Способ рафинирования стали в ковше

 

Изобретение может быть использовано в металлургии при производстве стали с применением рафинирования металла в ковше шлаком, сформированным из кусковых материалов и продуктов раскисления. Сущность: плавиковый шпат и алюминий в количестве 1,5 - 3,0 кг/т и 0,4 - 0,6 кг/т соответственно вводят одновременно при наполнении металлом 3 - 8% объема ковша, а известь в количестве 6-10 кг/т вводят при наполнении 12 - 20% объема ковша за 40 - 60 с до ввода ферросплавов. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО

О

Ы (21) 4920708/02 (22) 19.03,91 (46) 15.01.93. Бюл. N 2

{71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П.Бардина (72) Д.Ю,Левин, И,Н.Смирнов, Г.В.Филиппов, Г,З.Гизатулин, А,А.Ларионов, В.С.Ворошилин, В.М.Самохвалов и О.В,Ревтова (56) Авторское свидетельство СССР

N 389147, кл, С 21 С 7/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1523575, кл. С 21 С 5/52, 1989, Изобретение относится к черной металлургии, в частности способам производства стали с использованием методов рафинирования стали в ковше.

Известен способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуске его в ковш и ввод во время выпуска плавки шлакообразующих материалов в виде плавикового шпата и извести, и раскислителей. Недостатками способа является недостаточная степень десульфурации.

Наиболее близким к предлагаемому способу по техническому принципу и достигаемому результату является способ обработки стали в ковше, включающий выпуск металла в ковш с одновременным вводом при выпуске смеси извести, плавикового шпата, последующий ввод раскислителей и продувку а ргоном, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стали, в ковш дополнительно вводят глинозем в смеси с

„„Я2„„1788030 А1 (54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ В

КОВШЕ (57) Изобретение может быть использовано в металлургии при производстве стали с применением рафинирования металла в ковше шлаком, сформированным из кусковых материалов и продуктов раскисления.

Сущность: плавиковый шпат и алюминий в количестве 1,5 — 3,0 кг/т и 0,4 — 0,6 кг/т соответственно вводят одновременно при наполнении металлом 3 — 8% объема ковша, а известь в количестве 6 — 10 кг/т вводят при наполнении 12 — 20% обьема ковша за 40—

60 с до ввода ферросплавов. 2 табл. известью и плавиковым шпатом при соотношении (1,5 — 3,5): (4 — 6): (0,5 — 1,5) с удельным расходом смеси 4 — 8 кг/т мин, смесь вводят до выпуска 20 — 30% металла в ковш, а продувку расплава инертным газом начинают с начала ввода смеси, при этом удельный расход газа при подаче смеси равен 0,2 — 0,5 м /ч,т, а после подачи . смеси с расходом 0,5 — 1,5 м /ч т.

Известный способ производства обработки стали в ковше позволяет снизить содержание серы в металле и неметаллических включений. Однако, этот способ не позволяет стабильно получать в металле низкие значения содсржания серы. Это связано с ранним вводом смеси в ковш, что не обеспечивает быстрое формирование шлака, из-за резкого охлаждения первых порций металла и имеется опасность образования шлаковых коржей. Кроме того не обеспечивается глубокая десульфурация металла из-за позднего раскисления стали

1788030

15

50

55 связанное с растворением ферросплавов.

Поэтому, в способе предусматривается продувка аргоном, что требует дополнительного нагрева металла.

Цель предлагаемого изобретения — повышение десульфурации. Поставленная цель достигается тем, что плавиковый шпат и алюминий в количестве 1,5 — 3 кг/т и 0,4—

0,6 кг!т, соответственно, вводят одновременно при наполнении металлом на 3 — 8% объема ковша, а известь в количестве 6—

10 кг/т при наполнении на 12 — 20 объема ковша за 40 — 60 сек до ввода ферросплавов.

Техническая сущность предложенного способа заключается в следующем; поскольку плавиковый шпат имеет относительно низкую температуру плавления, которая составляет около 1400 С, то при его даче в ковш совместно с алюминием, достигается быстрое его расплавление. Окисление алюминия в этом случае компенсирует потери тепла первых порций металла, снижает их окислен ность, а образующийся глинозем дополнительно снижает температуру плавления формирующегося шлака. Последующая присадка извести в ковш производится в образовавшийся жидкоподвижный шлак. Это обстоятельство ускоряет процесс растворения извести и обеспечивает раннее формирование активного высокоосновного шлака. Ввод ферросплавов в металл с сформировавшимся активным шлаком исключает образование шлако-металлических коржей и обеспечивает их быстрое растворение и раскисление металла.

Таким образом, порядок ввода обеспечиваетусловия для глубокой десульфурации металла: ранее формирование активного шлака и быстрое и глубокое раскисление металла.

