Способ выплавки металла в конвертере

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«н956577 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.12.80 (2 I ) 3211137/22-02 (И) М. Кп.з с присоединением заявки Мо

С 21 С 7/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 7. 022. .6(088.8) Опубликовано 0709.82. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 070982

- "..,,с t; @ 4ñòñ 3 Я

1 ТЩту

М.В. Колесников и Л.А. Куличев

) с с

1 с

Научно-производственное объединение "Тулаче, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ META JIJIA В КОНВЕРТЕРЕ

Изобретение относйтся к черной металлургии и может быть использовано для получения качественной стали в конвертере с донным дутьем.

Известен способ дегазации расплава, в котором используется одновременное воздействие на металл звуковых колебаний и переменного тока (1j.

Недостатками данного способа являются невысокая степень дегазации металла переменным током и повышенный расход электроэнергии, необходимой для генерирования звуковых колебаний.

Известен также способ дегазации металла, где на жидкую ванну одновре- 15 менно воздействуют ультразвуком и постоянным электрическим током, причем катод располагают выше анода (2j.

Такое расположение электродов малоэффективно, так как скорость всплывания положительно и отрицательно заряженных газовых ионов различна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплав- 25 ки металла, включающий загрузку шихты, плавление,доводку с подводом к металлу постоянного электрического тока напряжением 10-600 В, раскисление, выпуск и разливку. Ток подводят 30 к газовой фазе и к металлу, а напряжение электростатического поля ограничивают искровым газовым разрядом (3) .

Недостатком способа является необходимость создания специальной атмосферы в конвертере, что не всегда технически возможно. Кроме того, возникает опасность поступления в металл одного из компонентов газовой фазы, яеметаллические включения удалить невозможно, а сам способ требует значительного расхода электроэнергии.

Цель изобретения — улучшение качества металла за счет снижения содержания газов и неметаллических включений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки металла, включающему загрузку шихты,плавление, доводку с подводом к металлу постоянного электрического тока напряжением 10-600 В, раскисление,выпуск и разливку, в период доводки металл продувают снизу, с интенсивностью продувки через центральные фурмы в 1,5-3,0 раза большей, чем через периферийные, при этом ток отрицательной полярности подводят к

956577

Плавка

Показатели

Химический состав чугуна, Ъ

4 3 с

4,3

4 2 с

4,2

4 2 с

4,2 с

4 2.

4,2 с

3 8

3,8

3,9

3,9 с

0 9

0,9 с

0 9

0,9

0 8 с

0,8

0 9 с

0,9

0 7 с

0,7

0 7 с

0,7

Мп

0 б

0,6 с

0 6

0,6 с

0 б

0,6 с

0 6

0,6

0 8 с

0,8

0 7 с

0,7

Si центральным фурмам, а положительнойк периферийным.

Согласно молекулярно-ионной теории металлических расплавов и шлаков растворенные в металле газы существуют в виде ионов и молекул. Применяемые в промышленности способы дегазации расплава, например вакуумирование, продувка аргоном и т.д., являются малоэффективными для удаления той части газов„ которая находится в ме- 10 талле в виде ионов.

B предлагаемом способе во время продувки к металлу через донные фур;мы подводят постоянный электрический ток напряжением 10-600 В, причем к 15 центральным фурмам подают ток отрицательной полярности, а к периферийным — положительной. При этом катионы водорода разряжаются на отрицательно заряженных центральных фурмах 20 образуя молекулы . Поток газа, поступающий через донные фурмы, экстрагирует эти молекулы и выносит из объема металла.

Аналогично, отрицательно заряженные ионы (например, 0 и т.д.) разряжаются на периферийных фурмах и выносятся из расплава.

Для более полного удалейия газов сталь рекомендуется интенсивно продувать инертным газом, а для удаления неметаллических включений необходима продувка металла с меньшей интенсивностью. В предлагаемом способе для одновременного рафинирования металла от газов и неметаллических включений ис-.35 пользуют продувку расплава через центральные и периферийные донные фур и с различной интенсивностью. Как

:сказали приведенные исследования, подача газов через центральные фур- 40 мы с интенсивностью в 8,0 и более раз большей, чем через периферийные, невозможна по технологическим причинам: центральные струи работают в режиме пРобоя жидкой ванны, перифеРийные фур45 мы при малой интенсивности заливаются расплавом. При подаче газов чее рез цЕнтральные фурмы с интенсивностью в 1,5 и менее раз меньшей, чем через периферийные, реакционная зона приближается к днищу, что отрицательно сказывается на его стойкости. Поэтому через центральные фурмы металл продувают с интенсивностью в 1,53,0 раза большей, чем через периферийные. При этом в районе центральных фурм происходит удаление газов, находящихся в металле в виде молекул, а потоки газа периферийных фурм выносят к границе поверхности раздела металлшлак неметаллические включения, которые ассимилируются шлаком.

Таким образом, одновременное удаление из расплава ионов растворенных газов посредством постоянного электрического тока, а молекул газов и металлических включений с помощью донной продувки различной интенсив ности позволяет значительно повысить качество металла без увеличения длительности плавки по сравнению с существующими способами.

