Способ обработки жидкой стали

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Сейкетскик

Социаиистмчаскик

Республик

<ц9297)3 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) эаивлеио 25.12.79 (21) 2858395/22 — 02 с присоединением заявки М (23)Приоритет (53)N. Кл. (53) УДК бб9 141 .244 (088.8) .

С 21 С 7/00

31теударетееаиЫ1 кемитет

CCCP вв илам иэееретеиий и открмтий

Опубликовано 2З 05.82. Бюллетень Ж 19

Дата опубликования описания 23.05.82

Я. А. Шнееров, В. В. Лепорский, В. А. Вихлевщук, В. М. Черногрицкий, Б. К. Андреев, Е. М. Огрызки

А. С. Корниенко, В. А. Поляков, О. В. Носоченко, Ю

Л. М. Катель, В. И. Ганошенко, В. А. Мелеков и А. (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель aA, 1 ь

Р

« ««, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОЙ СТАЛИ.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к технологии обработки жид. кой стали.

Известен способ обработки расплавленного металла, при котором продувку расплава осуществляют инертным газом через фурму, рас5 положенную над поверхностью расплава или вблизи ее, прн этом инертный гаэ подают под давлением 1 — 10 атм (1).

Недостатком известного способа является то, чтодаже и при столь высоком давлении инертного газа эффективное перемешивание металла, его дегаэация и облагораживание от неметаллических включений не достигается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки жидкой стали, заключающийся во вводе в сталь через продувочную фурму газом-носителем порошкообраэного реагента в количестве 20-150 г/т стали в мин, содержащего 15 — 100% щелочноземельного металла, при этом глубина погружения фурмы составляет 60 — 85% от высоты столба жидкого металла (2).

Недостатком известного способа является невысокая степень использоватптя щелочноземельного металла и повышенный расход такого металла из-за недостаточной высоты столба жидкой стали и, как следствие, ограниченного времени взаимодействия между пылегазовой струей н металлом.

Целью изобретения является повышение степени рафинирования металла и уменьшение расхода порошкообразного реагента.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки стали, включающем ввод через продувочную фурму в сталь газом-носителем порошкообразного реагента в количестве

20 — 150 г/т стали в мин, со)держащего 15—

100% щелочноземельного металла, перед нродувкой порошкообразными реагентами в течение 10-15 с подают газ-носитель при погружении продувочной фурмы в жидкую сталь на глубину 86 — 95% от высоты столба металла.

Повышение глубины ввода щелочноземельного металла приводит к увели(ению времени контакта реагента со сталью. При этом созда9713

15

2О

3 92 ются более благоприятные условия для взаимодействия щелочноземельного металла с жидкой сталью и возрастает степень его усвоения.

Вследствие этого повьнцение глубины ввода щелочноземельного металла приводит к снижению его расхода при одинаковом эффекте обработки.

Прерывистый ввод порошкообразного реа гента в газ-носитель способствует дальнейшему уменьшению его расхода, так как в период времени между вводом предыдущей и последующей порции порошка происходит более полное завершение реакций десульфурации за счет дальнейшего перераспределения продукта реакции между металлом и шлаком.

Сущность способа обработки жидкой стали .заключается в следующем.

Обработку металла реагентом ведут в ковше после раскисления стали известными способами. Раскисление стали осуществляют, например, кремнием, марганцем, алюминием или другим раскислителем.

Перед началом погружения фурмы через нее начинают подавать гаэ-носитель, затем фурму вводят в жидкую сталь на глубину 86—

95% от высоты столба металла. После погружения фурмы на заданную глубину продолжают подавать газ-носитель в течение 10-15 с,после чего осуществляют продувку порошкообразным реагентом в виде суспензии.

Порошкообразный реагент может вводиться прерывисто с интервалом времени между. окончанием предыдущего и началом последующего ввода, равным 0,5 — 1,5 мин, и с уменьшением

его расхода с интенсивностью 1 — 5% в мин до величины, равной 50 — 90% от его расхода в начале продувки.

Включение и прекращение подачи порошка может осуществляться также при положении фурмы над уровнем металла.

В качестве порошкообразного реагента можно использовать материалы, содержащие щелочноземельные и редкоземельные металлы, например силикокальций, магний, карбид кальция, окиси кальция и магния, силициды РЗМ и др. Щелочноземельные и редкоземельные реагенты могут вводиться в смеси с компонентами, повышающими эффективность воздействия их на металл, или улучшающими шлакообразование, сопутствующее обработке металла реагентом. Такими компонентами могут быть, например, алюминий, плавиковый шпат и др. Перед продувкой металл может быть обработан жидким синтетическим шлаком или шлакообразующими смесями.

Минимальное значение глубины погружения фурмы в металл (86%) обосновывается тем, что, начиная с этой глубины, создаются наиболее оптимальные условия (минимальные по времени) обработки всего обьема металла ковша. Максимальное значение глубины погружения фурмы в металл (95%) ограничено значением, превышение которого может привести к опасности механического повреждения днища ковша газовой струей с твердым порошкообразным реагентом. Минимальное (10 с) и максимальное (50 с) значения времени подачи газа-носителя после погружения фурмы на заданную глубину обосновываются соображениями необходимости получения установившегося режима подачи газа в системе обладающей вследствие сжимаемости газа значительной инерционностью при продувке металла в ковшах (малой до 100 т) и (большой 100 — 350 т) емкости соответственно.

