Полуфабрикат для металлургического передела
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
® мфцу . "@- рщщ,р
ИЭТЕн, К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5063734/02 (22) 30.09.92 (46) 15.10.93 Бюл. % 37-38 (71) Научно-производственное малое предприятие
"ИНТЕРМЕТ СЕРВИС" (72) Дорофеев ГА; Макуров А.В„Пухов АП„Белкин
А.С.; Панфилов АН.; Цейтлин МА; Манераки В.В„.
Ивашина ЕН.; Зуев Г.П; Ситнов АГ. (73) Научно-производственное малое предприятие
"ИНТЕРМЕТ СЕРВИС" (54) ПОЛУФАБРИКАТ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПЕРЕДН !А (57) Сущность изобретения: полуфабрикат для металлургического передела, включающий железо(в) Ш1 (и) 2001121 С! (5Ц5 С21С5 52 рудные окатыши и чугун, дополнительно содержит углеродсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас%: железорудные окатыши 5 — 17, углеродсодержащий материал 0,3—
5,0, чугун — остальное. Полуфабрикат для металлургического передела в качестве углеродсодер— жащего материала содержит электродный бой, кокс или термоантрацит с размером частиц 1 — !0 мм Полуфабрикат для металлургического передела позволяет сократить продолжительность плавок в среднем на 30 мин и снизить удельнь и расход электроэнергии на 60 — 70 квт.ч/т. 1 зп.ф-лы, 1 табл, 2001121
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу метаплошихты для производства стали, в частности для выплавки стали в электропечах.
Известна шихтовая заготовка в виде железорудных окатышей, залитых чугуном, загружаемая в электропечь в количестве 0,5-5 т на 1 т скрапа, Предельные значения количества углерода в шихтовой заготовке обусловлены со- 10 держанием углерода в чугуне, составляющем металлическую основу заготовки, и соотношением составляющих заго-. товки - чугуна и окатышей, Как правило, содержание углерода в чугуне довольно стабильное и изменяется незначительно - в пределах 3,8-4,3%. Поэтому основным фактором, определяющим количество углерода в шихтовой заготовке и концентрацию углерода в металле по расплавлении ванны, яв- 20 ляется соотношение долей чугуна и окатышей в заготовке.
Использование. шихтовой заготовки, в которой количество углерода в чугуне составляет в среднем 4,1% (верхний предел) 25 при массовой доле чугуна и окатышей, равной 5:1 соответственно 83 и 17 . приводит к полному окислению углерода собственным кислородом, входящим в состав заготовки. Вследствие того в ванне получается 30 весьма низкое содержание углерода по расплавлении, что затрудняет проведение окислительного периода плавки, требует дополнительного ввода науглероживателя (углеродсодержащий материал) в ванну. При 35 использовании в шихте заготовки с более высоким относительным содержанием чугуна (выше 5:1) кислорода окатышей, входящего в состав заготовки, оказывается недостаточным для полного окисления угле- 40 рода чугуна и полученный в результате расплавления жидкий металл содержит некоторое количество углерода. Однако интенсивное перемешивание ванны пузырями оксида углерода, образующимися в резуль- 45 тате взаимодействия углерода и кислорода шихтовой заготовки, усиливает перенос кислорода из атмосферы печи и шлака в металл и увеличивает количество окислившегося углерода. Вследствие этого вновь 50 появляется дефицит углерода в балансе реакции обезуглероживания.
Это, в свою очередь, требует ввода науглероживателя (углеродсодержа щего материала) либо в аиде кусковых присадок, либо 55 использования твердого чугуна. Первый из них характеризуется малым КПД, а второй (ввод чугуна) охлаждает ванну в момент, когда она слабо нагрета и плохо кипит из-эа малой концентрации углерода. Это увеличивает продолжительность плавки и расход энергии. Следовательно, полуфабрикат в виде железорудных окатышей, залитых чугуном, благодаря повышенному количеству кислорода в нем и с учетом окиспительной способности газовой атмосферы и шлака периода плавления, содержащего повышенное количество кислорода в виде окислов железа, приводит к низкому содержанию углерода llo расплавлении ванны практически при любых соотношениях чугуна и окатышей в материале.
Другим существенным недостатком известного шихтового материала являются orе раниченные возможности ввода газообразного кислорода вследствие отсутствия запаса углерода в ванне, что увеличивает энергоэатраты и продолжительность плавки, Это также отрицательно сказывается на формировании и поддержании вспененных шлаков, условием чего является наличие в ванне углерода в количестве более 0,8 либо присадки науглероживателя (углеродсодержащего материала) на шлак в количестве 10 кг/т металла и использование газообразного кислорода, Ухудшение условий экранирования дуг из-эа недостаточного вспенивания шлака вызывает ограничение вводимой электрической мощности и увеличивает расход энергии.
