Способ выплавки стали

 

Союз Советских

Социааистичесних

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 110779 (21) 2791365/22-02 (53) M. КЛ.

С 21 С 7/10 с приссединеиием заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио деь ам изобретений н открытий

Ойубликовано 150381, Бюллетень Йо 18

Дата опубликования описания 15.0381 (53) а Д (669 . 18 ° .27(088.8), Ю.E. Самардуков, Б.С. Иванов, Ю. В. Гавриленке»,::.

Р.М. Мыльников, О.Е.Молчанов, Ю.В. Зайцев, Э.В. Ткаченко и В.A. Марышев

Череповецкий ордена Ленина металлург щаакий завод им. 50-летия СССР (72) Автс ры изобретения

P0) Заявитель (54 ) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых печах. При выплавке качественных сталей одношлаковым процессом окончательное раскисление и легирование металла производят в ковше.

Известен способ. выплавки стали, где после проведения окислительного периода и скачивания шлака вводят раскислители и шлакообразующие в . печь и через 5-10 мин выпускают расплав со шлаком в ковш. В ковш перед выпуском присажнвают ферросилиций, алюминий и марганец для.,окончательного раскислення и легирования.

После выпуска металл иэ первого ковша переливают во второй с целью десульфурации металла шлаком и равномерного распределения химических элементов в расплаве. Такой способ выплавки позволяет обеспечить высокую производительность печи, получить заданный химический состав стали и гарантировать ультранизкое (до 0,0013) содержание серы (1)

Однако наличие в способе выплавки перелива из ковша в ковш связано с дополнительным насыцением металла азотом, повышенным угаром алюминий, увеличением загрязненности стали неметаллическими включениями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выплавки стали, по которому для снижения угара алюминия легирование алюминием проводят под вакуумом. По этому способу в ковш перед выпуском прнсаживают ферросилиций, ферросиликокальций и алюминий с целью раскисления и введения кремния, затем сталь переливают в другой ковш и вакуумируют. После вакуумной дегазации s

И сталь вводят алюминий, РЭМ (резко земельные элементы) и проводят повторно вакуумную дегазацию t2) .

Недостаток способа заключается в том, что нри переливе иэ ковша в

20 ковш, наблюдается повышение содержания азота в расплаве при переливе и дополнительное окисление металла кислородом воздуха. Кроме того, вакуумная обработка металла в два приема, до присадки алюминия и после, затягивает плавку, требует дополнительного перегрева металла в печи, что, в свою очередь, вызывает новышенный угар легирующих элементов и раскислителей.

829684

Цель изобретения — снижение угара алюминия, повышение качества стали за счет снижения загрязненности ее неметаллическими включениями.

Поставленная цель достигается тем, что перед выпуском металла из печи в ковш присаживают ферросилиций, марганец и 10-ЗОВ всего расходуемого алюминия, выпускают металл из печи в ковш, который устанавливают затем в вакуумной камере, присаживают на шлак в ковш остальное количество алюминия и начинают вакуумировать, продувку аргоном для перемешивания расплава в ковше начинают при давлении в вакуумной камере 200-500 мм рт. ст. выдерживают металл при этом давлении в течение 20-50% всего времени обработки в вакуумной камере и заканчивают при давлении не более

10 мм рт. ст. после расхода 0,030,06 нм аргона на каждый килограмм введенного алюминия в ковш перед вакуумированием, причем в процессе продувки аргоном интенсивность продувки увеличивают с 0,005-0,01 до

0,02-0,05 нм /т мин по мере снижения давления в вакуумной камере.

Способ опробован при выплавке электро-технической стали, легированной 1-3Ъ кремния и 0,2-0„4% алюминия. На основании проведенных плавок установлено снижение соцержания азота в .стали и уровня загрязненности неметаллическими включениями, увеличение усвоения алюминия. Наиболее высокое усвоение алюминия осуществляется при вводе всего алюминия на шлак в ковш непосредственно перед вакуумированием. Однако при этом отсутствует эффект десульфурации при обработке металла шлаком при выпуске из печи, т-. †.к как гля успешной десульфурации необходимо иметь в металле не менее 0,05 растворен ore алюминия. Поэ-o.-.ëó„ с целью увеличения содержания серы в готовом металле менее 0,008$ установлена необходимость прис;-цки алюминия в ковш перед вылу.<ом из печи в количестве 10-30".: от в.=его присаживаемого в ковш алюминия.

Этот прием обеспечивает снижение содержания серы в расплаве до 0,0100,012%. Дальнейшая обработка металла шлаком под вакуумом снижает содержание серы до 0,006-0,008;».

Иегирование металла алюминием в вакууме через шлак приводит к увеличению его вязкости. Поэтому водород, резко выделяющийся из шлака и металла при снижении остаточного давления в вакуумной камере, вызывает вспенивание шлака и выброс последнего из ковша. Продувка расплава аргоном усугубляет это явление. Опытными плавками установлено, что вспенивание и, выброс шлака может быть устравен, если продувку аргоном на-. чинать r:ðè остаточном давлении в пределах 200-500 мм рт.ст. и проводить обработку металла при этом давлении в течение 20-50% всего времени обработки.в вакуумной камере, т.е. в течение 4-8 мин. Обработка менее 4 мин при указанном выше давлении не позволяет удалить водород до "безопасной", с точки зрения вспенивания шлака, его кондентрации, обработка больше 8 мин нежелательна, так как лишь затягивает процесс рафинирования. Ввод аргона при давлении более 500 мм рт.ст. приводит лишь к дополнительному расходу аргона, так удаление водорода происходит не эффективно. При продувке аргоном при давлении ниже 200 мм рт. ст. наблюдается вспенивание и выброс шла-. ка. Вакуумную обработку заканчивают при давлении 3-8 мм рт.ст., так как это давление обеспечивает достаточно полное удаление водорода и высокое усвоение алюминия.

