Способ выплавки стали в конвертере

 

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий присадку в конвертер шлакораскисляюдей добавки, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла и снижения расхода раскислителей, в качестве шлакораскисляющей добавки используют шлам титаномагниевого производства, которьй вводят в конвертер через 0,5-2,0 мин после окончания продувки ванны кислородом в количестве 2-10 кг на 1 т стали, после чего через 1-3 мин плавку сливают из конвертера в ковш. 2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения рафинирующей способности конвертерного шлака и снижения его агрессивности , одновременно со Шламом титаномагниевого производства в конвертер вводят 3-7 кг на 1 т стали извести. 3.Способ по п. 1.отлича юi щ и и с я тем что используют шлам (Л титаномагниевого, производства следующего состава, мас.%: с Магний3-8 Титан1-4 Окись магния 6-10 Двуокись титана 3-6 Хлориды магния, натрия, калия, хрома, кальция Остальное с 00 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3624132/22-02 (22) 13.07,83 (46) 07.04.85. Бюл. 11 - 13 (72) В.П.Цымбал, А.М.Анохин, А.И.Багрий, А.А.Муковнин, В.И.Максимов, В.Г.Каныгин, В.Т.Агеев и А.В.Грузевич (71) Карагандинский металлургический комбинат (53) 669. t84.132(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 899662, кл. С 21 С 5/52, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

tt 910779, кл. С 21 С 5/28, 1983.

3. Авторское свидетельство СССР

В 840130, кл. С 21 С 5/28, 1982. (54) (57) t. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

В КОНВЕРТЕРЕ, включающий присадку в конвертер шлакораскисляющей добавки, о т л и ч а ю щ и " c я тем, что, с целью улучшения качества металла и снижения расхода раскислителей, в качестве шлакораскисляющей добавки используют шлам титаномагниевого

„„SU„„1148876 производства, который вводят в конвертер через 0,5-2,0 мин после окончания продувки ванны кислородом в количестве 2-10 кг на 1 т стали, после чего через 1-3 мин плавку сливают из конвертера в ковш.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения рафинирующей способности конвертерного шлака и снижения его агрессивности, одновременно со шламом титаномагниевого производства в конвертер ввопят 3-7 кг на 1 т стали извести.

3. Способ по и. 1. о т л и ч а юе шийся тем, что используют шлам титаномагниевого производства следующего состава, мас.X:

Магний 3-8

Титан 1-4

Окись магния S-10

Двуокись титана 3-6

Хлориды магния, а натрия, калия, хрома, кальция 00

1148876

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к технологии производства стали в кислородных конвертерах.

Известен способ выплавки стали в 5 мартеновской печи, включающий предварительное раскисление металла сплавом алюминия с титаном на основе железа (1).

Данный способ обеспечивает опреде- 1О ленное уменьшение угара раскислителей и колебаний содержания элементов в стали, но дорог и не обеспечивает нейтрализации шлака, так как при плотности 7,1-7,5 г/смз раскисляет 15 только металл.

Известен также способ выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер марганецсодержащих материалов с доведением содержания 20 марганца в металле на 10-15 больше, чем в готовой стали, и введение барийсодержащих компонентов в количестве 2,0-2,5 кг бария на 1 т металла (2 ).

Указанный способ обеспечивает определенное улучшение качества металла, но сложен в использовании, дорог и, кроме того, не решает вопроса нейтрализации агрессивных кон- 30 вертерных шлаков.

Наиболее близким по технический сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выплавки стали в конвертере, включающий присадку в конвертер шлакораскисляющей добавки (3).

Однако использование этой добавки приводит к снижению основности шлака за счет наличия в ней 20Х S>0>. . g}

Кроме того, наличие в ней углерода в количестве Зб . затрудняет выплавку низкоуглеродистых сталей.

Цель изобретения — улучшение качества металла и снижение расхода раскислителей, повьппение рафинирую" щей способности конвертерного шлака и снижение его агрессивности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки 5О стали в конвертере, включающему присадку в конвертер шлакораскисляющей добавки, в качестве последней используют шлам титаномагниевого производства, который вводят в 55 конвертер через 0,5-2,0 мин после окончания продувки ванны кислородом в количестве 2-10 кг на 1 т стали, после чего через 1-3 мин плавку сливают из конвертера в ковш.

