Способ выплавки стали
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Союз Советских
Социалистических
Республик
С 21 С 5/52 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет 153) УДК 669. 141..247(088.8) Опубликовано 300882, Бюллетень ¹ 32 Дата опубликования описания 300882 Б.С.Иванов, Ю.Е.Самардуков, Ю.В.Гавриленко, Р.M.Ìûëüíèêoâ, Ю.В.Зайцев, Э.В. Ткаченко, В.Д.Кайлов и Г.В., Парфенов ,/ е .л " э АФЩ Ф Череповецкий ордена Ленина и ордена Трудовога Щйф ного . Знамени металлургический завод им. 50-летия СССР. " >. / (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства стали в дуговых электросталеплавильных печах. Известен способ выплавки стали, прй котором алюминий для раскисления и легирования вводят в печь соответ ственно в количествах 0,3-8,0 кг/т перед присадкой легирующих элемейтов .и О,"3-5,0 кг/т после легирования металла (11 . Недостатком известного способа .является то, что он не учитывает влияния таких технологических параметров плавки, как температура металла,окисленность металла, насыщение подины печи окислами железа, окисленность и количество шлака в печи на угар алюминият вводимого в печь. Это приводит к широкому колебанию по содержанию алюминия в стали и вынуждает варьировать присадкой алюминия в широких пределах — 0,3-8,0 кг/т. Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий расплавление шихты, обезуглероживание, уда-; ление окислительного шлака, наводку нового шлака, раскисление, легирование алюминием, внепечную обработку шлаком и аргоном и разливку металла (2) . Основным недостатком известного способа является то, что при его реализации не учитывается влияние технологических параметров введения плавки на усвоение алюминия, что приводит к повышенному его расходу и получению металла с низким уровнем служебных характеристик. Цель изобретения — экономия легирующих материалов, снижение себестоимости стали и повышение ее служебных характеристик. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу у производства стали, включающему расплавление шихты, обезуглероживание, удаление окислительного шлака, наводку нового шлака, раскисление, легирование алюминием, внепечную обработку шлаком и аргоном и разливку, количество присаживаемо- . го в ковш для легирования алюминия регулируют в соответствии с температурой металла в конце окислительного периода и продолжительностью продувки аргоном в ковше, увеличивая его количество сверх требуемого на 0,600,62 кг/т на каждые 10 С при перегре-, ве сверх 1630 -C и на 0,10-0,12 кг/т 954430 Известно, что при продувке ванны кислородом наряду с обезуглероживанием имеет место окисление железа, 5 причем доля окисленного железа на единицу подаваемого в расплав кислорода увеличивается со снижением содержания углерода в расплаве. Поэтому глубокое обезуглероживание ванны 10 oÑ 1630 1640 1650 1660 1670 1680 0 11 110 130 О 12 120 О 13 с 130 0 15 150 с О 17 170 О,Ъ О, кг Fe0,Ú 55 67 75 80 Как показала практика, не удается полностью скачать окислительный шлак Остаточное количество шлака на опытных плавках к мОменту ввода раскисС 1630 1640 1650 1660 1670 1680 О,кг 126140 135- 165150 183 201- 225- 240223 250 267 Из представленных данных видно, 30 что при увеличении температуры конца окислительного периода на каждые 10ОС сверх 16300С содержание кислорода в металле и шлаке к моменту ввода Раскислителей увеличилось соответст- 35 венно в среднем на 12 и 22,8-25,4 кг, т е. в сумме на 34 8 37 4 кг, что требовало дополнительного расхода С 1630 1640 1650 1660 1670 1680 Окисление А1 при переливе, кг 143 164 180 190 87 116 лорода воздуха (при выпуске из печи) при принятой технологической схеме (раскисление в печи — легирование в ковше — внепечная обработка шлаком при переливе из ковша в ковш и аргоном в ковше) позволяет определить суммарный угар алюминия при температуре металла в