93. Бюл, N. 1 (71) Челябинский металлургический комбинат (72) P.Ô,Màêcóòoâ, B.Ï.Äåíècåíêo, И.Ю.Зинуров, А.X,Кадарметов, А.В;Иванов, Н.А,Волощук и В.Г.Ефремов (56) 1. В.А.Григорян и др. Теоретические основы электросталеплавильных процессов.

M. Металлургия. 1979, с. 256.

2. Рафинировочный ковш. Start — up and

operation of Slater Industries Inc. Hamilton, Specialty Bar Division (Refiner аб!е, Wood

Brlon Е.)//Металлургия, 1989, М 8, Реф, 8В

203. (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛИ (57) Изобретение может быть использовано для внепечного рафинирования качественИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для внепечного рафинирования качественных сталей.

Известны технологии выплавки стали в электродуговых печах с последующей обработкой в ковше рафинировочным шлаком, вакуумом, инертным газом или комбинаций этих методом.

Недостатком данных способов является черезмерная длительность выплавки металла в дуговой печи, значительный перегрев металла в агрегате и связанный с этим перерасход электроэнергии и материалов, ухудшение качества стали по неметаллическим включениям.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является способ

„„. Ж „„178б107 А1 ных сталей. Сущность: после дачи по расчету шлакообразующих добавок в течение

4-8 мин нагрев расплава ведут дугами, удельная мощность которых составляет

0,05-0;11 МВт/т, à проуувку аргоном с интенсивностью 0,2-0,4 м /т ч, затем производят присадку металлических добавок, мощность нагрева и интенсивность продувки на период 1-3 мин повышают соответствен,но до 0,11-0,16 МВт/т и 0,4-0,6 м /т ч, после чего устанавливают первоначальную мощность нагрева и интенсивность продувки и нагревают сталь до температуры, на

10-30 С превышающей температуру разливки, отключают дуги, а продувку аргоном продолжают в течение последующих 3-6 мин с интенсивностью 0,06-0,20 мз/т ч, в первой половине этого периода вводят по расчету алюминий, а во второй — кальций. 1 табл.

I внепечной обработки стали, согласно которому полупродукт выплавляют в дуговой печи, выливают в сталеразливочный ковш, переливают в печь-ковш, где осуществляют дуговой подогрев металла и продувку арго - ном снизу, доводку стали по составу и температуре, раскисление. Причем при переливе металла в печь-ковш 7-8 мин расход аргона поддерживают — на уровне

420 л/мин, при последующем нагреве металла (20 мин) — на уровне 990 л/мин, при доводке металла — на уровне 990 л/мин, затем вводят 25 кг силикокальция и в тече- . ние 3 мин перемешивают расплав с расходом аргона 420 л/мин.

Недостатки прототипа:

1. Повышенная загрязненность стали кислородсодержащими неметаллическими включениями, обусловленная нерациональ1786107 ным раскислением и запутыванием частичек шлака при переливе полупродукта из сталеразливочного ковша в печь-ковш.

2. Повышенный расход кальция, связанный с вводом силикокальция в металл с относительно высоким содержанием кислорода.

3. Недостаточно высокая стойкость футеровки ковша. Одной из причин последнего является отсутствие связи между режимом аргонной продувки и электрическим режимом.

Цель изобретения — повышение качества стали за счет уменьшения содержания кислородсодержащих неметаллических включений и увеличение стойкости футеров. ки ковша.

Поставленная цель достигается тем, что после дачи шлакообразующих добавок в течение 4-8 мин нагрев расплава ведут дуга ми, удельная мощность которых составляет

0,05-0,11 МВт/т, а продувку производят аргоном с интенсивностью 0,2-0,4 м /т ч. Затем производят присадку металлических добавок, после чего мощность нагрева и интенсивность продувки на период 1-3 мин повышают соответственно до 0,11-0,"l6 МВт/т и 0,4-0,6 м /т ч. После этого устанавливают первоначальную мощность нагрева и интенсивность продувки, нагревают сталь до температуры, на 10-30 С превышающей температуру разливки, отключают дуги, а продувку аргоном продолжают в течение последующих 3-6 мин с интенсивностью .

0,06-0,2 м /т ч. В первой половине этого периода вводят по расчету алюминий, во второй — кальций.

Каждый из приведенных в отличительной части формулы изобретения признаков является необходимым для выполнения поставленной цели (примеры 2-14 в таблице), в совокупности же данные признаки позволяют по сравнению с прототипом, уменьшить объемный процент кисл ородсоде ржа щих не металлическйх включений с 0,0028 до 0,0018% и увеличить стойкость футеровки ковша (шлакового пояса) с 10 до 15 плавок (пример 1 в таблице).

Наличие совокупности указанных признаков и достигаемого эффекта позволяет. утверждать, что заявленное техническое решение соответствует критерию "положительный эффект", а заявленные признаки— критерию "существенные отличия", Если при обработке стали в печи-ковше не производить первоочередной операции — присадки шлакообразующих, ухудшается качество стали по содержанию серы (см. пример 2 в таблице).

