"способ рафинирования металла в "печи-ковше"

 

Изобретение может быть использовано в черной металлургии при внепечной обработке качественных сталей. Сущность; пэред дуговым нагревом расплава в ковше производят присадку на шлак извести и алюминия, массу которых задают по соответствующим формулам:.Ип И0 + 0,20 п, Ап АО + 0,03 п, где Ип - соответственно оптимальная масса извести при работе ков-, ша с новой футеровкой при n-наливе, кг/т; АО. Ап - соответственно оптимальная масса алюминия при работе ковша с новой футеровкой и с футеровкой при n-наливе, кг/т; п - номер налива ковша, 1, 2, 3 и т.д.; 0,03, 0,020 - эмпирически подобранные коэффициенты . 1 табл. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931137/02 (22) 24.04.91 (46) 15,01.93. Бюл, М 2 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) В.П.Денисенко, К,П,Вербицкий, А.Ç.Шевцов, Ю.А,Коваль, Ю.Г.Сметанин и

Е.И.Мошкевич (56) Поволоцкий Д.Я. Раскисление стали. М., Металлургия, 1972, с.202.

Морозов А.Н, и др. Внепечное рафинирование стали, М., Металлургия, 1975, с.284.

РЖ Металлургия, 1989, М 11, реф.

11 В449.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам внепечной обработки качественной стали.

Широко известны внепечные способы обработки металла аргоном, вакуумом, шлаком.

Основным недостатком данных способов является значительный перегрев металла в сталеплавильном агрегате и связанный с ним перерасход материалов и энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является способ рафинирования металла на установке ковшпечь, Согласно данному способу полупродукт, выплавленный в дуговой печи, доводят по химсоставу, температуре и рафинируют в ковше с дуговым подогревом и одновременной продувкой металла аргоном снизу через пористую вставку, Один из основных

5U 1788032 А1 (54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В ПЕЧИ-КОВШЕ (57) Изобретение может быть использовано в черной металлургии при внепечной обработке качественных сталей. Сущность: перед дуговым нагревом расплава в ковше производят присадку на шлак извести и алюминия, массу которых задают по соответствующим формулам: Vln = Mo + 0,20 и, An = Ao + 0,03 и, где Ил — соответственно оптимальная масса извести при работе ков-. ша с новой футеровкой при п-наливе, кг/т;

Ao, An — соответственно оптимальная масса алюминия при работе ковша с новой футе- . ровкой и с футеровкой при п-наливе, кг/т; n— номер налива ковша, 1, 2, 3 и т.д„0,03, 0,020 — эмпирически подобранные коэффициенты. 1 табл. недостатков данного способа заключается в нестабильности хода процесса обработки, которая приводит, в свою очередь, к уменьшению эффективности рафинирования металла на установке ковш-печь.

Целью изобретения является повышение эффективности рафинирования металла на установке ковш-печь за счет стабильности хода обработки, Поставленная цель, согласно предложенному техническому решению. достигается тем, что перед дуговым нагрев(м расплава в ковше производят присадку на шлак извести и алюминия, массу которых задают по соответствующим формулам

Ил = No+ 0,20 и, An=Ao +о,озп, где И0, Ил — соответственно оптимальная масса извести при работе ковша с oeci

1788032

10

20

30

55 футеровкой и с футеровкой при п-наливе, кг/т;

А, An — соответственно оптимальная масса алюминия при работе ковша с новой футеровкой и с футеровкой при п-наливе, кг/т; и — номер налива ковша, 1, 2, 3 и т.д.;

0,03; 0,20 — эмпирически подобранные коэффициенты, С помощью измерений, произведенных в промышленных условиях было определено, что одна обработка металла на установке ковш-печь уменьшает толщину внутреннего слоя футеровки ковша на 8 — 10 мм (в среднем 9 мм), Известно, что в технологической цепочке производства стали с обработкой ее на установке ковш-печь предусматривается обработка металла твердыми шлакообразующими (известью, кусковым алюминием, плавиковым шпатом) на выпуске расплава из печи в ковш, Затем производят обновление шлака (повышают основность и снижают окисленность) Как правило присадками на шлак извести и алюминия. Причем масса присадки изменяется только в зависимости от содержания серы в исходном металле, т.е. без учета постоянного увеличения диаметра внутренней свободной поверхности ковша, вследствие разъедания футеровки жидким расплавом. Это приводит к различной не оптимальной толщине шлакового пояса. B результате нарушается электрический режим работы дуг в шлаке, приводящий к быстрому выходу из строя футеровки ковша в районе шлакового пояса (мало шлака), либо к увеличению потерь электроэнергии (много шлака), Это, в свою очередь, сказывается на шлаковом режиме обработки, т.е, снижается эффективность обработки, Для устранения данного недостатка предлагается в каждый последующий налив ковша увеличивать на определенную величину массу извести и алюминия, присаживаемых на шлак, тем самым невелировать увеличение диаметра внутренней поверхности ковша. Причем, в начальном состоянии масса извести (И ) и масса алюминия (А,) берутся с учетом новой футеровки ковша и содержания серы в исходном металле.