конце окислительного периода 1630 С в размере 680 кг на 100-тонную плавку. Повышение температуры сверх указанной требовало дополб9 нительного расхода, как было показано выше, на 0,60-0,62 кг/т каждые 10 С перегрева. При обработке расплава в ковше после перелива аргоном и интенсивHocTblo О, 02-0, 04 нм /т ° мин через донна каждую минуту продувки металла аргоном в ковше. т. е. при увеличении температуры металла в конце окислительного периода сверх 1630 С на каждые 10 С увеличи-. вается угар алюминия при переливе в среднем на 20 кг. Таким образом, повышение температуры металла в конце окислительного периода требует для обеспечения заданного содержания алюминия дополнительного его расхода на 0,600,62 кг/т на каждые 10 С перегрева сверх 1630 С. Учет всех источников кислорода, поступающего в металл и шлак в процессе выплавки, в том числе кислорода атмосферы печи (при.даче присадок в печь), кислорода подины печи, кис(до 0,02% углерода и менее) сопровождается увеличением содержания кислорода в расплаве, окислов железа в шлаке, повышением температуры. На основании выполненных плавок в 100-тонной дуговой печи была установлена для окислительного периода следующая зависимость между температурой расплава в конце окислительного периода, содержанием кислорода в ванне и закиси железа в шлаке лителей составляло обычно 1,35-1,50 т, т.е.количество кислорода в остаточном шлаке в зависимости от температуры в конце окислительного периода составляло алюминия на 40-42 кг на 100-тонную плавку. Анализ опытных данных показал, что угар алюминия в процессе перелива металла из ковша в ковш также можно представить в зависимости от температуры металла в конце окислительного периода: 954430 ные пористые фурмы также происходило окисление алюминия кислородом воздуха. При этом было установлено, что угар составляет 0,12 кг/т в минуту, если продувка аргоном осуществляется с интенсивностью 0,04 нм3/т.мин и 0,10 кг/т в минуту, если интенсивность продувки составляет 0,03 нм /т мин. При интенсивности продувки на уровне 0,04 нм /т-мин имело место оголение 3 расплава в большей степени, чем при 10 продувке с интенсивностью на уровне 0,02 нм /термин, и окисление алюми3 ния кислородом воздуха в этом случае увеличивалось. На чертеже приведен график зависимости угара алюминия от температуры в конце окислительного периода и продолжительности продувки аргоном в ковше: цифры у кривых — продолжительность продувки аргоном, мин, вес плавки — 100 т. Установленная зависимость позволи9 ла регламентировать количество присаживаемого алюминия, получать строго заданное содержание алюминия, что в свою очередь позволило снизить расход алюминия, уменьшить эагрязнЕнность металла неметаллическими включениями, повысить магнитные характеристики стали. Изобретение характеризуется приве- ЗО денными ниже примерами реализации способа выплавки стали. Пример 1. Сталь выплавляют в 100 т дуговой печи. Шихта состоит из стального лома и чугуна. После 35 расплавления шихты и нагрева расплава до 1590 С.печь отключают, ванну продувают кислородом. По достижении температуры 1630ОС продувку кислородом прекращают и скачивают окисли- 4О тельный шлак. Остаточное количество шлака в печи составляет 1,5 т. К моменту скачивания окислительного шлака металл содержит,вес.Ъ: углерод 0,025, кислород 0,11. Содержание сум- 45 марной закиси железа в окислительном шлаке составляет 42Ъ. После скачивания окислительного шлака в печь присаживают 400 кг алюминия и 550 кг ферросилиция для раскисления и наводят новый шЛак из извести и плавикового шпата. Через 10-15 мин после присадки шлакообраэующих плавку выпускают в ковш. В ковш перед выпуском присаживают ферросилиций 500 кг, марганец металлический 250 кг, алюминий кусковой 600 кг. После выпуска металла переливают из ковша в ковш. Во втором ковше металл продувают аргоном. Из присаженных 1000 кг алюминия в печь и в ковш ушло на раскисление металла, шлака и окисление кислородом воздуха при переливе иэ ковша в ковш 680 кг и 20 кг угорело при продувке металла аргоном в- ковше в течение 2 мин (фиг. 1), в металле остается 300 кг. 45 Готовый металл содержит,вес.