Способ выплавки хромистой стали с содержанием хрома до 5%

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к производству сталей в электродуговых печах с использованием окатышей, Цель изобретения - снижение себестоимости стали при сохранении качества . При выплавке хромистой стали с содержанием хрома до 5% с использованием железорудных окатышей и кислорода при плавлении после скачивания железистого шлака во время продувки кислородом в печь присаживают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг на 1 т хромовых окатышей при отношении массы окиси хрома в этих окатышах к массе углерода а углеродсодержащем материале 1:(0,3-0,7). При плавлении окатышей поддерживают температуру стали в пределах 1650-1800°С. Кремнийсодержащий сплав и известь присаживают на шлак после расплавления хромовых окатышей в количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем материале и к массе извести 1:(0,07-0,15):(0,3- 0.6). I табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)s С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4659778/02 (22) 09.03.89 (46) 30.10,91. Бюл. ¹ 40 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.

Бардина (72) Г.Б. Ширер, О,А. Хохлов, К.Л. Ковалев, А.M. Фомин, А.В. Масленников и В.О. Красильников (53) 669.187,26(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1117322, кл. С 21 С 5/52, 1984.

Рысс M.À. Производство ферросплавов, М.: Металлургия, 1975, с, 207.

Технологическая инструкция Оскольского 3МК ВТИ, № 129-7С вЂ” 70 — 85. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ХРОМИСТОЙ

СТАЛИ С СОДЕРЖАНИЕМ ХРОМА ДО 5 (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству сталей в электродуговых печах с использованием

Изобретение относится к черной металлургии, к производству сталей, легированных хромом, в электродуговых печах на шихте с использованием металлиэованных окатышей, Цель изобретения — снижение себестоимости стали при сохранении качества.

Сущность изобретения состоит в том, что в дуговую печь заваливают загрузочной бадьей необходимое количество стального лома, если требуется также никеля и ферромолибдена, и начинают плавку. После проплавления электродами колодцев в шихте приступают к непрерывной загрузке в печи и плавлению металлизованных железоруд.Я2 1687627 А1 окатышей, Цель изобретения — снижение себестоимости стали при сохранении качества, При выплавке хромистой стали с содержанием хрома до 5;/ с использованием желеэорудных окатышей и кислорода при плавлении после скачивания железистого шлака во время продувки кислородом в печь присаживают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 90-70 кг на 1 т хромовых окатышей при отношении массы окиси хрома в этих окатышах к массе углерода в углеродсодержащем материале 1:(0,3 — 0,7), При плавлении окатышей поддерживают температуру стали в пределах 1650-1800 С. Кремнийсодержащий сплав и известь присаживают на шлак после расплавления хромовых окатышей в количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем материале и к массе извести 1:(0,07-0,15):(0,3 —.

0,6). 3 табл. ных окатышей совместно с известью при использовании кислорода. Возможно проведение плавки на шихте из металлизованных окатышей беэ лома, После проплавления расчетного на плавку количества металлиэованных железорудных окатышей удаляют из печи железистый шлак возможно полно, сливая его через порог рабочего. окна печи.

Затем расплавляют необходимое для легирования хромом количество восстановленных хромовых окатышей совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг/т окатышей, вводя в образующийся шлак углеродсодержащий материал (например, кокс крупностью 2-8 мм) в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в углеродсодержащем материале как

1 (0,3-0,7), Окисление углерода ванны газообразным кислородом до содержания близкого к заданному в выплавляемой марке стали совмещают с периодом расплавления восстановленны>< хромоворудных окатышей, поддерживая температуру стали во время продувки кислородом в r>pepenax 1650—

1800 С.

После расплавления восстановлен ных хромовых окатышей присаживают на шлак кремнийсодержащий сплав и известь в количествах, обеспечивающих отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе кремния в сплаве как

1:(0,07 — 0,15) и к массе извести как 1:(0,30,6). Во время выпуска плавки и внепечной обработки производят, в случае необходимости, легирование стали и раскисление металла алюминием.

Заключительное рафинирование проводят вне печи на установках продувки аргоном и вакуумной дегаэации, после чего сталь разливают в заготовки на установке непрерывной разливки, Образующийся при расплавлении восстановленных хромовых окатышей шлак, содержащиЙ окислы хрома, необходимо восстановить до содержания окиси хрома не более 7 — 9 >(. С этой целью вводят в шлак углеродсодержащий материал, твердый углерод которого восстанавливает окись хрома до карбида хрома, Температура начала этого процесса равна 1107 С. При нагреве до 1400 С степень восстановления окиси хрома иэ шлака углеродом составляет 80100;(. Для обеспечения достаточной жидкоподвижности хромсодержащего шлака восстановленные хромовые окатыши проплавляют совместно с кварцитом в количестве 30 — 70 кг на тонну окатышей, Наличие определенного содержания углерода в восстановленных до карбидов хрома (СгтСэ и СгэСг) хромовых окатышах, а также введение в шлак углеродсодержащего материала вызывает повышение в стали содержания углерода, поэтому необходимо окисление углерода ванны газообразным кислородом до содержания, близкого к заданному, в выплавляемой марке стали, Совмещение продувки ванны кислородом с периодом расплавления восстановленных хромовых окатышей сокращает продолжительность плавки, интенсифицирует процессы расплавления окатышей и восстановления окиси хрома шлака эа счет перемешивания последнего выделяющимися из ванны пузырями окиси углерода.

