BR112020001127A2 - método para descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, e método para produzir aço com teor de fósforo ultra baixo - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA EM UM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE AÇO TENDO TEOR DE FÓSFORO ULTRA BAIXO, E MÉTODO PARA PRODUZIR AÇO COM TEOR DE FÓSFORO ULTRA BAIXO. É descrito um método de descarga de escória em um processo de produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, que se refere ao campo técnico da fundição de ferro e aço, no qual o aço fundido é misturado com cal para primeiramente produzir escória básica; a conversão é então realizada com oxigênio para aumentar a capacidade de oxidação da escória básica; e um agente redutor contendo carbono é finalmente adicionado, de modo que, no processo em que o carbono é oxidado para liberar uma grande quantidade de gás monóxido de carbono, fosfatos são capturados, e a escória básica fica rapidamente espumada e transborda a partir da abertura do cadinho de aço, e dessa forma as condições para refosforização já não estão mais disponíveis. O método de descarga de escória é de operação simples e conveniente, não requer grandes exigências com relação aos equipamentos, apresenta um efeito de desfosforização relativamente bom, e pode ser utilizado para preparar um aço com teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo. Também é descrito um método para a produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, que compreende o acima descrito método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, com refinação e formação de lingotes após descarga da escória. O método de produção apresenta um bom efeito de desfosforização, tem baixo custo de produção, e pode produzir com alta eficiência um aço tendo teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo.
Description
[001] A presente invenção reivindica a prioridade do pedido de patente chinês nº 2018114635554, depositado através da Administração Nacional de Propriedade Intelectual da China em 3 de dezembro de 2018 e intitulado "S/ag Discharging Method in Process of Producing Ultra-low Phosphorus Steel and Method for Producing Ultra-low Phosphorus Steel”, que é aqui incorporado como referência na sua totalidade.
[002] A presente invenção se refere ao campo técnico da fundição de ferro e aço, particularmente a um método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, e a um método para produzir aço com teor de fósforo ultra baixo.
[003] O fósforo é dissolvido em ferrita em aço, e o fósforo está presente de forma estável no aço fundido na forma de Fe7P e Fe3P, que tende a segregar durante a cristalização. O fósforo pode reduzir significativamente a dureza do aço, especialmente a dureza devido à têmpera e a dureza ao impacto a baixas temperaturas, ou seja, ele melhora a fragilidade a frio do aço. Portanto, alguns tipos de aço têm requisitos relativamente elevados com relação ao teor de fósforo, por exemplo, aço para estampagem profunda, aço rígido para automóveis, aço com teor de carbono ultra baixo, aço de alta qualidade para tubulações, etc..
[004] Existem geralmente três métodos de desfosforização: 1. Desfosforização através de pré-tratamento de ferro fundido; 2. Desfosforização em conversor duplex; e 3. Desfosforização secundária de aço fundido. Os efeitos da desfosforização geralmente são os seguintes: 1. O nível de desfosforização através de pré-tratamento de ferro fundido é de 0,01% a 0,02%; 2. O nível de desfosforização em conversor duplex é inferior a 0,01%; e 3. O nível da desfosforização secundária de aço fundido é inferior a 0,01%. Os processos de produção de aço com baixo teor de fósforo também incluem geralmente desfosforização através de pré-tratamento de ferro fundido, desfosforização em conversor duplex, e desfosforização secundária de aço fundido. No entanto, para os processos de produção do estado da técnica anterior, os efeitos da desfosforização geralmente são pobres, em que o teor de fósforo no aço fundido após a desfosforização é W(P) > 0,005%, que dificilmente pode alcançar o efeito de W(P) < 0,003%, não conseguindo atingir o nível exigido para desfosforização de aço de alta qualidade. Para obter uma desfosforização de aço de alta qualidade, é necessário dispor de uma grande quantidade de investimento em equipamentos, aumentar o consumo de ferro por tonelada de aço ou o consumo de eletricidade por tonelada de aço, e aumentar amplamente o custo de produção.
[005] Os objetivos da presente invenção incluem, por exemplo, prover um método para descarga de escória em um processo de produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, que é de operação simples e conveniente, não requer grandes exigências com relação aos equipamentos, e apresenta um efeito de desfosforização relativamente bom.
