Способ внепечной обработки стали

 

Изобретение может быть использовано при внепечной обработке конструкционных сталей. Сущность: на первой стадии рафинирования осуществляют обработку металлов твердыми шлакообразующими, а через 8-12 мин - жидким синтетическим шлаком, образованным из отработанных твердых шлахообразующих, причем при обработке металла твердыми шлакообразующими вводится масса из 80-100% раскислителей. При обработке жидким синтетическим шлаком присаживается 80-100% легирующих из общей массы данных материалов, вводимых при внепечной обработке расплава, а длительность обработки металла жидким синтетическим шлаком составляет 0,5-1,0 от длительности рафинирования металла твердыми шлакообразующими, степень перемешивания расплавов и материалов в обеих стадиях рафинирования находится на од ном уровне. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

и союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823787/02 (22) 07,05.90 (46) 30,04.93. Бюл. hh 16 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов. (72) B.Ï.Äåíèñåíêo, С.П.Кандйбка, К.П.Вербицкий, О.И.Тищенко, Ю.Г.Сметанин и

С.Л.Сергиенко (56) Кадарметов А.Х., Чернов Г.И., Галян С.В.

Разработка эффективной технологии внешне;: десульфурации мартеновской стали. Бюл, инт-та Черметинформация., Черная металлургия, 1988, М 19, с. 48 — 49.

Воинов С.Г, и др. Рафинирование металла синтетическими шлаками. M.: Металлургия, 1975, (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОГО РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам внепечного рафинирования сталей, к которым предъявляются повышенные требования по содержанию неметаллических включений, серы и заданному химическому составу.

Цель изобретения — снижение себестоимости стали и повышение рафинирующей возможности способа.

Поставленная цель в предлагаемом способе внепечного рафинирования стали достигается тем, что осуществляют вне печи обработку металла твердыми шлакообразующими (на первом стадии рафинирования), а через 8 — 12 мин жидким синтетическим

Я2„, 1812216 А1 (57) Изобретение может быть использовано при внепечной обработке конструкционных сталей. Сущность: на первой стадии рафинирования осуществляют обработку металлов твердыми шлакообразующими, а через

8 — 12 мин — жидким синтетическим шлаком, образованным из отработанных твердых шлакообразующих, причем при обработке металла твердыми шлакообрэзующими BBQдится масса из 80-100% раскислителей, При обработке жидким синтетическим шлаком присаживается 80-100% легирующих из общей массы данных материалов, вводимых при внепечной обработке расплава, а длительность обработки металла жидким синтетическим шлаком составляет 0,5-1,0 от длительности рафинирования металла твердыми шлакообразующими, степень перемешивания расплавов и материалов в обеих стадиях рафинирования находится на одном уровне. 1 з.п.ф-лы,. 1 табл. шлаком, образованным из отработанных твердых шлакообразующих (на второй стадии рафинирования), причем при обработке металла твердыми шлакообразующими вводится масса из 80-100% раскислителей, при обработке жидким синтетическим шлаком присаживается 80-100- легирующих из общей массы данных материалов, вводимых при внепечной обработке расплава. Длительность обработки металла жидким синтетическим шлаком составляет 0,5 — 1,0 от длительности рафинирования металла твердыми шлакообразующими, а степень перемешивания расппааоа и материалов в обеих стадиях рафинирования находится на одном уровне, 1812216 вой стадии рафинирования менее 80% (от всей массы раскислителей, запланирован-. 35 ных для ввода при внепечной обработке) .приводит к повышению содержания серы в готовой стали (группа примеров 4 таблицы) из-за повышенной окисленности- расплава на первой стадии обработки. 40

Ввод легирующих на второй стадии рафинирования в количестве менее 70% приводит к повышенному угару легирующих (той части, которая присаживается на первой стадии обработки), что влечет за собой 45 повышение себестоимости металла

Опытно-промышленное опробование показано, что предложенный способ внепечного рафинирования стали позволяет по сравнению с прототипом уменьшить расходы на внепечную обработку, исключить брак по химическому составу, работать на нижних пределах содержания легирующих элементов в марке стали. Все это позволили уменьшить фактическую себестоимость 1 т конструкционной стали на 2,4 отн.%, Повысилась в этом случае и рафинирующая возможность способа, т.к. оказалось возможным снизить массовую долю серы в готовом металле с 0,007 до

0,003 (см.пример 1 таблицы). Исключена отбраковка стали по глобулярным включениям.

Исключение из внепечной обработки рафинирования металла жидким синтетическим шлаком, образованным из отработанных твердых шлакообразующих (вторая стадия рафинирования) приводит, к возрастанию себестоимости стали из-за повышенного расхода легирующцх, имеющей место отбраковки стали по химсоставу. Снижается в этом случае и десульфурирующая способность метода (см.пример 2 таблицы).

Пауза между стадиями обработки металла менее 8 мин невозможна из-за технологических ограничений, более 12 мин— невыгодна из-за увеличения тепловых потерь и,ухудшения рафинирующей способности жидкого шлака вследствие его загустения (см.пример 3 таблицы)..

Ввод количества раскислителей на пер(см. группу примеров 5 таблицы) Длительность обработки металла жидким шлаком менее 0,5 и более 1,0 от длительности рафинирования твердыми шлакообразующими нецелесообразна. В первом случае из-за возможной аварийной ситуации и снижения времени контакта фаз во-второй из-за ухудшений условий десульфурации, связанных с уменьшением степени перемешивания фаз (см.группу примеров 6 таблицы). Если перемешивание расплава на второй стадии рафинирования заметным образом отличается от степени перемешивания при обработке металла твердыми шлакообразующими, то в этом

30 случае не только ухудшаются условия для удаления серы из металла, но и создается аварийная ситуация, связанная с неполным растворением легирующих элементов в металл (см.пример 7 таблицы).