Поддержание при окислении избыточного углерода ванны газообразным кисло5 родом температуры стали не ниже 1650 С обеспечивает предохранение хрома, растворенного в стали, от окисления кислородом. При Т> 18000С снижается стойкость огнеупорной футеровки печи., что приводит

10 к увеличению себестоимости стали, ЗО

Присадка на шлак после расплавления восстановленных хромовых окатышей кремнийсодержащего сплава и извести позволяет довести остаточное содержание окиси хрома в шлаке до минимума.

Технический эффект от использования изобретения состоит в проведении плавки хромистой стали на шихте из металлиэованных железорудных и восстановленных хромовых окатышей в дуговой печи без использования для легирования стали дефицитного феррохрома, Расплавление восстановленных хромовых окатышей совместно с менее, чем 30 кг кварцита на тонну окатышей не обеспечивает необходимой жидкоподвижности хромсодержащего шлака, что ухудшает условия восстановления окиси хрома углеродом и снижает полезное использование хрома окатышей. Расплавление восстановленных хромовь>х окатышей совместно с более, чем

70 кг кварцита на тонну окатышей приводит к увеличению количества шлака в печи, расхода электроэнергии и продолжительность плавки. Таким образом, использование менее ЗО кг или более 70 кг кварцита на тонну окатышей приводит к увеличению себестоимости стали.

Использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношению к массе окиси хрома в хромоворудных Окатышах MGHee 0,3 не ОбеспечивдетдостатОчное восстанОвление Окиси хрома иэ хромсодержащего шлака, что снижает полезное использование хрома окатышей.

Использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношеник> к массе окиси хрома в хромовых окатышах более 0,7 вызывает перерасход углеродсодержащего материала, излишнее науглероживание стальной ванны, дополнител ьное увеличение и родолжительности лавки для окисления избыточного углерода. Таким образом, использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношению к массе окиси хрома в хромовых окатышах менее 0,3 или

1687627 более 0,7 приводит к увеличению себестоимости стали, Использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,07 не обеспечивает максимальное восстановление окиси хрома хромсодержащего шлака, что снижает полезное использование хрома окатышей, Использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в хромовых окатышах более 0,15 вызывает перерасход сплава, повышение содержания кремния в стальной ванне выше заданного предела, Таким образом, использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,07 и более 0,15 приводит к увеличению себестоимости стали.

Использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в уже расплавленных хромовых окатышах менее 0,3 не обеспечивает полное офлюсование образующейся двуокиси кремния в двухкальцевый силикат, что снижает раскисляющее воздействие на шлак кремний-содержащего сплава и увеличивает потери хрома в шлаке, Использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах более 0,6 приводит к дополнительному расходу извести и электроэнергии на ее расплавление. Таким образом, использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее

0,3 и более 0,6 приводит к увеличению себестоимости стали.

Пример 1. В 150-тонной дуговой печи выплавляют сталь со средним содержанием хрома 2,7 и углерода 0,1, В печь загружают с помощью загрузочной бадьи 46,5 т стального лома. Включают печь и после проплавления электродами колодцев в шихте приступают к непрерывной загрузке в печь и проплавлению металлизованных железорудных окатышей совместно со 120 кг извести на каждую.тонну окатышей. После проплавления 103,5т металлизованных окатышей удаляют из печи возможно полно железистый шлак, сливая его зэ счет наклона печи в шлаковню через порог рабочего окна.

Затем расплавляют 12,5 т восстановленных хромовых окатышей совместно с 30 кг кварцита на тонну окатышей, которые содержат, Сгмет 22; Еемет 8; Сг20з 17; MgO 23; А!20з 11;

Я!02 7; СаО 3,5; С 2,7.

В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс крупностью 2-8 мм (90 твердого углерода) в количестве, обес5 печивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в углеродсодержащем материале (коксе) как 1:0,3, т.е, на тонну окатышей вводят

51 кг твердого углерода, содержащегося в

10 57 кг кокса. Во время расплавления восстановленных хромовых окатышей окисляют углерод ванны газообразным кислородом, подаваемым о расходом около 1000 м /ч поддерживая температуру стали во время

15 продувки кислородом в пределах 1650—

1800 С. Продувку кислородом ведут до содержания углерода 0,1, заканчивая ее одновременно с полным расплавлением расчетного на плавку количества восстанов20 ленных хромовых окатышей. После этого окончательно раскисляют шлак 65%-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе

25 кремния в ферросилиции как 1:0,15, т.е. расходуя на плавку 490 кг 65 -ного ферросили- ция крупностью 5 — 50 мм. Одновременно с ферросилицием на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отно30 шение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе извести как

1:0,6, т.е. расходуя на плавку 1,27 т извести.