[006] Os objetivos da presente invenção incluem ainda, por exemplo, prover um método para a produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, que apresenta um baixo custo de produção, tem um bom efeito de desfosforização, e pode produzir com alta eficiência um aço tendo teor de fósforo ultra baixo com W(P) < 0,003%,.
[007] Os objetivos desta invenção incluem ainda, por exemplo, prover um aço tendo um teor de fósforo ultra baixo, cuja produção emprega o método de descarga de escória descrito na presente invenção em um processo para produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo.
[008] A presente invenção provê um método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, compreendendo: - Adicionar cal junto com o aço fundido, enquanto o aço fundido é vertido em um cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica; - Insuflar oxigênio no topo do cadinho de aço e insuflar argônio no fundo do cadinho de aço, para conversão;
- Inclinar o cadinho de aço de modo a que a superfície do aço fundido fique próxima de uma abertura do cadinho de aço; e - Adicionar um agente redutor contendo carbono, de modo a que a base da escória fique espumada e transborde a partir da abertura do cadinho de aço.
[009] A presente invenção provê ainda um método para a produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, compreendendo o acima descrito método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, com refinação e formação de lingotes após descarga da escória.
[010] A presente invenção provê ainda um aço tendo de fósforo ultra baixo, cuja produção emprega o método de descarga de escória em um processo de produção de aço com teor de fósforo ultra baixo da presente invenção.
[011] Os efeitos vantajosos são os seguintes:
[012] A presente invenção provê um método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, em que o aço fundido é primeiramente misturado com cal para produzir escória básica; a conversão é realizada com oxigênio para aumentar a capacidade de oxidação da escória básica; um agente redutor contendo carbono é finalmente adicionado, de modo que no processo em que o carbono é oxidado para liberar uma grande quantidade de gás monóxido de carbono, fosfatos são capturados, e rapidamente a escória básica fica espumada e transborda a partir da abertura do cadinho de aço; dessa forma, as condições para refosforização já não estão mais disponíveis. O método de descarga escória é de operação simples e conveniente, não requer grandes exigências com relação aos equipamentos, apresenta um efeito de desfosforização relativamente bom, e pode ser utilizado para preparar um aço com teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo.
[013] A presente invenção provê ainda um método para a produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, que compreende o acima descrito método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, com refinação e formação de lingotes após descarga da escória. O método de produção apresenta um bom efeito desfosforização, possui um baixo custo de produção, e pode produzir com alta eficiência um aço tendo teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo.
[014] Para tornar mais evidentes os objetivos, soluções técnicas e vantagens das formas de incorporação da presente invenção, as soluções técnicas das formas de incorporação da invenção serão descritas abaixo de maneira mais clara e completa. Os exemplos são realizados de acordo com as condições convencionais ou recomendadas pelo fabricante, se condições específicas não forem especificadas nos exemplos. Os reagentes ou instrumentos utilizados, cujos fabricantes não são especificados, são todos produtos convencionais disponíveis comercialmente.
[015] A seguir, um método para descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, e um método para a produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, de acordo com as formas de incorporação da presente invenção, serão especificamente descritos.
[016] Uma forma de incorporação da presente invenção provê um método para descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, compreendendo: S1 - Adicionar cal junto com o aço fundido, enquanto o aço fundido é vertido em um cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica.
[017] Como visto acima, com base na massa do aço fundido, a quantidade adicionada de cal é de 0,5 a 3 kg/t; e preferivelmente a quantidade adicionada de cal é de 0,7 a 1 kg/t. A adição de cal pode primeiramente promover a escória, por um lado, e pode transformá- la em escória básica, por outro lado, para aumentar a absorção de fósforo.
[018] Em uma ou mais formas de incorporação, antes do aço fundido ser vertido a partir do conversor ou de um forno de frequência intermediária no cadinho de aço, a escória existente pode ser retirada da superfície ou pode ficar depositada no conversor ou no forno de frequência intermediária, usando um método de bloqueio de escória para remover previamente a escória contendo fósforo, para reduzir a carga de trabalho da subsequente descarga de escória.