Пример. Конструкционную сталь марка ЗОХГСА выплавляли s 70-т дуговых печах СПЦ-3 завода "Днепроспецсталь", После подготовки в печи полупродукта (расплавление, окисление и др.) по углероду, фосфору, предварительному легированию и температуре производили слив металла в промежуточный ковш. Во время выпуска металл обрабатывался твердыми шлакообразующим (известь 4 — 6 кг/т; известняк 2 — 4 кг/т, плавиковый шпат 2 — 4 кг/т), Вводили в расплав также и кусковой алюминий 0,5-1,0 кг/т, который раскислял металл и часть печного шлака1 попадающего в промежуточный ковш.

После завершения обработки металла твердыми шлакообразующими (момент окончания слива расплава из печи), в ковше на поверхности образуется жидкий шлак, образованный из твердых шлакообразующих в результате их взаимодействия с жидким металлом. Из промежуточного ковша производили отбор проб металла пробоот- борником на химический анализ.

После получения анализа в разливочный ковш вводили корректирующие добавки: феррохром, фер рома рганец, ферросилиций, углеродсодержащие материалы и кусковой алюминий, На получение анализа уходило от 8 до

12 мин, Далее осуществляли вторую стадию рафинирования — обработку металла жидким синтетическим шлаком, Для этого про-: изводили перелив металла и шлака через носок промежуточного ковша в разливочный, Длительность перелива изменяли и поддерживали на уровне (0,3 -1,2) от длйтельности выпуска металла из печи в промежуточный ковш (или от длительности обработки металла твердыми шлакообразующими), Степень перемешивания расплава при обработке металла на второй стадии рафинирования поддерживали на максимальном уровне, который был сравним с уровнем перемешивания расплава при его выпуске из печи в промежуточный ковш, и на более низком уровне. Для чего изменяли длительность перелива, угол и скорость наклона промежуточного ковша и высоту падения струи расплава в разливочный ковш.

Из всей массы легирующихи раскислителей, которые необходимо присадить в металл при внепечной обработке, в промежуточный ковш вводили 70-100% раскислителей. в разливочный 70 — 100% легирую.цих.

1812216

Способ обработки

Рафиннров. твердыни шла кооб разуюшнм шпаком, да (+), нет (-) СебестоиПауза между стаднлн обработ ки мин

Степень перенешивания расплава на

1-й и 2-й стадиях рафинирования, один уровень (+) на 2-й стадии меньше (-) Нассовая

Ллительность 2-й стадИи рафинироеанил в частях от 1-й стадии

Рафиниаов. жид кнм шлакон, да (+), нет (-) Количество раскислителей,введенных на

1.-й стадии рафинирования, 2

Количество е х введенных на 2-й стадии рафинирования, а ность

Поля серы в готовом металле стали, отн.ь

0,007

100

Известный

Предлагаемый

1, 2.

90 . 90 .90 90

90 0,75

1О

12

+ 7 70

+ 7 90

90 70

5. +

6. +

+ 7

° 7

9о 90

После обработки металла жидким синтетическим шлаком разливочный ковш с металлом подавали на разливку.

Влияние изменения заявленных параметров на цель изобретения обобщено и 5 представлено в таблице

Опытно-промышленный эксперимент показал, что наилучшие результаты получаются при наличии двух стадий рафинирова- 10 ния металла с интервалом между. обработками 8 — 12 мин. Причем, степень перемешивания расплавов в промежуточном и разливочном ковше должна быть сопоставимой, длительность обработки на вто- 15 рой стадии должна составлять 0,5-1,0 длительности обработки металла твердыми шлакообразующими.

Предпочтительнее также присаживать

80-100% раскислителей в промежуточный 20 ковш и 80.— 100% легирующих в разливочный ковш от всей массы этих материалов, вводимых при внепечной обработке.

Формула изобретения

1, Способ внепечной обработки стали, 25 включающий рафинирование металла в ковше, ввод легирующих и раскислителей, перемешивание расплава падаю(цей струей. отличающийся тем, что, с целью уменьшения себестоимости стали, рафинирование проводят в две стадии с паузой между ними 8 — 12 мин, на первой стадии — в промежуточном ковше твердыми шлакообразующими и на второй стадии — в разливочном ковше жидким синтетическим шлаком, образованным из отработанных твердых шлакообразующих, причем при обработке металла в промежуточном ковше вводят раскислители массой 80 — 100%, а при обработке металла в разливочном ковше — легирующие массой 80 — 100% от общей массы данных материалов, вводимых при внепечной обработке, а степень перемешивания .расплавов и материалов в обеих стадиях рафинирования поддерживают на одинаковом уровне.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность обработки металла синтетическим шлаком составляет 0,5 — 1,0 длительности рафинирования металла твердыщи шлакобразующими.

0 75 + 97э6 - Dç 003

0,75 ° + 99 2 0,009

Невоэножно из-эа технологии. ограничений

98,5 0,003

+ 97,5 0,003

97,6 0,006

Ув.тепловых потерь

97,8 0,007

97,8 . 0,005

0,75 + 97,6 0,003

Ув.расхода раскислителей

Ув.расхода легирушших 99,8 0,003

98,2 0,003

0,75 + 97,6 0,003

97,5 0,003

0,3 невозношно из-за техн. ограничений

0,5 97,5 0,005 о,75 97,6 0,003

1,0 97.6 о,005

1,2 97.6 0,007

0,75 100,0 0,006 (аварийная сутауцня)