Длительность первого нагрева расплава в ковше обусловлена, с одной стороны, получением химанализа стали, с другой— потерей производительности (пример 3 в

5 таблице).

Мощность дугового нагрева и интенсивность аргонной продувки должны быть взаимосвязанными: чем выше интенсивность продувки, тем сильнее турбулентные потоки

10 верхних слоев шлака и металла в ковше. Тем больше вероятность контакта электродов с расплавом. В результате нарушается электрический режим обработки, повышается расход электродов, футеровки ковша, и на15 оборот. Поэтому существенное изменение мощности нагрева расплава при средней интенсивности аргонной продувки 0,3 мз/т ч в ту или иную сторону нецелесообразно.

При мощности нагрева менее 0,05 МВт/т

20 увеличивается расход электродов (пример 4 в таблице), более 0,11 МВт/т — повышается износ футеровки ковша (пример 4 в таблице).

Изменение интенсивности продувки

25 (при средней мощности нагрева 0,08 МВт/т) менее 0,1 м /т ч приводит к уменьшению стойкости футеровки ковша, более

0,4 м /т.ч — к увеличению расхода электроз дов (пример 5 в таблице).

Длительность второго периода нагрева обусловлена, с одной стороны, потерей производительности, с другой — существенным повышением износа футеровки ковша (пример 6 в таблице).

Аналогичным образом изменение (сверх заявленных пределов) интенсивности продувки и мощности дугового нагрева при втором нагреве для растворения присаженных металлических добавок приводит либо к потере производительности, увеличению расхода электродов, либо к увеличению износа футеровки ковша (примеры 7 и

8 в таблице).

- Установление первоначальных интенсивности аргонной продувки и мощности дугового нагрева обусловлено повышением производительности обработки на установке печь-ковш, а также сохранением стойкости футеровки ковша на высоком уровне (пример 9 в таблице).

Перегрев металла, на 10-30 С превышающий температуру разливки стали, обусловлен необходимостью нормальной разливки стали после ее раскисления алюминием и кальцием и снижения длительности обработки стали в ковше, а значит, и расхода материалов при достижении высокого качества металла (пример 10 в таблице), При длительности заключительной продувки менее 3 мин, несмотря на некоторое

1786107 повышение .стойкости ф те овки к фу р ковша, ность нагрева и интенсивность продувки резко повышается загрязненность металла (или изме ) и изменяли) и нагревали сталь до темпекислородсодержащими неметаллическими ратуры на 0-40 С, превышающей темперавключениями; при длительности продувки туру раз . О ливки. тключали дуги, продувку меньш олее мин — зафиксировано существенное 5 аргоном продолжали в тече 1-8 чение - мин с табли е), у ьшение усвоения кальция (пример 11 в интенсивность С 0-0 26 / тью, —, м т ч. Алюминий и кальц "й вводили в различные периоды ц), Подогрев расплава дугами в заключи- заключительной части ти аргонно продувки и тельную часть продувки отсутствует, так как металла. в противном случае также наблюдается зна- 10 Как уже отмечалось выше, по о чительный угар кальция. е отмечалось выше, подробное

По е жани и влияние заявленных признаков на цель изооддержание интенсивности заключи- бретения обобщенои представлено втаблительной части продувки менее 0,06 м /т ч и йкость футеровки ковша оценивали более 0,20 м /т ч нецелесообразно. В пер- Стойкость ф вомслучаеповышается загрязненностьста- 15 по величине износа ф носа футеровки шлакового ескими включениями, во пояса ковша после каждой йлавки. втором — резко повышается угар кальция Ожидаемый экономический эффект от (пример 12 в таблице).

П внедрения заявленного технического решери даче алюминия в металл во второй ния составит 1 8-3 4 б/ ру /т выплавляемой половине заключительной части продувки 20 стали. зафиксировано повышенное содержание в металле кислородсодержащих неметалли- Ф о рм ла и б ческих вкл ч ючении (пример 13 в таблице). Способ внепечной обработки стали, и нагрев расплава в ковПрисадка в металл кальция в первой поло- включающийдугово а ли неитральным газом, корвине заключительного периода продувки 25 ше,продувкуста тава шлака введением приводит к низкому усвоению данного эле- ректировку химсос шлакообразующих добавок и химсостава стали введением металличе б у упр дукта производили в раскисление металла, отличающийся ских до авок, дуговой электропечи емкостью 60,0 т. Полу- 30 тем, что, с целью павы елью по ышения качества стали продукт заданной кондиции выпускали в за счет уменьшения соде жания кисл специализированный ковш и е на, предназначен- содержащих неметаллических включений и ный для дугового нагрева расплава, Перед увеличения стоь кос ф тойкости футеровки ковша, пораэующих добавок в течео ра сткои расплава в печи-ковше произ- сле дачи шлакооб а (шлакооб аэ ю их: водили дачу на шлак твердых материалов 35 ние 4-8 мин нагрев распл асплава ведут дугами, р ующих): известь, алюминий, удельная мощность которых составляет т т, а прод вку — аргоном с плавиковый шпат. Материал присаживали 0,05-0 11 МВт/ иэ расчета получения в шлаке массовых до- интенсивностью 0,2-0 4 м /т ч т,, м т ч, затем произ, а = - . Затем вклю- водят присадку металлических добавок, почали дуги и в течение 2-10 мин производили 40 сле чего мощность нагрева и интенсивность и риод - мин повышают сонагрев расплава дугами с удельной мощно- продувки на ер 1-3 стью 0,02-0,14 МВт/т при одновременной ответственно до 0,11-0,16 МВт/т и 0,4-0,6 продувке металла аргоном снизу с интен- м /т ч, затем ст сивностью 0,1-0,5 м /т ч. м т ч, затем устанавливают первоначальПо ную мощность нагрева и интенсивность осле получения химического анализа 45 продувки и на р нагревают сталь до температу ы пробы стали, отобранной из ковша до абра- на 10-30 С эботки металла, производили присадку в рас, превышающей темпе а азливки, отключают дуги, а продувку аргоном плав неметаллических добавок. После чего продолжают в т должают в течение последующих 3-6 щ ть нагрева и интенсивность продув- мин с интенсивностью 0 06-0 2 / кинапе и р од 0-4 мин повышали соответст- 50 вой половине этого пе ью, —, м /т ч, в первенно до 0 9-0 19 MB / 0 3-0 7 т т и, -, м /т ч. чету алюминий, а во второй половине—