В этом отношении важным является момент ввода в ковш присадок. Согласно изобретению вначале необходимо вводить плавиковый шпат и алюминий в период наполнения ковша на 3 — 8% его объема, Если плавиковый шпат вводить раньше, то быстрого расплавления его не будет наблюдаться, поскольку при поступлении первой порции металла в ковш идут большие потери тепла на нагрев футеровки ковша, Если плавиковый шпат и алюминий вводить когда ковш наполнится металлом более чем на

8,0% его объема, то при последующем вводе извести последняя не успевает раствориться в шлаке. Указанные расходы алюминия 0,4 — 0,6 кг/т и плавикового шпата 2,0 — 3,0 кг/т стали аналогично связаны с тепловым балансом первых порций металла поступающих в ковш, Меньшее количество указанных пределов не обеспечивает формирование требуемого количества шлака для растворения извести, большее — резко охлаждает металл, что удлиняет период растворения плавикового шпата. Кроме того, возможно образование шлако-металлических коржей, Если известь вводить в ковш ранее его наполнения металлом на 12%, то быстрого растворения ее не будет, поскольку сформированный шлак еще не получил от металла требуемого перегрева. Присадка извести после наполнения 20% объема ковша металлом затягивает формирование рафинирующего шлака, Присадка извести менее

6 кг/т ст, образуется небольшое количество шлака с низкой основностью, Количество извести более 10 кг/т стали ведет к образованию гетероченного шлака и переохла>кдению металла.

Устранить эти недостатки повышением температуры не всегда возможно. Поэтому выход за пределы перечисленных параметров отрицательно сказывается на десульфурации стали.

Интервал времени в 40 — 60 с после присадки извести необходим для полного формирования рафинирующего шлака и его нагрева, Ввод ферросплавов ранее 40 с после окончания присадки извести может привести к ошлаковыванию ферросплавов и образованию шлако-металличесикх конгломератов. Ввод ферросплавов позднее 60 с приводит к позднему раскислению металла, что делает процесс десульфурации не полным.

Изобретение иллюстрируется следующим образом.

Пример 1. В конвертере получили полупродуктсостава; С-0,08%, Mn — 0,20%;

S i — 0,017% с температурой 1630 С, который выпускали в 160-т сталеразливочный ковш. В период наполнения ковша металлом на 3 — 8% одновременно ввели 108 кг алюминия из расчета 0,4 кг/т стали и 540 кг плавикового шпата из расчета 3 кг/т ст, Затем при наполнении ковша металлом на 20 присадили известь в количестве

1080 кг, из расчета 6 кг/т ст, и через 40 с после присадки извести вели 4 — 5 т ферросплавов. К моменту ввода ферросплавов рафинирующий шлак был сформирован, В готовом металле получили 0,006 серы.

Степень десульфурации составила 64,7%, в то время как при известном способе она не превышала 55%, Пример 2. В конвертере получили полупродукт состава: С вЂ” 0,09%, Мп — 0,15%, S — 0,017 с температурой 1640 С, При наполнении ковша на 3 — 8% присадили 90 кг

1788030

Таблица 1 алюминия (0,5 кг/т ст,) совместно с 450 кг плавикового шпата. Затем при наполнении ковша на 16% присадили 1240 кг извести (8 кг/т ст.) и через 50 с после его ввода—

4,5 т ферросплавов. К моменту ввода ферросплавов шлак в ковше был уже сформирован. Время выпуска составило 6 мин. В готовом металле получили 0,005 серы.

Степень десульфурации составила 76 .

Пример 3, В конвертере получили продукт с температурой 1645 С, состав: С—

0,09%; Мп — 0,10, S — 0,024, При наполнении ковша металлом на 3 — 8/о ввели 72 кг (0,4 кг/т ст.) алюминия совместно с 360 кг (2 кг/т ст) плавикового шпата, При наполнении ковша металлом на 13 / его объема присадили 1800 (10 кг/т ст) извести, а ферросплавы ввели через 60 с. Время слива металла в ковш составило 8 мин. Содержание серы в готовом металле получили

0,006о, а степень десульфурации составила

75 о/

Преимущества предлагаемого способа подтверждаются данными, полученными опытным путем и представленными в табл, 1и2.

Как видно из табл.1 и 2 лучшие результаты были получены по вариантам рафинирования 7 — 13, которые обеспечивают степень десульфурации металла в пределах

65 — 75%, что на 7 — 19 выше по сравнению с прототипом (вариант 14), Выход одного параметра за оговоренные граничные зна5 чения, даже при оптимальных значениях остальных, не обеспечивают достижения поставленной цели (табл.1 и 2 варианты 1—

76).

Экономический эффект от использова

10 ния изобретения, обеспечивающего сниже ние содержания серы в металле, образуетс за счет повышения потребительски> свойств металлопроката и увеличения егс выхода, 15 Формула изобретения

Способ рафинирования стали в ковше, включающий слив металла, присадку алюминия, плавикового шпата и извести до наполнения металлом 20 объема ковша, 20 присадку ферросплавов, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения степен десульфурации за счет быстрого формиро вания шлака, плавиковый шпат и алюминиь в количестве 1,5 — 3,0 и 0,4 — 0,6 кг/т соот

25 ветственно вводят одновременно при на полнении металлом 3 — 8 объема ковша, а известь в количестве 6 — 10 кг/т вводят при наполнении 12 — 20 объема ковша за 40—

60 с до ввода ферросплавов.

1788030

Таблица 2

15

25

Составитель И. Симонов

Техред М,Моргентал Корректор Л, Лукач

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 50 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5