[019] Em uma ou mais formas de incorporação, o método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo provido pela presente invenção compreende ainda:
S2 - Insuflar oxigênio no topo do cadinho de aço e insuflar argônio no fundo do cadinho de aço, para conversão.
[020] A fim de facilitar a subsequente operação de inclinação do cadinho, é possível primeiramente elevar o cadinho de aço até uma estação de conversão tendo a função de inclinação, e em seguida executar uma operação de insuflamento de oxigênio no topo do cadinho, utilizando uma lança de oxigênio revestida autoconsumível. Assim, a intensidade do fornecimento de oxigênio insuflado no topo do cadinho de aço é de 50 a 300 NL/min (litro normal por minuto), e a pressão é de 0,5 a 2,0 MPa (5,1 a 20,4 kgf/cm2). De preferência, a intensidade do fornecimento de oxigênio é de 100 a 150 NL/min, e a pressão é de 0,8 a 1,2 MPa (8,16 a 12,24 kgf/cm?). Insuflar oxigênio no topo do cadinho de aço pode transformar o ambiente do aço fundido em um ambiente oxidante, de modo a que o fósforo seja oxidado e entre na escória básica, para gerar sal de fosfato de cálcio 4CaO*P2Os.
[021] A pressão de insuflamento de argônio no fundo do cadinho de aço é de 0,3 a 0,8 MPa (3,06 a 8,16 kgf/cm2). De preferência, a pressão é de 0,4 a 0,6 MPa (4,08 a 6,12 kgf/cm?). Insuflar argônio no fundo do cadinho de aço pode aumentar a agitação do aço fundido para fazer com que o fósforo seja oxidado mais rapidamente e entre na escória básica.
[022] Opcionalmente, no processo de conversão, a viscosidade da escória básica pode ser ajustada adicionando-se fluorita, para que a escória básica possa adsorver melhor o fósforo, o que é mais favorável para o tratamento subsequente. De preferência, com base na massa do aço fundido, a quantidade de adição de fluorita é de 0,5 a 3 kg/t; e preferencialmente a quantidade de adição de fluorita é de 1 a 1,5 kg/t. De preferência, a adição de fluorita é efetuada 2 minutos após o início do insuflamento de oxigênio e de argônio, porque nesse momento o fósforo já começou a se oxidar e combinar com a escória básica, tornando melhor o efeito da adição de fluorita.
[023] Em uma ou mais formas de incorporação, a conversão é realizada durante um período de 10 a 30 minutos, e após a conversão o teor de FeO na escória básica é de 10% a 30%; de preferência, a conversão é executada durante um período de 15 a 20 min, e depois da conversão o teor em FeO na escória básica é de 15% a 20%. Quando o teor de
FeO na escória básica estiver dentro da faixa acima, o pré-requisito para a desfosforização por oxidação é alcançado, e a próxima operação de remoção da escória pode ser realizada.
[024] Em uma ou mais formas de incorporação, o método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo provido por uma forma de incorporação da presente invenção compreende ainda: S3 - Inclinar o cadinho de aço de modo a que a superfície do aço fundido fique próxima de uma abertura do cadinho de aço. S4 - Adicionar um agente redutor contendo carbono para que a escória básica fique espumada e transborde a partir da abertura do cadinho de aço.
[025] A inclinação do cadinho de aço serve para facilitar a descarga suave da espuma de escória básica, em uma fase posterior, e formar uma distância adequada entre a superfície do aço fundido e a abertura do cadinho de aço, já que uma distância excessivamente grande irá resultar em descarga incompleta da escória básica e dos resíduos da escória básica, e uma distância excessivamente pequena entre a superfície do aço fundido e a abertura do cadinho de aço irá resultar em uma perda do aço fundido no processo de descarga de escória e afetar a produção. De preferência, o cadinho de aço é inclinado de modo a que a superfície do aço fundido fique 50 a 200 mm abaixo da abertura do cadinho de aço; mais preferencialmente, a superfície do aço fundido fica 80 a 120 mm abaixo da abertura do cadinho de aço.