Минимальный (0,5 мин) и максимальный, 1,5 мин) интервалы времени между моментами ввода порций порошкообразного реагента выбирают исходя из необходимости завершения реакций перераспределения продуктов реакции между металлом и шлаком при длительности цикла продувки металла порошком до 3 мин и 4 — 8 мин соответственно.

Повышению использования реагента способствует также уменьшение его расхода к концу продувки до 50 — 90% его первоначальной величины в связи с уменьшением температуры

IIo ходу продувки и, как следствие, повышением рафинирующей способности кальция.

При этом уменьшение расхода реагента ниже 50% его первоначального значения приводит к значительному увеличению длительности продувки металла, а повышение его более 90% обуславливает значительное снижение эффективности этого технологического приема.

Минимальное (1% в мин) и максимальное (5% в мин) значения интенсивности снижения расхода порошкообраэного реагента принимаются соответственно для горячего (с темпера40 турой более 1670 С) и холодного (с темпераь турой ниже 1650 С) металла.

Пример. Металл выплавляют в лабо- раторной дуговой электропечи садкой 1,5 т.

После раскисления металла ферромарганцем, 45 ферросилицием и алюминием его продувают порошкообразным реагентом силикокальцием марки СК вЂ” 30. Базовый химический состав всех опытных плавок примерно одинаковый и среднее содержание элементов составляет, %: 0,1 углерода, 1,5 марганца. 0,03 алюминия.

В качестве критерия степени обработки металла реагентом используют величину изменения содержания серы в нем в результате продувки.

В табл. 1 приведены результаты, получен55 ные при продувке опытных плавок порошкообразным реагентом по предлагаемому способу, в сравнении с данными плавок, обработанных по известному способу.

929713

Таблица 1

Спосо итель- Г

Плавка, е ло

CTb ел иопола тогазасителя, Предлагаемый 1

87

7 0,042 0,002

0,040

300

90

0,036 0,003

О 033

20.

0,022

5 0 029 0,007

95

8 0,040 0,027

О 013

Известный

0,041 О 013

0,036 0,010

0,028

0,026

5 0,029 0,014

0,015

70

0,039 0,031

0,008

Как видно из табл. 1 по предлагаемому способу степень десульфурации металла значительно выше, чем при обработке известным

1 способом.

В табл. 2 приведены результаты, полученные при прерывистом введении порошкообразного реагента в металл опытных плавок.

При такой технологии достигается дальнейшее снижение расхода щелочноземельного металла (по сравнению с известным способом— на 64 — 210 г/т, с одноразовой продувкой— на 24 — 70 г/т).

В табл, 3 приведены результаты обработки металла с уменьшением расхода реагента к концу продувки. Продолжительность периода подачи чистого газа-носителя в начале продувки составляет на всех плавках 25 с.

Постепенно регулируемый (по ходу продув. ки металла) ввод реагента позволяет снизить суммарный расход кальция.

Таким образом, при обработке жидкой стали по предлагаемому способу повышается экономичность процесса за счет повышения степени рафинирования металла и уменьшения

10 расхода реагента.

Внедрение в практику производства стали такого способа ее обработки позволит получить качественную сталь с меньшими затратами и расходом технологических добавок, что будет

15 способствовать снижению себестоимости металла.

9297!3

Т а б л и ц а 2

0,0

0,039 0,011

0,036 0,016

0,037 0,029

1,5

90 10

86 30

95 45

630

0,020

0,5

450

0,008

1,5

136

Таблица 3

Глубина огружения фурмы, % т верха

Интенсив ность снижения

Продолжите л ность ввода реагента, мин одержание серы в стали, % земельного металла, г/т

Плавка, и расход

ШЗМ, расхода реагента, %в мин доля от еред после ро- про- И дувкой дувки продувки, %

700 630 90

0,041 0,013 0,028

0,35 0 015 0,020

0,037 0,029 0,008

1 90

480 408 85 2 87 с., 160 80 50 5 95

7,5

ВНИИПИ Заказ 3416/35 Тираж 587 Подписное б

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

Расход щелочно- Конечный в начале в конце расхода продувки продувк в начале

Формула изобретения

1. Способ обработки жидкой стали, заключаю1цийся во вводе через продувочную форму в сталь газом-носителем порошкообразного реагента в количестве 20 — 150 г/т стали в мин, содержащего 15 — 100% щелочноземельного металла,от лича ющи"ся тем,,что, с целью повышения степени рафинирования металла и уменьшения расхода порошкообразного реагента, перед продувкой порошкообразными реагентами в течение 10 — 15 с подают газ-носитель при погружении продувочной фурмы на глубину 86 — 95% от высоты столба металла, после чего на той же глубине осуществляют продувку. порошкообразным реаге ятом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, порошкообразный реагент вводят прерывисто с интервалом времени между

4о окончанием предыдущего и началом последующего ввода, равным 0,5 — 1,5 мин.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что расход порошкообразного реагента уменьшают с интенсивностью 1 - 5%

4> в мин до величинь, равной 50 — 90% or его расхода в начале продувки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 427061, кл. С 21 С 7/00, 1974.

2. Патент СССР Р 648120, кл. С 21 С 7/00, опублик. 1979.