Способ предварительного раскисления стали

 

Союз Советския

Социалистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

<ц863659 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Р1 М g 3

1 (22) Заявлено 210180 (21) 2872623/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 150981 Бюллетень и 34

Дата опубликования описания 15.0981

Государственный комитет

ССС P но дедам изобретений и открытий

С 21 С 5/52 (53) УДК бей.18. . 27 (088. 8) Г.Б. Ширер, B.К. Комельков, В. А. С аутнн, Б.C... . Пе»"тров, Ю. E. Зырянов, Ь. М. Катаев, В.M. Бу елей",:: Ю. Ф::;.,- Комов,:

С.С. Морозов и В. В. Данилин-...

Центральный ордена Трудового Краси го Знамени.:научно-„ исследовательский институт черной чиеваятц рГИи» им. И.П. Бардина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к черной .металлургии, конкретно к выплавке сталей, в особенности для последующих рафинирующих переплавов.

Известен способ раскислейия стали в восстановительный период электроплавки вдуванием в металл порошка алюминия в токе аргона или азота (11.

При вдувании порошка алюминия продукты взаимодействия алюминия с кис-. 10 лородом образуются в глубине стальной ванны и, хотя поток несущего газа способствует некоторому выносу нематематических включений на поверхность стальной ванны, все же сущест- 15 венная их часть остается в металле.

Кроме того, способ вдувания в металл алюминия в струе несущего газа требует сооружения специальной установки, наличия нейтрального газа и зна- 2О чительных затрат как на ее сооружение, так и на эксплуатацию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 25 мому эффекту является способ плавки с глубинным раскисленнем металла алюминием в начале восстановительного периода, причем алюминием, присаживаемым в металлическую ванну в ви- 30 де прикрепленных к штангам .чушек металлического алюминия Г2(.

Недостатком этого способа является образование продуктов взаимодействия алюминия с кислородом, содержащимся в стали, в глубинных слоях металла, что приводит к загрязнению

"тали окисными неметаллическими включениями, а также тяжелый ручной труд по присадке в глубь стальной ванны чушек алюминия, стремящихся всплыть на поверхность металла иэ-эа большой разницы в удельных весах стали и алюминия.

Цель изобретечия — снижение в стали содержания кислорода и окисных неметаллических включений.

Поставленная цель достигается тем, что алюминий присаживают в отключенную печь на поверхность стальной ванны .по всей ее.площади в количестве

0,05-0,25% от веса стали совместно с флюоритсодержащим материалом в соотношении соответственно 1:(3-4,5),saтем вводят в печь углеродсодержащий материал 0,02-0,10% от веса стали, после чего печь включают.

При этом процесс предварительного раскисления стали с аЛюминием протекает главным образом в поверхностном

863659 слое ванны, а нижележащие слои металла не загрязняются окисными неметаллическими включениями. Кислород, как поверхностно-активный элемент,поступает в верхние слои стали и реагирует здесь с алюминием. Образующаяся окись алюминия ассимилируется флюоритсодержащим материалом. Присадка в печь углеродсодержащего материала защищает алюминий от окисления кислородом печной атмосферы.

При раскислении конструкционных и подшипниковых сталей в начале восстановительного периода погружением алюминия на штангах в металл расход его колеблется от 0,03 до

0,05Ъ от веса стали. При раскислении алюминием по предлагаемому изобретению полезное использование его в некоторых случаях может быть ниже изза неполного скачивания окисленного шлака и расхода алюминия на дораскисление шлака, а также угара алюминия от окисления кислородом печной атмосферы. Поэтому минимальный расход алюминия принят 0,05Ъ, а максимальный — 0,25Ъ от веса стали. Расход алюминия менее 0,05Ъ неэффективен,а более 0,25Ъ неэкономичен.

При определении количества флюоритсодержащего материала исходят из образования легкоплавкого шлака системы CaF>-A1 0 . Например, шлаки, состоящие из 60-70Ъ CaF2 и 40-ЗОЪ

Al<0 имеют температуру плавления от

1250 до 1400 С. Для образования таких шлаков количество присаживаемого флюорита должно быть в 1,5-2,3 раза больше количества образующейся в печи окиси алюминия, вес которой примерно в 2 раза больше веса присажен— ного алюминия. Таким образом, соотношение присаженного в печь алюминия и флюоритсодержащего материала должно быть соответственно 1:(3-4,5).

При определении количества углеродсодержащего материала исходят из того, что примерно 50Ъ присаженного углерода пойдет на науглероживание стальной ванны. Поэтому для низкоуглеродистых сталей, наиболее склонных к науглероживанию, принят минимальный расход 0,02Ъ, а для высокоуглеродистых сталей — максимальный расход 0,10Ъ от веса стали. При этом возможно науглероживание стали от

0,01 до 0,05 вес.Ъ, исходя из 50Ъ-ного усвоения углерода сталью.

Таким образом, расход углеродсодержащего материала. менее 0,02Ъ от веса стали неэффективен для защиты алюминия, а более 0,10Ъ недопустим из-за опасности черезмерного науглероживания металла.