[026] Além disso, o ângulo de inclinação do cadinho de aço é de 10 a 35 graus; de preferência o ângulo de inclinação do cadinho de aço é de 20 a 30 graus. O cadinho de aço é inclinado em direção à abertura do cadinho de aço, fazendo com que, quando a escória espumada é produzida violentamente, ela transborde apenas a partir da abertura do cadinho de aço, e não transborde em toda parte, sem controle. Deve ser observado que o ângulo de inclinação do cadinho de aço não deve ser muito grande, para evitar acidentes causados pelo transbordamento do aço fundido.
[027] Em uma ou mais formas de incorporação, o agente redutor contendo carbono compreende pelo menos carboneto de cálcio e / ou um carburante. Quando o carboneto de cálcio é selecionado como o agente de redução contendo carbono, o tamanho das partículas de carboneto de cálcio é de 5 a 20 mm, e com base na massa do aço fundido a quantidade de adição de carboneto de cálcio é de 0,3 a 0,7 kg/t; de preferência, a quantidade de adição de carboneto de cálcio é de 0,5 a 0,6 kg/t. Quando um carburante é selecionado como o agente de redução contendo carbono, o tamanho das partículas do carburante é de 0,5 a 1 mm, e com base na massa do aço fundido a quantidade de adição de carburante é de 0,2 a 0,5 kg/t; de preferência, o carburante é carvão ativado, e a quantidade de adição de carvão ativado é de 0,3 a 0,4 kg/t. O agente redutor contendo carbono pode reagir com FeO na escória básica e produzir microbolhas abundantes de gás CO instantaneamente, fazendo com que a escória sofra uma reação violenta e instantânea de formação de espuma, transbordando rapidamente a partir da abertura do cadinho de aço, direcionalmente, conseguindo-se assim a descarga da escória. Além disso, o vapor de metais com baixo ponto de fusão, tais como zinco, chumbo e estanho, que são prejudiciais para o aço, é facilmente transportado pelo gás CO, purificando o aço fundido e melhorando notavelmente a resistência e a dureza do aço de alta qualidade. Além do mais, o CO é ainda oxidado em CO, depois de sair da superfície líquida, evitando assim a poluição do ar e ferimentos pessoais ao operador.
[028] Em uma ou mais formas de incorporação, a presente invenção provê ainda um método para a produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, compreendendo o acima descrito método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, com refinação e formação de lingotes após descarga da escória.
[029] Após a descarga de escória ser completada, o cadinho de aço é restaurado do estado inclinado, o alumínio é adicionado ao aço fundido, o argônio é insuflado e a agitação é realizadas durante 2 a 4 minutos, para concluir o refino da desoxidação, e, após o refino, o aço fundido pode ser moldado em lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua. De preferência, a quantidade de adição de alumínio é de 0,2 a 0,4 kg/t.
[030] Em uma ou mais formas de incorporação, a presente invenção provê ainda um aço tendo teor de fósforo ultra baixo, cuja produção emprega o método de descarga de escória acima descrito em um processo de produção de aço com teor de fósforo ultra baixo.
[031] Em uma ou mais formas de incorporação, o aço tendo teor de fósforo ultra baixo apresenta um teor de fósforo inferior a 0,003%.
[032] As características e propriedades da presente invenção são descritas abaixo em mais detalhes, em conexão com os exemplos.
EXEMPLO 1
[033] Este exemplo provê um método para a produção de aço com baixo teor de fósforo, cujas etapas de preparação específicas são as seguintes: S1 - Verter o aço derretido fundido por um conversor ou um forno de frequência intermediária em um cadinho de aço, depois da escória ser removida da superfície, adicionando-se 0,8 kg/t de cal juntamente com o fluxo de aço, enquanto o aço fundido é vertido no cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica.
S2 - Elevar o cadinho de aço até uma estação de conversão tendo a função de inclinação, e executar uma operação de insuflamento de oxigênio no topo do cadinho, utilizando uma lança de oxigênio revestida autoconsumível, com uma intensidade do fornecimento de oxigênio de 120 NL/min e uma pressão de 0,9 MPa (9,18 kgf/cm?2); ao mesmo tempo, insuflar argônio no fundo do cadinho de aço e agitar, usando uma pressão de argônio de 0,45 MPa (4,6 kgf/cm?).
