Смесь для обработки жидкой стали

 

Изобретение относится к внепечной обработке металла твердыми шлакообразующими смесями. Сущность изобретения: твердая шлакообразующая смесь содержит известь, глиноземсодержащий, фторсодержащий материалы и алюминий. Новым является то, что в качестве глиноземсодержащего и фторсодержащего материала смесь содержит глиноземсодержащий шлак ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, мас. известь 63 72; глиноземсодержащий шлак ферросплавного производства 22 26; порошок (дробь) алюминия 4 7; алюминий кусковой 2 4. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке металла твердыми шлакообразующими смесями.

Известны способы производства стали, включающие обработку жидкой стали шлакообразующими смесями многокомпонентной известково-глиноземистой системы.

Наиболее близкой к заявляемой смеси по технической сущности является твердая шлакообразующая смесь (ТШС) для обработки жидкой стали на выпуске следующего состава, мас. Известь 60-68 Плавиковый шпат 15-16 Технический глинозем (порошок) 10-17 Порошок (дробь) алюминия 3-5 Алюминий кусковой 2-4 Недостатками данной ТШС являются: высокая стоимость и дефицитность глиноземсодержащего и фторсодержащего материалов; большие глиноземсодержащие и фторсодержащие выбросы при использовании смеси; быстрое затвердевание шлаков при выдержке металла в ковше вследствие разложения плавикового шпата, что затрудняет корректировку химсостава стали в ковше; недостаточная степень десульфурации.

Предлагаемая смесь отличается тем, что в известной твердой шлакообразующей смеси для обработки жидкой стали, содержащей известь, глиноземсодержащий, фторсодержащий материал, алюминий, в качестве глиноземсодержащего и фторсодержащего материала используют глиноземсодержащий шлак ферросплавного производства (шлак ЛЗРМ), при следующем соотношении компонентов, мас. Известь 63-72 Шлак ЛЗРМ 22-26 Порошок (дробь) алюминия 4-7 Алюминий кусковой 2-4 В смеси применяется шлак ЛЗРМ (отходы ферросплавного производства), следующего химического состава, мас. Оксид кальция 10,0-12,0 Оксид алюминия 84-85 Оксид железа (III), не более 0,6 Оксид кремния, не более 0,6 Сера, не более 0,011 при фракционном составе: до 1,0 мм 1% 1-10 мм 3-5% 10-100 мм 94-96% Введение шлака ЛЗРМ в состав смеси позволяет: снизить стоимость смеси за счет замены глинозема технического и выведения плавикового шпата из состава смеси; уменьшить глиноземсодержащие и исключить фторсодержащие выбросы;
поддерживать шлаки после выпуска жидкоподвижными длительное время, что позволяет производить качественную корректировку химсостава стали в ковше и повысить степень десульфурации.

Сочетание в составе смеси глиноземсодержащего шлака ЛЗРМ, извести и алюминия дает возможность получить рафинировочный шлак системы СaО-Al₂O₃-SiO₂ с хорошими физическими свойствами (низкой вязкостью, большой жидкотекучестью, сохраняющейся длительное время), а также высокой ассимилирующей и десульфурирующей способностью.

Подбор оптимального соотношения компонентов проводился по тройным диаграммам системы СаО-Al₂O₃-SiO₂. Необходимая для хорошей десульфурации стали основность шлака (около 2,5) выдерживается при составе шлака 20-25% SiO₂; 45-55% CaO; 15-20% Al₂O₃, данная смесь имеет температуру плавления 1290-1350^оС при вязкости менее 0,7 ПЗ.

Выбор граничных параметров обусловлен тем, что при содержании извести в смеси менее 63% снижается основность расплава смеси, что ухудшает его физико-химические свойства и понижает степень десульфурации металла. С увеличением содержания извести в смеси более 72% увеличиваются потери при формировании шлака из смеси, наблюдается неполное растворение извести, образуется густой нереакционноспособный шлак. Все это приводит к нестабильности процесса обработки стали. При использовании шлака ЛЗРМ в количестве менее 22% получались вязкие шлаки, обладающие низкой жидкотекучестью, а при увеличении глиноземсодержащего материала в смеси более 26% происходит снижение основности, увеличение жидкоподвижности расплава шлаковой смеси из-за увеличения содержания в нем оксида алюминия, что также отрицательно влияет на десульфурирующую способность смеси.

Пределы изменения содержания алюминия определены тем, что при увеличении содержания выше заявленного верхнего предела возможно получение повышенного содержания алюминия в готовой стали, что сильно осложняет разливку на МНЛЗ, а при содержании алюминия ниже нижнего предела получается низкое содержание алюминия в готовой стали, что влечет за собой снижение механических свойств стали из-за увеличения размера зерна (балл ниже 5).

Заявляемая смесь используется при обработке стали в ковше во время выпуска плавки (расход 15-18 кг/т стали) в печи.

Для оценки эффективности обработки металла смесью было приготовлено 7 составов смесей с граничными, заграничными и оптимальными соотношениями компонентов. Данные приведены в табл.1. Промышленные испытания этих смесей проводились на сталях, выплавленных в 100-тонных дуговых электросталеплавильных печах ДСП-100НЗА и ДСП-100И7. Присадка характеризовалась быстрым образованием жидкотекучего шлака, обладающего большой рафинирующей способностью.

Результаты по опробованию смеси приведены в табл.2.

В результате промышленного опробования смеси получены следующие результаты:
снижена стоимость смеси за счет замены плавикового шпата и порошкообразного технического глинозема на шлак ЛЗРМ;
устранены фторсодержащие выбросы, снижены глиноземсодержащие выбросы;
в связи с хорошей жидкотекучестью шлаковой системы (сохраняющейся длительное время) уменьшено "закозление" ферросплавов при присадке в ковш, улучшено усвоение легирующих;
повышена степень десульфурации с 41 до 63%

Формула изобретения

СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОЙ СТАЛИ, содержащая известь, фторсодержащий материал, глиноземсодержащий материал, алюминиевую дробь и кусковой алюминий, отличающаяся тем, что в качестве глинозем- и фторсодержащего материалов она содержит глиноземсодержащий шлак ферросплавного производства при следующем соотношении компонентов, мас.

Известь 63 72
Глиноземсодержащий шлак ферросплавного производства 22 26
Алюминиевая дробь 4 7
Кусковой алюминий 2 4

РИСУНКИ

Рисунок 1