Использование изобретения при выплавке качественных легированных сталей в дуговых печах емкостью 1050 т позволяет понизить содержание кислорода в стальной ванне в начале восстановительного периода не менее, чем на 50Ъ, при этом избежать загрязнения металла продуктами реакции взаимодействия кислорода с алюминием. °

Это обеспечивает, например, снижение содержания в исходной стали для электрошлакового переплава окисных неметаллических включений и повышает выход годного проката электрошлаковых слитков ряда марок сталей, в особенности контролируемых на загрязненtG ность неметаллическими включениями.

Пример 1. При выплавке в

50-тонной дуговой печи методом переплава отходов среднеуглеродистой, качественной конструкционной легирован) ной стали после окончания периода плавления окисленный шлак удаляют из печи и в отключенную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади присаживают 0,05Ъ алюминиевой

gg стружки от веса сталей, т.е. 25 кг, и измельченный плавиковый .шпат в соотношении соответственно 1:4,5. Ко.личество плавикового шпата 112 кг.

Затем по всей поверхности стальной ванны присаживают молотый кокс 0,06Ъ от веса стали, т.е. 30 кг. После этого печь включают и проводят восстановительный период. Во время выпуска плавки в ковш производят окончательное раскисление стали алюминиЗО ем. В результате в готовой стали содержание кислорода снижается до

0,003 вес.Ъ.

Пример 2. При выплавке в

25-тонной дуговой печи на свежей шихте низкоуглеродистОй качественной конструкционной легированной стали после расплавления шихты и окончания периода кипения окисленный шлак удаляют из печи и в отключенную печь присаживают на поверхнОсть стаЛьной ванны по всей ее площади 0,15Ъ порошка алюминия от веса стали, т..е.

37 кг, и флюоритовый концентрат в соотношении 1:3,7, т.е. 137 кг, после чего по всей поверхности стальной ванны присаживается молотый кокс

0,02Ъ от веса жидкой стали, т.е.

5 кг, затем печь включают в ковш и проводят восстановительный период плавки, После выпуска плавки в ковш, производят окончательное раскисление стали алюминием.В результате в готовой стали содержание кислорода снижается до 0,004 вес.Ъ, а объемный процент окисных неметаллических включений не превышает 0,007Ъ.

Пример 3. При.выплавке в

25-тонной дуговой печи на свежей шихте качественной высокоуглеродистой подшипниковой стали после расплавления шихты и окончания периода кипения окисленный шлак удаляют из печи и в отключенную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади присаживают рубленый чушковый алюминий в количестве 0,25Ъ от веса стали, 863659

Формула изобретения

Составитель A. Щербаков

Редактор М.Петрова Техред Л. Пекарь Корректор Е. Рошко

Заказ 7705/40 . Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т.е. 75 кг, и окатыши флюоритового концентрата в соотношении соответст, венно 1:3. Количество окатышей 225 кг.!

Затем по всей. поверхности стальной ванны присаживают молотый кокс -0,10% от веса стали, т.е. 25 кг. После этого печь включают и проводят восстановительный период плавки, в конце которого производят окончательное расr кисление стали алюминием. В результате в исходной стали содержание кислорода снижается 1О

,с 0,0050 до 0,0035 вес.%, а после ее электрошлакового переплава выход годного проката по чистоте от окисных неметаллических включений возрастает на 15%. 15

Экономическая эффективность изобретения может быть проиллюстрирована при использовании его для выплавки исходной подшипниковой стали марок

ШХ15 и ШХ15СГ для последующего элект- () рошлакового переплава.

При контроле готового прокатаэлектрошлаковой подшипниковой стали, если загрязненность его окисными неметаллическими включениями выше нормы, допускаемой для металла ЭШП,. то такой прокат сдается потребителю как металл открытой плавки. При этом на

- каждой тонне проката металлургический завод теряет (из-за разницы в ценах на сталь открытой плавки и электро- . шлакового переплава) 225-245 р. (в зависимости от марки подшипниковой стали и сечения сортопроката). При объеме производства электрошлаковой подшипниковой стали 10 тыс. в год и Ç5 увеличении выхода гоцного проката электрошлаковых слитков на 15% в результате использования изобретения в процессе выплавки исходного металла 1500 т. стали будет дополнительно сдано заказчику по цене за 1 т на

225 р. выше. Это составляет доход

337 тыс р. в год.

Способ предварительного раскисления стали в электродуговой печи,включающий раскисчение.жидкого металла алюминием в начале восстановительного периода после удаления из печи окисленного шлака, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения в стали содержания кислорода и окисных неметаллических включений, алюминий присаживают при отключенной печи на поверхность жидкой ванны по всей ее площади в количестве 0,050,25% от веса стали совместно с флюоритсодержащим материалом в соотношении соответственно 1:(3-4,5), затем вводят в печь углеродсодержащий материал 0,02-0,10% от веса стали, после чего печь включают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Меджибовский М.Я. и др. Порошкообразные материалы в сталеплавильном производстве. Киев, "Техника", 1978, гл. 5, 1.

2. Поволоцкий Д.Я. Алюминий в конструкционной стали. М., "Металлургия", 1970, с. 170 °