S3 - Depois do oxigênio e do argônio serem insuflados durante 2 minutos, adicionar de uma só vez 1,2 kg/t de esferas de fluorita como um agente de ajuste de escória, para ajustar a viscosidade da escória, com o tempo total de conversão sendo controlado em 18 minutos, com o teor ideal de FeO na escória no topo de cadinho de aço sendo de 18%.
S4 - Inclinar o cadinho de aço com um ângulo de inclinação de 20º, com base na quantidade de carregamento de aço, de modo a que a superfície do aço fundido fique 100 milímetros abaixo da abertura do cadinho de aço, ajustando-se a pressão de argônio para 0,5 MPa (5,1 kgf/cm2) e a quantidade de oxigênio para 130 NL/min, e aumentando-se a força de agitação da escória de aço.
S5 - Adicionar CaC ao cadinho de aço em uma quantidade de 0,56 kg/t, de modo a que CaC e FeO reajam rapidamente para produzir microbolhas abundantes de gás CO instantaneamente, fazendo com que a escória sofra uma reação violenta e instantânea de formação de espuma, transbordando rapidamente a partir da abertura do cadinho de aço, direcionalmente, conseguindo-se assim uma taxa de descarga de escória superior a 95%. S6 - Depois do fósforo ser descarregado, parar o insuflamento de oxigênio no topo do cadinho de aço, fazer o cadinho de aço sair do estado inclinado e retornar para seu estado original, e em seguida adicionar 0,3 kg/t de partículas de alumínio ao aço fundido, continuando-se o insuflamento de argônio durante 3 min para concluir o refino da desoxidação. S7 - Após a conclusão do refino, moldar o aço fundido em lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua.
[034] Os lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua preparados neste exemplo demonstraram ter, por meio de testes, um teor de fósforo de 0,0015% a 0,0018%,. EXEMPLO 2
[035] Este exemplo provê um método para a produção de aço com baixo teor de fósforo, cujas etapas de preparação específicas são as seguintes: S1 - Verter O aço derretido fundido por um conversor ou um forno de frequência intermediária em um cadinho de aço, depois da escória ser removida da superfície, adicionando-se 1,0 kg/t de cal juntamente com o fluxo de aço, enquanto o aço fundido é vertido no cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica. S2 - Elevar o cadinho de aço até uma estação de conversão tendo a função de inclinação, e executar uma operação de insuflamento de oxigênio no topo do cadinho, utilizando uma lança de oxigênio revestida autoconsumível, com uma intensidade do fornecimento de oxigênio de 140 NL/min e uma pressão de 1,1 MPa (11,22 kgf/cm2), e introduzir argônio no fundo do cadinho de aço através de insuflamento, usando uma pressão de argônio de 0,5 MPa (5,1 kgf/cm?). S3 - Depois do oxigênio e do argônio serem insuflados durante 3 minutos, adicionar de uma só vez 1,4 kg/t de esferas de fluorita como um agente de ajuste de escória, para ajustar a viscosidade da escória, com o tempo total de conversão sendo controlado em 20 minutos, com o teor ideal de FeO na escória no topo de cadinho de aço sendo de 20%.
S4 - Inclinar o cadinho de aço com um ângulo de inclinação de 25º, com base na quantidade de carregamento de aço, de modo a que a superfície do aço fundido fique 120 milímetros abaixo da abertura do cadinho de aço. S5 - Adicionar 0,4 kg/t de carvão ativado ao cadinho de aço para produzir microbolhas abundantes de gás CO instantaneamente, fazendo com que a escória sofra uma reação violenta e instantânea de formação de espuma, transbordando rapidamente a partir da abertura do cadinho de aço, direcionalmente, conseguindo-se assim uma taxa de descarga de escória superior a 95%, S6 - Depois do fósforo ser descarregado, parar o insuflamento de oxigênio no topo do cadinho de aço, fazer o cadinho de aço sair do estado inclinado e retornar para seu estado original, e em seguida adicionar 0,3 kg/t de partículas de alumínio ao aço fundido, continuando-se o insuflamento de argônio durante 2,5 min para concluir o refino da desoxidação. S7 - Após a conclusão do refino, moldar o aço fundido em lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua.
