Способ диффузионного раскисления стали

 

Союз Советскик

Социапнстнческнн

Республик

О П И С А Н И Е 726178

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

1 ъ. (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.08.78 (2! ) 2657667/22 0

1 с присоединением заявки J% (5!)М. Кл.

С 21 С 5/52

Гооударстеонный комитет

СССР (23) Приоритет по делам изобретений н открытий

Опубликовано 05.04.80. Бюллетень М 13 (53) УДK 669.187. .25(088.8) Дата опубликования описания 07.04.80

В. Г. Падалка, А. В. Мищенко, Н. А. Двященко, Ю. А. Коваленко, В. И. Карлюк и Л. Я. Еременко. (72) Авторы изобретения

Краматорснсий завод литья и поковок- и Научно-производственное объединение по технологии машиностроения «ДНИИТМАШ (7!) Заявители (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО РАСКИСИЕНИЯ

СТАЛИ

Изобретение относится к производству металлов и может быть использовано при выплавке стали в плавильных агрегатах, например> дуговых электропечах.

Известны способы выплавки стали в дуговых электропечах Pl) P2g включаю- . щие диффузионное раскисление металла, которое основано на обработке шлака в печи раскислителями. В качестве основных раскислителей при этом используют то кокс, ферросилиций, алюминий. Обработку шлака при диффузионном раскислении производят либо смесью указанных раскислителей, либо одним из них. Раскислители при этом используют в виде порошка, Ф 5 который присаживают на поверхность шлака в печи.

Известен также способ $3), в котором для диффузионного раскисления использо ван в качестве раскислителя порошкообразный алюминий. Применение для диф- фузионного раскисления порошкообразных раскислителей обусловлено большой поверхностью контакта их со шлаком. Однако применение для раскисления шлака элементов с большим сродством к кислороду, например, алюминия, в порошкообразном виде приводит к значительному их угару в момент присадки в печь. При этом в атмосфере печи у рабочего окна происходит образование взвеси мельчайших частиц раскислителя, которая воспламеняется и сгорает с выбросами пламени и дыма. Кроме того, использование порошкообразных раскислителей приводит к тому, что: в первую очередь раскисляются верхние слои шлака. Это связано с тем, чу порошкообразньте раскислители, . и в частности алюминий, не могут погружаться в шлак и частично сгорают при контакте с кислородом воздуха. Естествейно, что эффективность использования алюминия при этом уменьшается.

Делью изобретения является повышение эффективности использования алюминия и улучшение качества стали

Для достижения указанной цели перед присадками алюминия шлак обрабатывают

3 726 углерод содержвшими материалами, например,отходами коксового производствакоксовоф щелочью, после чего вюдят алюминий в вйде гранул с размером в йоперечном сечении 0,5-50 мм в количестве 0,3-15 кг/т стали.

Применение для диффузионюго рас "киж®йй гранулированного алюминйя приводит к уменьшению его угара по двум причинам. Во--первых, за счет уменьше- о . ййя : йоверхностй контакта гранулированного алюминйя с кислородом воздуха. При этом не могут образовыватжя "легковоспламеняюпйеса взвеСи, которые",Сгорая

:.в воййухе, приводят к, воспламенению бо- 15 лее тяжелых фракций порошка. Во-вч орых„ йспользование гранулированного алюмиййя йриведет при" определенных усл6виях

" югружению гранул в шлак"до=грййщМ шлак-металл. В этом случае в первую zo очередь будут раскисляться ближайшие

"к металлу .слои шлака, что повысит эффектйвность исй тйзования алюминия.

Кроме того, в этом случае возможно более глубокое раскисление металла, 25 повйшение его качества.

Такая H8I1IpGBéeBHocT EkpogeocB pec цйжения шлака невозможна при испольй эованин порошкообразных раскислителей, так как погружение твердого вещМтва . ЗО в жй дВйРгь ойредИИется не только раз- йостью плотностей Этого вещества и жид кости, ю и поверхности свойствами этой системы

Так,-для погружения несмачивающегр- 35 ся твердого. вещества сферической формы в жидкость в первую очередь необходимо вийолнение условия:

2< 4 ъ

С вЂ” ЯГ Мтв ". 40 г 3 где 6 - поверхностюе натяжение жидкости, дин/см", " " = " " г - радиус сферы твердого вещест

45 ф - пло гность твердого вещества, Ф в г/см .