Цель изобретения — сокращение длительности плавки и снижение энергозатрат.
Поставленная цель достигается тем, что при выплавке стали применяют полуфабрикат, включающий железорудные окатыши и чугун, который дополнительно содержит угперодсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас.%;
Железорудные окатыши 5-17
Углеродсодержащий материал 0,3-5,0
Чугун Остальное
Углеродсодержащий материал вводится в количестве 0,3-0,5% иэ расчета получения в ванне по расплавлении требуемого избытка углерода с учетом окисления его кислородом, поступающим из окатышей, шлака, атмосферы печи и кислородного дутья, э также марки выппэвпяемой стали, типа и емкости стапеппавильного агрегата. При количестве углерода менее 0,3 не обеспечивается чопучение по расплавлении ванны требуемого запаса углерода.
При количестве углерода выше 5% содержание углерода по расплавлении будет велико. Это требует дополнительного количества кислорода дпя min окисления и увеличивает окислительный период плавки, При этом меньший расход характерен дпя минимального содер>гa Компоненты ! льны эл., железорудные уг кВг,: окатыши ри 150 5,0 5 ;0 1,0 20 ототипу уфабрикате и минимального количества вдуваемого кислорода, а больший расход отвечает случаю максимального содержания окатышей и максимальному расходу кислорода (до 25-30 м /т). 5 Количество железорудных окатышей выбрано из тех соображений, что количестso кислорода, содержащегося в окатышах при эт .х значениях, меньше стехиометриче-ских значений, отвечаюших реакции окис- 10 ления углерода чугуна кислородом окатышей. Растворный углерод, легко окисляясь, создает условия для полного и стабильного усвоения ванной углерода из углеродсодержащего материала. Это позво- 15 ляет значительно повысить стабильность процесса науглероживания. При доле окатышей в составе полуфабриката выше 17% кислород окатышей в чугуне и полученный расплав будет содержать лишь следы угле- 20 рода. Это снижает эффективность материала, При доле окатышей в полуфабрикате менее 5 запас кислорода, вносимый окатышами, оказывается недостаточным для протекания реакции окисления углерода чу- 25 гуна на протяжении всего периода плавления и окислительного периода плавки. Это ухудшает возможности поддержания шлака во вспененном состоянии и увеличивает расход электроэнергии. Кроме того, при 30 этом возникает избыток углерода в ванне. Это требует дополнительного увеличения расхода вдуваемого кислорода и удлиняет продолжительность плавки. Предлагаемое соотношение компонен- 35 тов углеродсодержащий материал 0,3-5,0%, окатыши 5-17%, чугун - остальное) обеспечивает быстрое, проплавлpI1ие Uj11хты, ускоренное формирование жидкоподнижной шлаковой фазы, способствующей экранированию дуг, сокращению длительности плавки и удельных расходов электроэнергии. Полуфабрикат для металлургического передела получают следующим образом. Смесь железорудных окатышей и мелочи кокса размером 1-10 мм заливают чугуно л (вначале загружают кокс, а затем - железорудныее окатыши). Фракция углеродсодержащего материала менее 1 мм не позволяет жидкому чугуну заполнять свободное пространство между окатышами, что может привести к разрушению чушки. фракция более 10 мм всплывает на поверхность и затем происходит выкрашивание углерсдсодержаще:o материала, Фракция углеродсодержащего материала 110 мм является оптимальной и определяется экспериментальным путем, Составы предлагаемого полуфабриката и результаты плавок производства стали марки сталь 70К с использованием этого материала представлены в таблице. Как свидетельствуют результаты испытаний применение полуфабриката предлагаемого состава (1-3) позволяет сократить продолжительность плавок в среднем на 30 мин и снизить удельный расход электроэнергии на 60-70 кВт.ч/т. (56) Авторское свидетельство СССР ¹ 985063, кл. С 21 С 5/52. 1982. 2001121 Составитель Н.Соломин Редактор Т.Смирнова Техред М.Моргентал Корректор C.LLleKMap Тираж Подписное HllO "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушскэя нэб., 4/5 Заказ 3113 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гэгэринэ. 101 Формула изобретения 1. ПОЛУФАБРИКАТ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПЕРеделА, включающий железорудные окатыши и чугун, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углеродсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас, ; Железорудные окатыши 5- 17 Углеродсодержащий материал 0,3 — 5,0 Чугун Остальное 2, Полуфабрикат по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала он содержит электродный бой, кокс или термоантрацит фракции 1 - 10 мм.
