Науглероживатель стали

 

Сущность изобретения: науглероживатель содержит, %: углерод 80-90; карбид кремния 6-16; зола остальное. Суммарное содержание в нем углерода и карбида кремния составляет 96 мас.%. Характеристика науглероживателя: фракционный состав 2-8 мм, усвоение углерода в стали до 98%. 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 С 5/28, 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (АЭ (лЭ

;00 а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848027/02 (22) 09.07,90 (46) 15.05.92. Бюл. М 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии (72) Н. А. Кудрин, В. Г. Шеррюбле, А. Г. Лукович, В. Д. Жидков, В. И.

Соколов и В. И. Лубенец (53) 669.184(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1571081, кл. С 21 С 7/00, 1988, Технологическая инструкция по производству стали в конвертерном цехе ТИ 134СТ-КК-82, Челябинск, 1982, с, 13-14.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технике науглероживания стали.

Известен способ, по которому углеродсодержащий материал вдувают в ванну через фурму в конце продувки.

При реализации указанного способа усложняется конструкция фурм, увеличивается их износ и уменьшается процент усвоения науглероживателя за счет частичного его использования на раскисление стали.

Известен науглероживатель стали в виде брикетов, содержащих 40-50% литейного шлама, 10-15% извести и 35-45% углеродистого материала, Этот материал имеет плотность, способствующую успешному вовлечению его в сталь и более полному усвоению углерода.

Однако низкое содержание в науглероживателе углеродистого материала ведет к увеличению его массового расхода, а следовательно, к дополнительному перегреву ста,, Ы2,, 1733481 А1 (54) НАУГЛЕРОЖИВАТЕЛЬ СТАЛИ (57) Сущность изобретения; науглероживатель содержит, %: углерод 80-90; карбид кремния 6-16; зола остальное. Суммарное содержание в нем углерода и карбида кремния составляет 96 мас,%, Характеристика науглероживателя: фракционный состав 2-8 мм, усвоение углерода в стали до 98%. 2 з.п. ф-лы. ли над температурой ликвидуса с целью компенсации охлаждающего действия присадки науглероживателя. Это же обстоятельство приводит к сужению диапазона науглероживания, науглероживание на

0,10% и более сопряжено с трудностями, обусловленными необходимостью перегрева стали.

Кроме того, необходимость брикетирования удорожает науглероживатель, а входящая в его состав известь способствует гидратации продукта при хранении, что может привести к выбросам расплава из ковша при сливе стали.

Известен металлургический материал для науглероживания, получаемый из порошков кокса и железа с размерами частиц

1 мм и менее со связкой с образованием окатышей или брикетов, Данный материал можно успешно использовать для науглероживания стали в плавильном агрегате, однако для науглероживания в ковше (конвертерная сталь науг1733481 лероживается преимущественно в ковше) его применение ограничено ввиду охлаждающего действия на сталь, обусловленного необходимостью расплавления железного порошка. Таким образом, науглероживание в ковше более чем на 0,10 углерода требует существенного перегрева металла. Кроме того, при сливе переокисленного металла возможны выбросы его из ковша газообразными продуктами раскисления стали углеродом науглероживателя и с повышением температуры выпускаемого металла раскисление углеродом усиливается.

Известен реагент, содержащий, ; пирокарбон 5-45; алюминий 1-10; чугун остальное.

В отличие от описанных науглероживагеля стали и материала для науглероживания реагент содержит в своем составе элюминий, придающий ему некоторый расисляющий эффект, что способствует предотвращению выбросов при науглероживании стали в ковше и более полному усвоению углерода.

Однако наличие в составе реагента 45 чугуна не позволяет применять его для науглероживания стали в ковше более чем на

0,10 углерода, так как в этом случае необходим существенный перегрев металла перед выпуском для расплавления железа.

Кроме того, наличие в составе реагента алюминия ведет к его удорожанию, при этом его массовое применение становится невозможным.

Наиболее близким к предлагаемому является способ науглероживания стали в ковше электродным порошком (практически чистый углерод) фракции до 1,5 мм с подачей его на струю металла, При использовании известного материала в качестве науглероживателя расширяются пределы науглероживания стали без существенного перегрева ее перед выпуском.

Однако при сливе переокисленного материала, что имеет место в конвертерных цехах, часть электродного порошка неизбежно расходуется на раскисление стали с образование оксида углерода, что снижает степень усвоения углерода сталью, а также может привести и приводит к выбросам расплава из ковша, Кроме того, в процессе транспортировки электродного порошка к расходным бункерам конвертерного отделения и особенно при присадке его в ковш при сливе стали значительная его доля (до 30 ) теряется в виде пыли, что загрязняет атмосферу цеха, а также ведет к перерасходу науглероживателя.

4с

Цель изобретения — предотвращение выбросов расплава из ковша, повышение усвоения углерода сталью, уменьшение потерь науглероживателя в виде пыли при транспортировке и присадке в ковш на сливе и, как следствие, уменьшение загрязнения атмосферы цеха.

Поставленная цель достигается тем, что науглероживатель на основе углерода дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении компонентов, о : углерод 80-90; карбид кремния 6-16; зола остальное, и имеет фракционный состав 2-8 мм. При этом суммарное содержание углерода и карбида кремния в науглероживателе не менее 96о по массе, а золы не более

4 по массе, Например, при содержании углерода 85 карбида кремния будет 11 /, золь! 4 .

Зола является сопутствующим продуктом процесса получения науглероживателя, содержит АЬОз, СаРе02, SiOz, S и существенного влияния на технологические свойства науглероживателя не оказывает.