Для расче га- ИММИй*ьйог о допуСти" "" мого "рнера ли алюминия, "которая может преодолеть юверИЙстйб е на:ЖжеМе шлака можю использовать следующие да«нйые: плотность твердого алюминия - 2,7 г/см, поверхнос1ное на3 тяжение шлака 400 дин/см.

Численюе значение радиуса гранулы юйоминия, при котором она не будет погружаться s шлак (даже при большей

; плотюсти гранулы); йаходится""в" "йределах

1 мм. Поверхностюе натяжение шлаков

178 4 может находиться в пределах 200-600 дин/см, поэтому минимальный размер гранулы принимает 0,5 мм. Вторым ус ловием погружения твердого тела в жидкость, как известно, является положительная разность плотностей твердого тела. и жидкости

У.в 9 и и yTâ 9ж>о !

В связи с тем, что плотность алюминия в твердом состоянии равна 2,7 г/см, 3 а плотность жидкого шлака находится в пределах 2,5- 3,5 г/см5 (в зависимости от состава шлака), второе условие йогру кении гранулированного алюминия в Шлаках в ряде случаев не будет выйолйяться. Поэтому предлагается перед присадкой в печь алюминиевой дроби обрабатывать шлак углеродсодержащими. материалами, например, коксом. Предва рительная обработка шлака углеродсо- держащиМи материалами приводит к вспучиванию шлака и образованию шлаковой пены за счет образования пузырей CO при протекании в шлаке реакций углерода с окислами железа и марганца, Шлак при этом «поднимается", т.е. резко увеличивается толщина слоя шлака, и эффективная плотюсть шлака (о, ) уменьЭФ шаетсяа

При присадке гранулированного алюминия в момент значительного уменьшения эффективной плотности шлака будет выполI нять6я условие о y Ð,; . Это значит, что грайулированнйй алюминий будет погружаться в шлак и тем самым будет повышаться эффективность использования .. / алюминия и улучшаться качество стали за счет более глубокого раскисления.

Предлагаемый способ выплавкй стали в элЪктропечах осуществляется следую цим образом.

Расплавленный в электропечи металл доводится до требуемого содержания. углерода. Затем производится скачивание окислительного шлака и наводка рафинировочного. После расплавления рафиниро,вочного шлака в печь присаживается молотый кокс и делается выдержка в течение 5-15 мин. Последующее более глубокое раскисление шлака делается раскислителями, обладающими большим сродством к кислороду, чем у углерода.

Такими раскислителями являются кремний, в виде ферросилиция и алюминий. Шлак может раскисляться либо одним из этих раскислителей, либо их смесью.

5 . 7261

Прн раздельной присадке ферросилиция и алюминия шлак вначале раскисляют присадками, ферросилиция, а затем присадками алюминия. Перед присадками алюминия шлак обрабатывают углеродсодержа- g щнми материалами, после чего присаживают алюминий в виде гранул с ркьмерами 0,5-50 мм в поперечном сечении.

Количество присаживаемого алюминия зависит от марки выплавляемой стали 10 и находится в пределах 0,3-15 кг/т.

Нижний предел рекомендуется для сталей, остаточное содержание алюминия в которых не должно превышать 0,02%, верхний предел для сталей, легированных алюмйнием.

Проведение опытных плавок в условиях электросталеплавильного цеха завода ЛиП показало, что использование гранулированного алюминия по данному способу поз- >0 воляет снизить окисленность конечных рафинированных шлаков на 10-15% (относительно).

78 б

Формула изобретения

Способ диффузионного раскисления стали: в плавильных агрегатах, включающий ио пользование алюминия для раскисления шлака, отличающийся тем, . что, с целью повышения эффективности использования и улучшения качества стали, перед присадками алюминия шлак обрабатывают углеродсодержащими мат@риалами, после .чего вводят алюминий в виде гранул сечением 0,5-50 мм в количестве 0,3-15 кг/т стали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. научных трудов Челябинского политехнического института 1975, % 163, с. 74-79.

2. Журнал Сталь 1977, М 8, с. 223-225.

3. Сб. научных трудов Челябинского политехнйческого института 1978, Ж 183, с. 74-79.

Составитель A.. Щербаков

Редактор Е. Братчикова Техред С. Мигай Корректор С. Шекмар

Заказ 607/23 Тираж 608 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д.- 4/5

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