Кроме того, одновременно со шламом титаномагниевого производства в конвертер вводят 3-7 кг на 1 т стали извести.

Причем используют шлам титаномагниевого производства следующего состава, мас. .:

Магний 3-8

Титан 1-4

Окись магния 6-10

Двуокись титана 3-6

Хлориды магния, натрия, калия, хрома, кальция Остальное

Фракционный состав шлама 50-150мм, т.пл. менее 1050 С. Шлам имеет низкую стоимость (11- 14 руб/т), так как является отходом производства. Объемный вес шлама колеблется в пределах

2,0-3,0 г/см т.е. в интервале значений обьемного весаконвертерного шлака.

Шлам при присадке в конвертер, имея низкую температуру плавления и объемный вес, близкий к объемному весу конвертерного шлака, растворяется в нем в течение 0,5-1 мин и вступает с ним во взаимодействие.

При этом происходят следующие процессы. Магний и титан производят раскисляющее воздействие на шлак, а вновь образующиеся окислы магния вместе с имеющимися в шлаке повышают основность конвертерного шлака.

Имеющиеся в составе шлама хлориды магния, натрия, калия, кальция оказывают сильное разжижающее воздействие на конвертерный шлак, повышают его рафинир ущую способность. Кроме того, хлориды частично диссоциируют и свободные магний, натрия, калий, кальций и хром дополнительно раскисляют шлак и металл. Образовавшиеся окислы натрия и калия также повьппают рафинирующую способность, а окислы кальция и магния — основность шлака.

Химический состав шлама определяется особенностями титаиомагниевого производства.

В табл. 1 приведены оптимальные составы шлака (варианты 1-3) в предлагаемых пределах и варианты вне предлагаемых пределов (4-5), а также изменение окисленности шлака и металла, угара кремния и марганца в ковше и содержание серы в зависимости от расхода шлама.

Таблица 1

1148876

Варианты ..ведения плавок, Показатели

Расход шлама, кг/т

25 5 10

20,5

20

18 до присадки шлама

4,2

12,0

4,0

4,5

5,0 после присадки шлама до присадки шлама после присадки шлама

0,055 0,065 0,070 0,070

0,045 0,045 0,042 0,062

0,068

0,040

Угар в ковше, 7:

14

20 кремний

25 марганец

Содержание серы в металле, Ж:

0,017 0,016

0,014 0,012 на выпуске в готовой стали

17,6

25,0

28,0 7,0

21,0

При расходе шлама 2-10 кг/т содержание закиси железа снижается до

4,2-5,07, а кислорода в металле до

0,042-0,045%. При расходе шлама меньше нижнего предела (вариант 4) содержание FeO.ñîêðàùàåòñÿ только до 12,0Х, не наблюдается заметного снижения окисленности металла. Превышение расходом шлама верхнего предела (вариант 5) не обеспечивает дополнительного снижения содержания, FeO и кислорода в металле в сравнении с вариантом 3 (табл. 1), а ведет только к увеличению расхода

Содержание закиси железа в шлаке, Ж:

Содержание кислорода в металле в конвертере, Ж:

Степень десульфурации, 553 — Г5

Выл гOT 00 Т Ьь!и

I Г 1

0,018 0,016 0,019

0,013 0,015 0 015 шлама и количества шлака в конвертере.

В указанных пределах расхода шлама значительно сокращается угар кремния и марганца в ковше в сравнеgg нии с вариантом 4 (расход менее предлагаемых пределов), что объясняется снижением окисленности шлака и металла, оказывающих решающее влияние на величину угара раскислителей.

Прн расходе шлама более предлагаемых пределов (вариант 5) угар кремния и марганца в сравнении с вариантом 3 не снижается, что объясняется

1148876 асход, кг/т Химический состав конвертерного шлака, Ж

Варианты

Шлам Известь FeO S SiOq CaO MgO Р О А1 О MnO TiO>

Предлагаемый способ

0,3 0,3 4,92 0,122 12,5 50,25 6,24 8,31 2,38 4,92 0,48

0,3 0,65 4,60 0,130 12,78 52,15 6,82 9,67 1,52 5,67 0,45

6,30 0,096 12,71 44,20 6,40 7,96 3,32 6,04 0,47

0,3

5,0 0,111 12,22 48,10 .7,82 6,79 3,60 5,13 0,70

Сравнительные

27,44 0,064 12,52 38,10 4,20 7,76 1,01 3,95— плавки

26,3 0,067 12,7 39,6 4,40 6,82 1,76 3,52—

Продолжение табл. 2

Содержание серы в металле, Ж ! - 1 " I

Основность

Варианты

I (МЯЧ,.