Ъ: углерод 0,032, марганец 0,38; кремний 0,78; фосфор 0,01, сера 0,006, алюминий 0,28; кислород 0,004%. Вес жидкого металла составил 106 т. Пример 2. Так же, как в при-. мере 1, но продувку кислородом ведут до получения более низких содержаний углерода и прекращают ее по достижении 1665 С. К моменту скачивания шлака металл содержит, вес.Ъ: углерод 0,022, кислород 0,145, окислительный шлак — 70Ъ закиси железа (суммарной). После скачивания окислительного шлака в печь присаживают 400 кг алюминия и 550 кг ферросилиция для раскисления, и наводят шлак. После выпуска металла в ковше, в который присадили )ферросилиций, марганец и алюминий, металл переливают из ковша в ковш вместе со шлаком. Количество алюминия, присаженного в первый ковш,увеличивают по сравнению с плавкой в (1665-1630) 217 220 кг, т.е. в первый ковш дают 600 + 220 = 820. Поскольку металл был выпущен с более высокой температурой, то во втором ковше требуется продувка аргоном более длительная — в течение 5 мин. Поэтому в первый ковш перед продувкой аргоном добавляют еще 0,10 100 5 = 50 кг алюминия. Итого в первый ковш присаживают 870 кг алю- миния. Готовый металл содержит,вес.Ъ: углерод 0,029; кремний 0,75; фосфор 0,008, сера 0,005, алюминий 0,34, кислород 0,005. Пример 3. Так же, как в примере 1, но продувку кислородом проводят до 1680 С. Металл после кислородной продувки содержит 0,020% углерода и 0,17% кислорода, окислительный шлак — 80Ъ суммарной закиси железа. После скачивания окислительного шлака, раскисления 400 кг алюминия и 550 кг ферросилиция, наводки нового шлака металл выпускают в ковш. В ковш перед выпуском присаживают 550 кг " ферроцилиция, 250 кг марганца металлического и алюминий. Количество алюминия, необходимое для присадки.в ковш, определяют следующим образом: 6-oo + o 62 100. (1680 63 + 0,10х х 100 х 8 Ф 600 + 310 + 80 = 990 кг, где 8 — продолжительность планируемой продувки аргоном во втором ковше, мин, 100 — вес плавки, т. После выпуска из печи металл во втором ковше продувают аргоном (8 мин). Готовый металл содержит, вес.Ъ: углерод 0,026, марганец 0,25; кремний 0,72, фосфор 0,009, сера 0,004, алюминий 0,31, кислород 0,006. 10 Формула изобретения. ТЕилеритуро, Составитель A. Прусс Редактор А. Фролова Техред М.Гергель, Корректор Г.Огар Заказ 6369/22 . Тираж 587 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 9544 Таким образом, предлагаемый способ выплавки позволяет получатьксодержание алюминия в строго заданных пределах, регламентировать присадку алюминия в зависимости от температуры металла в конце окислительного периода, что позволяет в свою очередь экономить алюминий и снижать загрязненность стали неметаллическими включениями. Способ выплавки стали, включаюший расплавление шихты, обезуглероживание, удаление окислительного шлака, наводку нового шлака, раскисление,легирование алюминием, внепечную обработку шлаком и аргоном и разливку, отличающийсятем,что, с целью экономии легирующих материалов, снижения себестоимости стали и повышения ее служебных характеристик, количество присаживаемого в ковш для легирования алюминия регулируют в соответствии с температурой металла в конце окислительного периода и продолжительностью, продувки аргоном в ковше, увеличивая его количество сверх требуемого на 0,60-0,62 кг/т на каждые 10 С при перегреве сверх 1630ОC и на 0.,10-0,12 кг/т на каждую минуту продувки металла аргоном в ковше. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 398626, кл. С 21 С 5/52, 1972.. 2. Авторское свидетельство СССР Ф 358372, кл. С 21 С 5/52, 1971.
