Способ обработки металла инертным газом

 

В. Н. Новиков, М. Д. Шувалов, С. В. Лепорский, Б A. Коротк@Ц -=

О. В. Носоченко, B. И. Гопошенко, В. С. Харахулах, "A. К. ХруйФчев, Н. К. Фесенко и Н. В. Леушин";; !

Центральный ордена Трудового Красного Зна щщ Мйучнб, -, .

r исследовательский институт черной металлургии им. И;"Н;-Барди Му (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54} СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА ИНЕРТНЫМ ГАЗОМ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее — к обработке металла инертным газом, например аргоном.

Известен. способ обработки металла инертным газом, при осуше"твгэнии которого гаэ в виде пузырей вводят в ме« талл в количестве 20-40% расхода на обработку, а остальное количество его подают в зону пузырей.в виде отдельных струй под разными углами к горнзинтальной плоскости Щ.

Недостаток известного способа продувки металла инертным газом заключается в том, что шлак после обработки металла инертным газом имеет высокую реакционную способность, что приводит к окислению легирующих элементоВ, и это является причиной увеличения химической неоднородности готовой стали.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки металла инертным газом, согласно которому металл продувают газом в ковше через пористую

2 огнеупорную форму с каналами, имевшую возвратно-поступательное пере мешение в вертикальном направлении. При опускании фурмы в расплав интенсивность подачи газа последовательно увеличивают с 5-10% до заданной, а при подъеме интенсивность последовательно уменьшаrm. с заданной до 5-15% ее величины (2).

Однако известный способ ие позволяет получать химически однородный металл по всему объему ковша; не позволяет уменьшать жидкоподвижность и реакционную способность шлака, находяшегося на поверхности металла в ковше, что приводит к изменению химического состава металла в процессе разливки стали за счет его контакта се шлаком.

Целью изобретения является снвкение реакционной способности шлака, повышение химической однородности металла и улучшение его качества.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки металла инертным газом в сталеразливочном ковше, 926023 включающему подачу газа через погружаемую сверху фурму и перемещение фурмы в процессе продувки в вертикальном направлении, за 1-4 мин до конца продувки на поверхность шлака присаживают вещества, повышающие его вязкость, после чего фурму поднимают вверх до уровня эеглубления, равного. 10-25% столба металла, при этом расход присаживаемого вещества составляет 0,5-5,0 кг/т стали. 10

В качестве, вещества, повышающего вязкость шлака, используют магнезит, известь, а также магнеэиальную известь с соотношением MgO: СаО, равным

1: (0,06-0,08). 15

Присадка веществ, повышающих вяз кость шлака, позволяет снизить реакционную способность шлака, что обеспечивает снижение угара легирующих элементов в процессе выдержки металла в ковше при разливке, за счет снижения интенсивности массообмена между ме« таллом и шлаком. Перемещение фурмы вверх после присадки веществ, повышающих вязкость шлака, позволяет быстро перемещать присадку со шпаком и тем самым уменьшить реакционную способность шлака за счет повышения его вяз кости. Снижение реакционной способности шлака и уменьшение угаре легируюших элементов создают условия для повыше ния качества металла.

В результате проведения опытных плавок установлены основные параметры предлагаемого способа продувки металла инертным газом. Так, пределы Времени присадки веществ, повышающих вязкость шлака, а именно 1-4 мин до кояца продувки, и расход присаживаемого веществе (0,5-5,0 кг/т стали) зависит от темпе49 ратуры шлака, его химического состава, от количества шлака в ковше. При незначительном перегреве шлака над температурой ликвидус (на 50 С и менее),, íåбольшом его количестве в ковше (например, 1% от веса металла} и невысокой жидкоподвижности (которая, кроме тем« пературы шлака, зависит и or его,хими-ческого состава), достаточно присацить

0,5 кг/т стали вещества, повышающего вязкость шлака, за 1 мин до конца продувки.

Дельнейшее уменьшение количества присаживаемого в ковш вещества и вре меня присадки нецелесообразно, так как при этом не обеспечивается резкое повышение вязкости шлака зе счет изменения его химического состава и снижение его температуры. При значительном перегреве шлака над температурой ликвидуса (более чем на 100 С), его высокой жидкоподвижности и большого количества шлака в ковше (например 5% от веса металла) необходимо присадить 5 кг/т стали вещества, повышающего вязкость шлака, за 4 мин до конца продувки. Дальнейшее увеличение количества присаживае мого

I вещества и времени присадки нецелесообразно, так как приводит к перерасходу используемого для загущения шлака вещества и удлиняет время продувки.