Предлагаемый способ

10,1

10,0

3,49

3,94

8,5

Сравнительные плавки

0,016

0,016.3,0

0,016

0,017

4,0 близкими значениями окисленности шлака и металла в этом случае. При использовании шлама в предлагаемых пределах степень десульфурации металла составляет 17,6-28,0Х, а ниже предлагаемых пределов только 7,0Х.

Расход шлама выше верхнего предела не приводит. к повышению степени десульфурации в сравнении с вариан-: том 3.

Таким образом, использование шлама титано-магниевого производства

0,016

О, 018

0,017

0,019 в предлагаемых пределах приводит к снижению угара и расхода раскислителей, а также к улучшению качества металла за счет снижения содержания серы и сокращения количества неметаллических включений (в результате снижения угара раскнслителей) .

В табл. 2 приведены данные о химическом составе шлаков при присадке извести в предлагаемом диапазоне ее расхода, без извести, а также химический состав шлаков сравнительных булавок, т.е. без использования шлама.

Таблица 2

0,012

О, 013

О, 014

0,015

1148876

Составитель И.Оленюк

Редактор В. Петраш. Техред С.Мигунова Корректор Н. Король

Заказ 1825/16 Тираж 553 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 !

Как видно из табл. 2, шлаки с использованием извести и шлама имеют максимальную основность (4-4,1) и коэффициент распределения серы между шлаком и металлом, равный 10-10,1.

При использовании только шлама основность несколько снижается, а коэффициент распределения серы уменьшается до 7 0-8 5. На сравнительных плавках

У 1

10 основность падает до 3-3,1, а коэф- фициент распределения составляет всего 4,0.

Таким образом, данные табл. 2 показывают, что использование предлагаемого способа значительно повышает 15 рафинирующую способность шлаков.

Пример. При выплавке стали марки 15 ГЮТ в 300-тонном кислородном конвертере через 1 мин после окончания продувки в конвертер вводят 1,5 т 20 (5 кг/т стали) шлама титаномагниевого производства состава, мас.Х:

Магний 6

Окись магния 9

Титан 2

Двуокись титана 3

Хлориды магния,. натрия, калия., хрома, кальция 80 и одновременно с ним 1 5. т (5 кг/т 30 стали) извести.

Йлам вводят в кусках размером

50-100 мм, а известь фракции 10-20мм.

Через 1 мин после присадки шлама плавку сливают в ковш и в процессе слива вводят раскислители. Содержание закиси железа в конвертерном шлаке после присадки шлама снижается с 18 до 5Х, а кислорода в металле с

0,065 до 0,045Х. Угар кремния и марганца в ковше составляет соответственно всего 9 и 7Х. Содержание серы в готовом металле в сравнении с содержанием ее на выпуске снижается на 0,004Х.

Преимущества предлагаемого способа перед известным выявлены на сравнительных плавках, выплавленных без использования шлама титаномагниевого производства. Содержание закиси железа у этих плавок на выпуске 20Х, а кислорода в металле 0,067Х. Угар кремния и марганца соответственно

20 и 15Х, процесс десульфации не:. наблюдается.

Расход ферросплавов на обычных плавках на 3,0 кг/т стали выше, чем на плавках, выплавленных по предложенному способу с использованием шлама титаномагниевого производства.

Содержание. силикатных включений на сравнительных планках в пределах

2-2,5 баллов, а на.плавках по предлагаемому способу снижается до

1,0-1,5 балла, что является результатом раскисляющего и рафинирующего воздействия шлама.

При сливе металла и шлака в ковш из конвертера после присадки в него шлама, практически не происходит окисления раскислителей шлаком, что приводит к их экономии.

Таким образом, использование шлама титаномагниевого производства, являющегося отходом этого производства, позволяет уменьшить расход ферросплавов, повысить качество металла и снизить его себестоимость.