[036] Os lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua preparados neste exemplo demonstraram ter, por meio de testes, um teor de fósforo de 0,0017% a 0,0020%. EXEMPLO 3
[037] Este exemplo provê um método para a produção de aço com baixo teor de fósforo, cujas etapas de preparação específicas são as seguintes: S1 - Verter o aço derretido fundido por um conversor ou um forno de frequência intermediária em um cadinho de aço, depois da escória ser removida da superfície, adicionando-se 3,0 kg/t de cal juntamente com o fluxo de aço, enquanto o aço fundido é vertido no cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica. S2 - Elevar o cadinho de aço até uma estação de conversão tendo a função de inclinação, e executar uma operação de insuflamento de oxigênio no topo do cadinho, utilizando uma lança de oxigênio revestida autoconsumível, com uma intensidade do fornecimento de oxigênio de 300 NL/min e uma pressão de 2,0 MPa (20,4 kgf/cm?), e introduzir argônio no fundo do cadinho de aço através de insuflamento, usando uma pressão de argônio de 0,8 MPa (8,16 kgf/cm?).
S3 - Depois do oxigênio e do argônio serem insuflados durante 3 minutos, adicionar de uma só vez 0,5 kg/t de esferas de fluorita como um agente de ajuste de escória, para ajustar a viscosidade da escória, com o tempo total de conversão sendo controlado em 30 minutos, com o teor ideal de FeO na escória no topo de cadinho de aço sendo de 28%.
S4 - Inclinar o cadinho de aço com um ângulo de inclinação de 10º, com base na quantidade de carregamento de aço, de modo a que a superfície do aço fundido fique 200 milímetros abaixo da abertura do cadinho de aço.
S5 - Adicionar 0,7 kg/t de carvão ativado ao cadinho de aço para produzir microbolhas abundantes de gás CO instantaneamente, fazendo com que a escória sofra uma reação violenta e instantânea de formação de espuma, transbordando rapidamente a partir da abertura do cadinho de aço, direcionalmente, conseguindo-se assim uma taxa de descarga de escória superior a 95%, S6 - Depois do fósforo ser descarregado, parar o insuflamento de oxigênio no topo do cadinho de aço, fazer o cadinho de aço sair do estado inclinado e retornar para seu estado original, e em seguida adicionar 0,4 kg/t de partículas de alumínio ao aço fundido, continuando-se o insuflamento de argônio durante 4 min para concluir o refino da desoxidação.
S7 - Após a conclusão do refino, moldar o aço fundido em lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua.
[038] Os lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua preparados neste exemplo demonstraram ter, por meio de testes, um teor de fósforo de 0,0023% a 0,0026%.
EXEMPLO 4
[039] Este exemplo provê um método para a produção de aço com baixo teor de fósforo, cujas etapas de preparação específicas são as seguintes: S1 - Verter O aço derretido fundido por um conversor ou um forno de frequência intermediária em um cadinho de aço, depois da escória ser removida da superfície, adicionando-se 0,5 kg/t de cal juntamente com o fluxo de aço, enquanto o aço fundido é vertido no cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica.
S2 - Elevar o cadinho de aço até uma estação de conversão tendo a função de inclinação, e executar uma operação de insuflamento de oxigênio no topo do cadinho, utilizando uma lança de oxigênio revestida autoconsumível, com uma intensidade do fornecimento de oxigênio de 50 NL/min e uma pressão de 0,5 MPa (20,4 kgf/cm?), e introduzir argônio no fundo do cadinho de aço através de insuflamento, usando uma pressão de argônio de 0,3 MPa (3,06 kgf/cm2). S3 - Depois do oxigênio e do argônio serem insuflados durante 3 minutos, adicionar de uma só vez 3 kg/t de esferas de fluorita como um agente de ajuste de escória, para ajustar a viscosidade da escória, com o tempo total de conversão sendo controlado em 10 minutos, com o teor ideal de FeO na escória no topo de cadinho de aço sendo de 12%, S4 - Inclinar o cadinho de aço com um ângulo de inclinação de 35º, com base na quantidade de carregamento de aço, de modo a que a superfície do aço fundido fique 50 milímetros abaixo da abertura do cadinho de aço. S5 - Adicionar 0,3 kg/t de carvão ativado ao cadinho de aço para produzir microbolhas abundantes de gás CO instantaneamente, fazendo com que a escória sofra uma reação violenta e instantânea de formação de espuma, transbordando rapidamente a partir da abertura do cadinho de aço, direcionalmente, conseguindo-se assim uma taxa de descarga de escória superior a 95%. S6 - Depois do fósforo ser descarregado, parar o insuflamento de oxigênio no topo do cadinho de aço, fazer o cadinho de aço sair do estado inclinado e retornar para seu estado original, e em seguida adicionar 0,2 kg/t de partículas de alumínio ao aço fundido, continuando-se o insuflamento de argônio durante 2 min para concluir o refino da desoxidação. S7 - Após a conclusão do refino, moldar o aço fundido em lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua.