Уровень эаглубления фурми цосле присадки вещества, повышающего вязкость шлака, равный 10-25% столба металла, зависит от следующих факторов. При величине заглубления фурмы менее 10% столба металла уменьшается зона шлакового слоя, увлекаемого гидродинамическими потоками, что приводит к снижению эффективности перемешивения шлака с присаживаемыми веществом, и, следо-. вательно,: уменьшает эффективность загушенике

Заглубление фурмы больше чем на

25% приВодит к тому, что энергия гидродинамических потоков затрачивается в большей степени на перемешивание металла, а не шлака, что также уменьшит положительный эффект.

В качестве веществ, повышающих вязкость шлака, можно применять такие наиболее распространенные металлы, как известь и магнезит. Хорошо загущает шлак магнезиальная известь с соотноше йием.МйО к СаО, равным 1: (0,06-0,8). ,Можно применять текже хромомагнезит, доломит, шамот и др. материалы, повышающие вязкость шлака.

Соотношение МфО к СаО, равное

1:0,06, применяют в случае загущения . шлака, имеющего относительно низкую температуру, и в составе которого уже содержится Î. Дальнейшее уменьшение нецелесообразно, так как это не позволит в достаточной степени загустить

mOIaK, Соотношение МуО к СаО, равное

1:0,08, применяют в случае, когда шлак имеет высокую температуру (например, 1620 С) и не содержит М О.

Дальнейшее увеличение этого соотношения нецелесообразно, так как требует специального оборудования для ее подготовки, что приводит к резкому возрастанию ее стоимости.

23 6 ба 8), середине (проба 9) и конец разливки (проба 10), показывают, что изменение химического состава незначительно, т. е. металл химически однородный.

Пример 3. Плавку стали в «он» вертере и продувку аргоном ведут анапо гично примеру 1 со следующими особенностями: в сталеразливочный ковш попадает 3% шлака or массы металла, перегрев шлака над температурой ликвидуса составляет 80 С. В конце продувки стали аргоном в ковш за 2,5 мин до кон ца продувки црисажнвают 2,5, кгlт стали . магнезиальной извести с соотношением

NgO к СаО, равным l:0,06, и поднимают фурму вверх до уровня 15% столба металла. Пробы ишака и металла, взятые ueyeg иродувкай металла аргоном

1(проба 11 J, после окончания продувки (проба 12), вначале разпивки на ИНЛЗ (проба 13, в: середине разливки (apbба 14)., и в конце разливки (проба 15), показывают, что металл по всему обь ему ковша гомогенный по химическому анализу.

Пример 4. Выплавку стали осуществляют аналогично примеру 1, затем металл обрабатывают аргоном, за 3 мин до конца обработки металла аргоном фурма поднимается до уровня заглубления

20% от столба металла, и в металл в струе аргона вводится магйезиальная известь, в которой соотношение Я@0 к СаО равно 1:

:0,1, в количестве 1 кг/т стали. Результаты изменения химического состава шлака и металла, представленные в таблице, свидетельствуют о том, что подача материа. ла, повышающего вязкость шлака, в виде порошка позволяет получить хорошие результаты.

Применение иредлагаемого способа обработки металла инертным газом, rio сравнению с известным позволяет увеличить вязкость шлака, резко уменьшить, его реакционную способность, повысить химическую однородность металла и улучшить его качество. произвсдства 2 мпн. т стали он составит

567 тыс.руб. в год.

5 9260

Пример 1. В 350 т кислородный конвертер загружакт лом, заливают чугун

:и начинают продувку кислородом, присаживая шпакообразующие добавки по принятой технологии. При достижении заданного углерода и температуры металла плавку сливают в сталеразпивочный ковш. Во время слива плавки в ковш присаживают раскислители и ферросплавы для легировання металла. Затем ковш о подают на стенд для продувки металла инертным газом. В сталеразпивочный ковш при сливе плавки попадает 1% шлака or массы металла, neperyes шлака над температурой ликвидус составляет 50 С.

Химический состав шлака, взятый перед продувкой металла аргоном, приведен в таблице (проба 1).