Однако исключение золы приводит к усложнению технологии получения науглероживателя и его удорожанию.

Сочетание указанных компонентов в предлагаемом науглероживателе позволяет предотвратить выбросы расплава из ковша, так как входящий в состав науглероживателя карбид кремния легко превращается в жидкой стали в ферросилиций, кремний которого связывает кислород, растворенный в стали, предотвращая или сводя к минимуму раскисление углеродом и образование газообразных продуктов.

Кроме того, за счет экзотермич ности реакций окисления кремния предлагаемый науглероживатель позволяет производить науглероживание в широких пределах без перегрева стали перед выпуском, тогда как раскисление стали углеродом известного науглероживателя по реакции (FeO) + С = Fe+ СО идет с поглощением тепла и требует корректировки температуры стали перед выпуском с учетом возможной потери тепла, Вследствие снижения активности кислорода в расплаве за счет взаимодействия его с кремнием достигается более полное усвоение углерода науглероживателя сталью, Предотвращение потерь науглероживателя в виде пыли достигается за счет применения предлагаемого материала в виде гранул размером 2-8 мм, Ограничение содержания углерода (8090 ) обусловлено тем, что при содержании его менее 80о содержание карбида крем1733481

55 ния достигает более 16ф> и науглероживатель становится неприменим для кипящих марок стали. При содержании углерода более 90 содержание карбида кремния снижается до значения менее 6 и раскисляющий эффект исчезает, что приводит к потерям углерода на раскисление и появлению вероятности выбросов.

Ограничение фракционного состава (28 мм) вызвано тем, что при размере зерен менее 2,0 мм появляется пылеунос, а при увеличении размера зерен выше 8,0 мм часть науглероживателя не усваивается металлом.

Кроме того, науглероживатель значительно дешевле электродного порошка, Пример 1. На плавке массой 140 т N.

348776 СтЗпс содержание углерода в стали перед выпуском составило 0,08 . В ковш присадили 1,43 кг/т науглероживателя с содержанием, : углерод 85; карбид кремния

11; зола остальное, фракции 0,08-2,0 мм с массовой долей фракции 1,0 мм 60, При присадке науглероживателя наблюдалось сильное пыление. Содержание углерода в готовой стали 0,15, усвоение углерода науглероживателя 58 .

Пример 2, На плавке массой 140 т М

359326 СтЗпс содержание углерода в стали перед выпуском составило 0,10 /, Присадили 1,67 кг/т науглероживателя, содержащего, : углерод 85; карбид кремния 11; зола остальное, фракции 8-10 мм, Пыления не наблюдалось, но по ходу выпуска часть науглероживателя плавала в шлаке. Содержание углерода в готовой стали 0,20, усвоение углерода - 60 .

Пример 3, На плавке массой 140 т М

348793 Ст5пс содержание углерода перед выпуском составило 0,09 o, В ковш присадили 3,2 кг/т науглероживателя фракции 2-8 мм с содержанием, : углерод 91; карбид кремния 5; зола остальное. В готовой стали получено углерода 0,30 . Это соответствует усвоению углерода на 72, что ниже в сравнении с электродным порошком (75), В ковше в начале выпуска наблюдалось вскипание металла.

Пример 4, На плавке массой 140 т

N 348791 Ст5пс содержание углерода перед выпуском составило 0,06 . В ковш присадили 3,8 кг/т науглероживателя фракции

2-8 мм с содержанием, /,: углерод 90; карбид кремния 6; зола остальное. В готовой

50 стали содержание углерода 0,33, что соответствует усвоению 79 (по сравнению с электродным порошком).

Пример 5. На плавке массой 140 т N

348796 Ст20тр содержание углерода перед выпуском составило 0,04 . В ковш присадили 1,0 кг/т науглероживателя фракции 2-8 мм, содержащего, : углерод 85; карбид кремния 11, зола остальное, B готовой стали содержание углерода 0 115, что соответствует усвоению 88;, Пример 6, На плавке массой 140 т М

348795 Ст2кп содержание углерода перед выпуском составило 0,07 . В ковш присадили 0,86 кг/т науглероживателя фракции

2-8 мм с содержанием ; углерод 80; карбид кремния 16; зола остальное, Содержание углерода готовой стали 0,135, что соответствует усвоению 96 . Кипение стали в изложницах после разливки удовлетворительное.

Пример 7. На плавке массой 140 т М

348798 Ст2пс (задано Ст1кп) содержание углерода перед выпуском 0,07,В ковш присадили 0,8 кг/т науглероживателя фракции 2-8 мм с содержанием, : углерод 79; карбид кремния 17, В готовой стали содержание углерода составило 0,13, что соответствует усвоению 98, однако кипение стали в изложницах вялое и вместо заданной марки

Ст1кп получена сталь марки Ст2пс, Формула изобретения

1. Науглероживатель стали, содержащий полидисперсный углеродистый материал, отличающийся тем, что, с целью предотвращения выбросов расплава из ковша и повышения степени усвоения углерода сталью, он дополнительно содержит карбид кремния и золу при следующем соотношении компонентов, мас.,:

Углерод 80-90

Карбид кремния 6-16

Зола Остальное

2, Науглероживатель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что суммарное содержание в нем углерода и карбида кремния составляет 96 мас,, 3. Науглероживатель по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения запыленности в цехе за счет устранения потерь с пылеуносом при транспортировке и сливе стали, он имеет фракционный состав

2-8 мм.