Пример. В 10-тонный конвертер на дно присаживают кусковую известь в количестве 40-60 кг/т, загружают шихту, состоящую иэ лома и жидкого чугуна. Затем расплав продувают через донные фурмы типа "труба в трубе" газокислородной смесью. Интенсивность подачи газа равна 6 нм /т мин для центральных фурм и 2-4 нм /т мин

Ъ для периферийных. Доводка металла по сере и фосфору производится допблнительными присадками по ходу продувки извести (20-40 кг/т) и плавикового шпата (3-5 .кг/т). При получении металла заданного химического состава (351С, 2512С, 2012С, 10ГТ, 09Г2, 10ХСНД) и температуры производят слив через сталевыпускное отверстие.

Сталь разливают на МНЛЗ или в изложницы.

Технологические параметры и результаты двенадцати опытно-промышленных плавок представлены в таблице.

3 4 5 6

956577

Продолжение таблицй

Показатели

Плавка

1 (1 2 3 4 5 6

О 045 О 040 с с

0,045 0,040

О 045 с

0,045

О 045 с

0,045

О 045 с

0,045

О 040 с

0,040

0 060 с

0,060

О 060 с

О, 060

О 065

=L

0,065.

О 065 с

0,065

О 065 с

О, 065

О 070 с

0,070 с

9 9

9,3

8 7 с

8,7

Продолжительность продувки, мин

8 1 с

7,8 с9 О

9,8 с

9 4

9,9

11 3 с

11,3 б О с

6,0 с

6 О

6,0 с б О

6,0

6 О

6,0 с б О.6,0

Через периферийные фурмы

5 О с

6,0

3 О

4,0 с

5 О

5,0 с

2 О

2,0

88 О с»

84,4

86 О с

85,6

80 8

«с

83,7

76 8 с

80,5

72 4 с

68,0

71 8 с

70,5

Общий расход кислорода, м /т

Состав продутого металла, %

О 02

«с

0,04

О 02 с

0,05

О 03 с

0,03

О 05 с

0,05

О 06 с

0,04

О 06 с

0,05

L—

О 12

0,10 с

О 09

0,11

О 13 с

0,09

О 05 с

0,13

О 06 с

0,07

О 016 с

0,014

О 025 с

0,018

О 013 с

0,012

О 010 с

О, 014

О 010 с

0,012

О 025 с

0,020

О 013 с

0,011

О 014 с

0,010

О. 010 с

0,010

О 015 с

0,017

-L

1 1

2,8

Н х 10

1 2 с

3,0

4с5 ,3,3

1 О с

2,5 с

1 8

4,6 с

1 4

3,2

О 002 с

0,004

О 003 с

0,004

О 005 с

0,008

О 002 с

0,004

О 004 с

0,006

О 003 с

0,004 с

0 09

0,06

О 03 с

0,04 с

О 04

0,04

О 05 с

0,07

О 026 с

0,020

О 021 с0,023

О 012 с

0,012

О 009 с

0,009

О 020 с

0,016

О 024 с

0,020

О 015 с

0,020

О 013 с

О, 03.2

О -011 с0,012

О 008 с

О, 009

О 016 с

0,.017

Сульфидные

Интенсивность продувки и /т мин через центральные фурмы

Неметаллические в ключ е ни я ох сидные об.%

1,0

1,0 с б О

6,0

О 014 с--0,010 с

3 О

3,0

О 010 с

0,015

О 10 с

0,08

О 07 с

0,05

0 016 с

0,010 о

О 08 с

0,04

956577

Продолжение таблицы

1 (2

Плавка з

Показатели

t Т Г

2095 4105

3982

2276.

2816

3366

3842

3741

3650

4263

2721

HB на 1 см

Состав шлака, %

° 40-46

15-30

Са0

S10

10-16

А12 03

1

Мп0

2,5 4,6

6,0-7,8

2,2.-2,8

Выход жидкой стали, %

84,5-85,5

Составитель М. Клюев

Редактор Г. Гербер Техред A.Ач Корректор Е. Рашко

Заказ 6522/6 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Плавки сгруппированы в шесть групп по две плавки в каждой, причем в чис лителе приведены результаты плавок, 35 которые во время продувки и плавок конвертера поцвергались воздействию постоянного электрического тока напряЖением 110 В, а в знаменателе без обработки током. К центральным 40 фурмам подводили ток отрицательной полярности, а к периферийным — положительной. При этом количества водорода в металле сократилось с 2,54,6 до 1,0-1,8 10 %, а азота с 45

0,008-0,004 до 0,005-0,002%.

Ожидаемый технико-экономический эффект от использования данного способа в сталеплавильных цехах заводов черной металлургии составляет примерно 1,5-2,0 руб./т.

Формула изобретения

Способ выплавки металла в конвертере, включающий загрузку шихты,плав55 ление, доводку с подводом к металлу постоянного электрического тока напряжением 10-600 В, раскисление, выпуск и разливку, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества металла за счет снижения содержания газов и неметаллических включений, в период доводки металл продувают снизу, с интенсивностью продувки через центральные фурмы в 1,5-3,0 раза большей, чем через периферийные, при этом ток отрицательной полярности подводят к центральным фурмам, а положительной— к периферийным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1241996, кл. 40а, 9/02, опублик. 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 263146, кл. С 22 В 9/02, 1967.

3. Авторское свидетельство СССР

9 449937, кл. С 21 С 5/52, 1975.