При продувке аргоном с интенсивностью более 0,005-0,01 нм /т.мин а т даже при давлении в пределах 200500 мм рт. ст. не исключено вспенивание и выброс шлака. Поэтому интенсивность продувки увеличивают до

0,02- 0,05 нм /т мин только по мере снижения остаточного давления в вакуумной камере, Интенсивность продувки ниже 0,02 нм /м мин не позволяет провести десульфурацию металла из-за недостаточного перемешивания металла и шлака. Интенсивност. продувки в пределах 0,02-0,05 нм ./- мин обеспечивает эффективное перемешивание раоплава ь ковше, а дальнейшее ее увеличение приводит к дополнительному расходу аргона, излишним тепловым потерям и выбросами металла из ковша. Расход аргона в количестве

0,03-0,06 нм на 1 кг введенного алюминия достаточен для равномерного распределения алюминия по всему объему металла. Расход больший, чем

0,06 нм аргона приводит к затягиванию процесса вакуумной обработки и потере температуры металла ниже допустимого, при расходе менее

0,03 нм аргона распределение алюминия в объеме расплава недостаточно равномерно. Способ осуществляют при выплавке динамной стали в 100тонной дуговой печи.

Пример . Шихта состоит из

15 кг чугуна, 60 т обрези блюминга, 45 т обрези листопрокатного цЕха.

После расплавления шихты проводят окислительную продувку ванны кислородом с интенсивностью 2000 нм /ч в течение 18 мин. К моменту скачиванин окислительного шлака металл содержит, Ъ: 0,022 углерода, 0,12 марганца, 0,008 фосфора, 0,026 серы, 0 05 хрома, 0,08 никеля. После скачивания окислительного шлака ванну

829684

Формула изобретения

Составитегь A . Щербаков

ТехредЖ. Кастелевич Корректор Н. Швыдкая

Редактор A. Долинич

Заказ 3442/57 Тираж 6 18 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4, раскисляют присадкой 200 кг алюминия и 550 кг 65%-ного ферросилиция, присаживают 2500 кг извести и 500 кг плавикового шпата, включают печь на 3 мин н выпускают плавку из печи в ковш. Перед выпуском в печь присаживают 200 кг алюминия. В ковше находится ферросилиций для легирования стали кремнием, марганец металлический и 200 кг алюминия. После выпуска металл содержит 0,0133 серы.

После замера температуры ковш с ме-. таллом устанавливают в вакуумную камеру. Из коробки на шлак присаживают 500 кг алюминия, накрывают камеру крышкой и включают пароэжекторный насос. 15

По достижении давления 350 мм рт.ст. начинают продувку металла аргоном через. пористую фурму, .установленную в днише ковша, с интенсивностью 0,007 нм /т мин (7 нм/тх 2О мин) и в течение 5 минут обрабатывали расплав в этом режиме.

Давление в камере поддерживают на уровне 350 мм рт.ст. регулировкой режима работы пароэжекторного насоса. Далее остаточное давление понижают до 5 мм рт.ст. Увеличивают интенсивность продувки аргоном до

0,03 нм /т.мин, и продолжают вакуумирование. Обработку заканчивают после расходования 20 нм аргона, т,е. ЗО

3 после расхода 0,04 нм аргона на

1 кг алюминия, введенного в ковш непосредственно перед вакуумированием (20 нм : 500 кг — ; 0,04 нм кг).

Готовый металл содержит, Ъ| 0,025 35 углерода, 0,35 марганца, 0,95 кремния, 0,008 серы, 0,008 фосфора, 0„008 азота, 0,003 кислорода, 0,28 алюминия.

Таким образом, предложенный способ позволяет снизить содержание азота с 0,012 до 0,008% за счет исключения перелива, снизить расход алюминия на 3 кг/т, уменьшить загрязненность металла неметаллыческими включениями с 0,065 до

0,041 об.Ъ.

Способ выплавки стали, аключанпр и выплавку полупродукта в печи, выпуск расплава иэ печи и легирование

его р ковше-, в том числе алюминием, с вакуумировангзм и щюдувкой расплава аргоном, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества стали и снижения угара алюминия, 10-ЗОВ всего алюминия, нрисаживаемого в ковш, дают.на дно ковша перед выпуском металла иэ печи, а остальное количество присаживают на шлак в ковш перед вакуумированием, при этом продувку аргоном начинают при давлении в вакуумной камере 200500 мм рт.ст. выдерживают металл при этом давлении в течение 20-504 всего времени вакуумирования и заканчивают обработку при давлении не более 10 мм рт.ст. после расхода

0,03-0,06 нм аргона на каждый килограмм введенного алюминия в ковш перед вакуумированием, причем в процессе продувки аргоном интенсивность продувки увеличивают с 0,005-0,01 до 0,02-0,05 нмЗ/т мин по мере снижения давления в вакуумной камере.

Источники информации . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 597734, кл. С 21 7/10, 1978.

2. Патент Франции 9 2316334, кл. С 21 С 7/10, опублик. 1977.