Затем устанавливали первоначальную мощ- кальций.

1786107

Величина

nepегоses стали, "С г

Первоочеред.. присадка елакообр. да (+) нет (-) Стой кость

Футеровки ков ва, к-ео плавок

Содермзмме кисло родсодегкк. неиет, еключ. об. 4

Ввод

Са ео 2

Ввод алюминия

s 1 полови му продувки дв (+) нет (-) Установление нощи. продувки, дв (+) нет (-) Пнтенснвность продув ки при

2-и нагреве мз/т ч .

Длительность

2-го. нагре еа ° . нин

Поднесть второго нагрева

Пот/ и

Плит. заки. продувки, мин

Интенсивность продувки лрн

1-м нагреве, мт/т людность

neosoro нагрева, нВт/т

Длительно от ь первого маг рева, нин

Способ обработки тенсмвность ззключ. продувкиг н) /т и половину продувки да (+) нет (-) *м

Прототип

0,0028 10

6 0 ° 08 0.3

6 0,08 0,3

0,5

0,5

О,0018 15 увелмч.содерж, серн

4,5

4,5

0,13 +

0,13 +

2 О ° 135

2 О 1)г5!

2) 0,13 +

Нет анализа

3)

ЗаявляеHllA

6 8 !

2 0135 05

0,08 0,3

Ь,5

0,0018 15

0,0018

Потеря лроизеод.

Увел.раскода электродов

0,0020

0,0018 15

0,0020 13

0,0025 10

0,0023 10

0,0023 10

0,0018 15

0,001Е 15

Ysen.ðsñsoäs электродов

Потеря проиавод.

20 4 5 О 13 +

4) 0,02

0,о5 о,о8

0,11

0,14

2 ° 0,1)5 . 0,5

0,3

+ 6

0,1

0,2

0,3

0I4

0,5.5) О,!3 +

4 ° 5

0,135 0,5

0,08

+ . 20

1

6) 0,5

6 0,08 0,) 20 4,5 . О 13 +

О 0018 15

0,0018 15

О ° 0024 10

Потеря яроизвод.

0,135

+ 6 О об 03

0,9

О,!11

О ° 135

0,16

0,19

7) 0,5

0,0018 15

0,0018 15

0,0024 10

Потеря произаод.

20 4,5

0,13 + о 3

0,4

0 ° 5

0,6

0>7 . и

0,0018 15

0,0018 15

20 4,5

0,3 2

0,13 +

„,8) 6 0,08

0,135

6 008 03 2

Увел. расхода электродов либо потеря про извод.,либо увелич.рвскода

I эл. т-д

Иеудовлет,разлив г

0I!35 0,5

0i13 +

20 4,5

9) 4,5 0,13 +

10) О

40 .

6 0,08 o,) 0,135

Ог5 +

0,0016

0,0021

Потеря

1

4,5

6 е

11) ° + 6 0,08 0,3 2 0,135. о,5

0,1) +

0,0

0,06 о,i) +

0i20

0,26

o ° 13

4,5

0,135

0,08 0,3

О>5

1 12) . +

20 4,5

2 8135 l Ог5

2 oi135 О ° 5

6 008 03

6 0,08 0,3

13)

14) 20 Ь,5

0,13 +

0,0022 15

Редактор

Заказ 229 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

: Производственно-издательский комбинзтЦатемт", г. Ужгород. ул.гагарина, 101

Составитель И. Зинуров

Техред М.Моргентал - Корректор Л. Ливринц

0,00)0

О,OOZ4

010018

0,0018 0 ° 0022

0,0028

0,0022

0,0018

0,0018

0,0018

0,0018 производ . 16

16

13

1О

13