Присадка массы извести при и-наливе ковша более или менее, чем по найденному выражению нецелесообразна, B первом случае увеличивается расход электроэнергии (из-за черезмерной толщины шлакового пояса), необоснованно увеличивается расход извести (без заметного повышения качества стали). Во втором случае уменьшается стойкость футеровки ковша в районе шлакового пояса (из-за недостаточной толщины шлакового пояса), увеличивается загрязненность стали.

Присадка массы алюминия более, чем по заявленной формуле приводит к необоснованному перерасходу дорогостоящего алюминия без увеличения, а даже в отдельные моменты с ухудшением качества металла по глобулярным неметаллическим включениям. Менее, чем по заявленной формуле — не достигается необходимой окисленности рафинировочного шлака, что в конечном итоге приводит к ухудшению качества стали по содержанию серы и кислорода.

Пример. Конструкционную сталь

30-35ХГСА выплавляли в 60-тонной электродуговой печи. После получения в печи заданного содержания в полупродукте фосфора и углерода, а также температуры, металл выпускали в ковш, где осуществляли обработку твердыми шлакообразующими материалами: известью, плавиковым шпатом, кусковым алюминием, Массу твердых шлакообразующих немного корректировали в зависимости от содержания серы в полупродукте.

Перед тем, как осуществлять обработку стали на установке ковш-печь, в ковш на шлак присаживали известь и алюминий (алюминийсодержащие материал ы). Расчет масс присадок производили следующим образом.

Опытно-промышленное опробование показало, что оптимальная масса извести и алюминия, вводимые в ковш с новой футеровкой равны соответственно 2,2 — 2,6 кг/т и 0,4 — 0,5 кг/т в зависимости от загрязненности исходного металла, Таким образом, если используется ковш с десятым по счету наливом, то на шлак присаживается известь массой 2,4 — 2,0 = 4,4 кг/т; алюминий массой

0,45 + 0,30 = 0,75 кг/т, После чего ковш транспортировали на установку ковш-печь и осуществляли обработку металла, Результаты опытно-промышленного опробования заявленного способа обобщены и представлены в таблице (примеры

N 1 — 5).

Из полученных данных следует, что заявленное техническое решение позволяет, по сравнению с прототипом, повысить стойкость футеровки ковша в районе шлакового пояса с 9 до 15 плавок, уменьшить расход электроэнергии с 47 до 32 кВт/ч, повысить качество стали по содержанию серы и кислорода, Формула изобретения

Способ рафинирования металла в печиковше, включающий дуговой подогрев ме1788032

Ип = Ио+ 0,20 и, Масса извести, присаженной по формуле при п- наливе ковша, кг/т да (+), меньше (— ), больше (+) Способ обработки

Стой- Расход кость фу- электротеровки энергии, шлаково- кВт ч/т

Масса алюминия, присаженного по формуле при и- наливе ковша, кг/т да (+), меньше (— ), больше (+) Массовая доля в металле, сера кислород го пояса, количество плавок

Известный

2

Cg

0,008

0,004

0,004

0,0030

0,0019

0,0018

47

32

35 (перерасход алюминия, увелич. глобуля н. включ.

14

15

34

0,009

0,006

0,004

0,0031

0,0028

0,0019 пе е асхо извести

15, 20

Составитель В. Денисенко

Техред М,Моргентал Корректор Л. Лукач

Редактор

Заказ 50 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 талла, продувку расплава аргоном и обработку металла шлаком, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества металла за счет снижения содержания серы и кислорода, повышения стойкости футеровки ковша и снижения расхода электроэнергии, перед дуговым нагревом расплава в ковше производят присадку на шлак извести и алюминия, массу которых определяют по соответствующим формулам

An=Ао+0.03 и, где И, Ил — соответственно оптимальная масса извести при работе ковша с новой футеровкой и с футеровкой при п-наливе, 5 кг/т;

Ао, An — соответственно оптимальная масса алюминия при работе ковша с новой футеровкой и с футеровкой при п-наливе, кг/т;

10 п — номер налива ковша, 1, 2, 3 и т,д.

0,03; 0,20 — эмпирически подобранные коэффициенты.