Продувку металла агроном осуществляют через погружную неяшаждаемую фур- 20 му с погружением на 85% глубины ме..талла. За 1 мин до окончания продувки на IloBepxHocrb шпака присажив&ют из» весть в количестве 0,5 кг/т стали, фурму поднимают вверх до уровня загпубления, ?5 равного 10% столба металла и продог жают продувку. Проба шлака, отобранная после окончания продувки (проба 2), показывает, что содержание СаО в шлаке повысилось. Визуально шлак. по всей 3о поверхности ковша густой.

После продувки сталеразпивзчный ковш подают на МНЛЗ для разливки стали. Пробы металла, взятые в процессе разливки (пробы 3, 4, 5), показали, что изменения химического состава стали в процессе разливки практически не происходит.

Пример 2. В конвертере выплавляют сталь аналогично примеру 1, однако в сталеразливочный ковш попадает 5% конвертерного шлака, перегрев шлака над температурой ликвидус сос» тавпяет 120 С. Химический состав шлака и металла в ковше перед продувкой по- 4> . казан в таблице (проба 6).

За 4 мин до окончания продувки на поверхность шлака присаКивают магнезиальную известь (соотношение О к СаО, равное 1: 0,8), присаживают в копичест»ве 5 кг/т стали, фурму поднимают вверх до уровня заглубления 25% столба ме- Экономический эффект Gr внедРении талпа и продолжают продувку. анализ йро- предлагаемого способа достигается за бы шлака и металла после окончания про счет снижения брака но химическому дувки показан в таблице (проба 7). По sar составу на 0,5% и при годовом обьеме зуальной оценке шпак густой, малоподвижный. Пробы металла, взятые вначале (про

А26023

И О а - О

rl с! rl с! С7 СО СО tQ СО СО

4 т т-

О СО Л - - !О Л СО

Ж с! с! Ф rl с1 с! с с

О О О O О 0 О О О О

С ф СЯ и сО Ф Ф t

О О O О

СО tQ с СО с9 С9 С9

О О О О О а !О

tQ cg

O O О

O О O

0 О О 2

СО Я

0 О О O О

0 О О О O!

О CO Ф С9 СО СО СО 0 О O О О

О О О О О

О ! I

Р! 4 о î

СЯ (О ! т- co Ф Ф ф

О а

Cg С 4

О у/) 1-1 07 !

СО т- М

С ) fQ с! сО co !

О <О Ф СО

lQ С13

O СО с 2 О !

1- С У

СЯ Я со m

> m ! ти. о ф

l2 и

О

О !- СО о с! т-т т-1 т-

СО О тЧ СО

tQ tQ

С! О

СО СО т! т 1

tQ fQ

CD СО I

tQ СО

СО О

rl СЧ

СО СЧ

Ч т-т

СЦ СО (О fQ т.т т а О

СО

fQ

И CD

1-

fQ tQ c 4

07 fQ тф СО

СО СО

О О О О

O O О О

СО О

СО

A. О О

СО т-4

СО fQ

СО СО о> чф СО! О 4 СО

СО в

<О . с9 rl с4

СЯ С9 02

О О О

О О О

926023 формула изобретения

1. Способ обработки металла инертным газом в сталеразливочном ковше, включающий подачу rasa, через погру- S жаемую сверху фурму и перемещение фурмы в Bpolleccc продувки в вертикальном. направлении1 О t л и ч а ю BI и и с я тем, что, с целью снижения реакционной способности шлака, повышения химической однородности металла и улучшения его качества, за 1-4 мин до конца прдувки на поверхность шлака присаживают вещества, повышающие его вязкость,. после чего фурму поднимают вверх до уров- IS ня заглубления, равного 10-25% столба металла, при этом расход присаживаемого вещества составляет 0,5-5,0 кг/i стали.

2. Способ поп. 1,отличаюшийся тем, что в качестве веществ ва, повышающего вязкость шлака, вводит магнезит.

3. Способ по и 1, о т л и ч а ющ и и сятем,,что в качестве вещества, новьпиающего вязкость шлака, вводят известь.

4. Способ по п. i, о т л и ч а юш и и с я тем, что в качестве вещества, повьииающего вязкость шлака, вводят маг неэиальную известь с соотношением

МфЭ: СаО, равным 1: (0,06-0,8).

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 509650, кл. С 21 С 7/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 520407, кл. С 21 С 7/06, 1976.

Сь X. Сорокин

Редактор С. Тимохина Техред А.Бабинеп Корректор,Л. Вокшан

Заказ 2891/9 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, РЬушская наб., д. 4/5

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