Извлечение хрома их восстановленных хромовых окатышей составляет в среднем 96%.

35 После зтого выпускают плавку в сталеразливочный ковш. Во время выпуска производят легирование стали марганцем и кремнием, раскисляют металл алюминием в количестве 0.7 кг/т, В установке порционного вакуу40 мирования проводят дегазацию стали, после чего разливают сталь в заготовки на установке непрерывной разливки.

По сравнению с известным способом происходит уменьшение себестоимости 1 т

45 стали с 200 до 195 руб.

Пример 2. Выплавку в 150-тонной дуговой печи стали со средним содержанием хрома 2,7 и углерода 0,1 ведут также, как в примере 1, но восстановленные хромо50 вые окатыши расплавляют совместно с 50 кг кварцита на тонну окатышей, В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых

55 окатышах к массе твердого углерода в коксе как 1:0,5, т.е, на тонну окатышей вводят 85 кг твердого углерода, содержащегося в 94,4 кг кокса. Окончательно раскисляют шлак

65 -ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах

1687627 температура

c т,-аги при расглавлвнии хрсгмавых ака тыщей, С

Отнсшение массы окиси хрома в окатышах к массе тверяпга углеоала в углврпдсадержащем материале

Себестоимость 1 т стали, руб

Иоличества

Отношение массы окиси храма s расплавленных онатышах н ассе иэнести

Способ

Отнсивние массы окикварцита на

1 т храманых анатынвй, кг си хппма в расплавленных онатышах н массе кремния в нремнийсодеоиацам сплаве

18GG

181G

1720

2

4 г

О

Я

9 1 0

11

12

13 14

Иэ..с.ст— ный

1ñ;

1:-„3

1 Р 5

1: l), 7

1:С,Э

1:0„3

1: С,26

1:0,72

1.0,3

1:0,7

1: i",,3

1:G 7

1.i., 1

1:-.,7

1;,3

1;0,15

1;0,11

1:u,07

1:0,15

1:G,G7

1:0,15

1:С,15

1:0,07

1:0,13

1.и,07

1:,16

1:0,06

1: 0, 1:-) 30

7G

28

/ 7

)О

3G

193

191

196

196,5

195, 8

196,3

196, 1

196

197

197,3

195 7

196,1

195,9

1:Ci,6

1:О, 45

1:G,3

1:0„6

1:G,3

1:0,6

1:0,3

1:0,6

1:0,3

1.0,6

1:G,3

1:G,6

1:u,3

1:0,7

1725

1: 0,Ci7

G,2

".95,9

70 к массе кремния в ферросилициии как 1:0,11, т.е. расходуя на плавку 360 кг ферросилиция.

Одновременно на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавлении хромовых окатышей к массе извести как 1:0,45, т.е. рас.кодуя на плавку 0,95 т извести.

По сравнению с известным способом достигается снижение себестоимости 1 т стали до 193 руб.

Пример 3, Выплавку в 150-тонной дуговой печи стали со средним содержанием хрома 2.7 и углерода 0,1, ведут также, как в примере 1, но восстановленные хромовые окатыши расплавляют совместно с 70 кг кварцита на тонну окатышей. В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердо о углерода в коксе как 1:0,7, т.е. на тонну окатышей вводят 119 кг твердого углерода. содержащегося в 132 кг кокса. Окончательно раскисляют шлак

65 -ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромоворудных окатышах к массе кремния в ферросилиции как

1;0,7, т.е. расходуя на плавку 229 кг ферросилиция, Одновременно на шлак присаживают известь в количеств ., обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе извести как 1:0,3, т.е, расходуя на плавку 0,63 т извести.

По сравнению с известным способом достигается уменьшение себестоимости 1 т стали до 191 руб.

Результаты плавок показаны в таблице, 5 из которой видно, что выход за пределы предлагаемых параметров характеризуется увеличением себестоимости 1 т стали.

Формула изобретения

Способ выплавки хромистой стали с со10 держанием хрома до 5 в злектродуговой печи, включающий плавление шихты и металлизованных железорудных окатышей с использованием кислорода, удаление железистого шлака из печи, продувку кислоро15 дом, введение шлаковообрузующих, в том числе извести, легирование стали и раскисление шлака углерод- и кремнийсодержащими материалами, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости

20 стали при сохранении качества, во время продувки кислородом в печь присаживают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 30 — 70 кг на тонну хромовых окатышей при отношении

25 массы окиси хрома в этих окатышах к массе углерода в углеродсодержащем материале

1:(0,3-0,7), поддерживают при атом температуру стали в пределах 1650-1800 С, а кремнийсодержащий сплав и известь присаживают

30 на шлак после расплавления хромовых окатышей в количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем сплаве и к массе извести 1:(0,07 — 0,15):(0,3-0,6).