[040] Os lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua preparados neste exemplo demonstraram ter, por meio de testes, um teor de fósforo de 0,0025% a 0,0028%.
[041] Em resumo, a presente invenção provê um método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, no qual o aço fundido é misturado com cal para produzir primeiramente escória básica; a conversão é então realizada com oxigênio para aumentar a capacidade de oxidação da escória básica; e um agente redutor contendo carbono é finalmente adicionado, de modo que, no processo em que o carbono é oxidado para liberar uma grande quantidade de gás monóxido de carbono, fosfatos são capturados, e a escória básica fica rapidamente espumada e transborda a partir da abertura do cadinho de aço, e assim as condições para refosforização já não estão mais disponíveis. O método de descarga de escória é de operação simples e conveniente, não requer grandes exigências com relação aos equipamentos, apresenta um efeito de desfosforização relativamente bom, e pode ser utilizado para preparar um aço com teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo.
[042] A presente invenção provê ainda um método para a produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, compreendendo o acima descrito método de descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo, com refinação e formação de lingotes após descarga da escória. O método de produção apresenta um bom efeito de desfosforização, tem baixo custo de produção, e pode produzir com alta eficiência um aço tendo teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo.
[043] A descrição acima é meramente ilustrativa das formas de incorporação preferidas desta invenção, e não é destinada a limitar a presente invenção. Para uma pessoa especialista na técnica, várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção. Quaisquer modificações, substituições equivalentes, aperfeiçoamentos, e assim por diante, feitos dentro do espírito e do princípio da presente invenção, devem ser incluídos no escopo de proteção da presente invenção.
[044] A presente invenção provê um método de descarga de escória em um processo de produção de aço com teor de fósforo ultra baixo, no qual o aço fundido é misturado com cal para produzir primeiramente escória básica; a conversão é então realizada com oxigênio para aumentar a capacidade de oxidação da escória básica; e um agente redutor contendo carbono é finalmente adicionado, de modo que, no processo em que o carbono é oxidado para liberar uma grande quantidade de gás monóxido de carbono, fosfatos são capturados, e a escória básica fica rapidamente espumada e transborda a partir da abertura do cadinho de aço, e portanto as condições para refosforização já não estão mais disponíveis. O método de descarga de escória é de operação simples e conveniente, não requer grandes exigências com relação aos equipamentos, apresenta um efeito de desfosforização relativamente bom, e pode ser utilizado para preparar um aço com teor de fósforo ultra baixo contendo menos de 0,003% de fósforo.
Claims (17)
1. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA EM UM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE AÇO TENDO TEOR DE FÓSFORO ULTRA BAIXO, caracterizado por compreender: adicionar cal junto com o aço fundido, enquanto o aço fundido é vertido em um cadinho de aço, de modo a primeiramente formar escória básica; insuflar oxigênio no topo do cadinho de aço e insuflar argônio no fundo do cadinho de aço, para conversão; inclinar o cadinho de aço de modo a que a superfície do aço fundido fique próxima de uma abertura do cadinho de aço; e adicionar um agente redutor contendo carbono, de modo a que a base da escória fique espumada e transborde a partir da abertura do cadinho de aço.
2. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, com base na massa de aço fundido, a quantidade de adição de cal ser de 0,5 a 3 kg/t, e preferivelmente a quantidade de adição de cal ser de 0,7 a 1 kg/t.
3. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a intensidade de fornecimento de oxigênio para insuflamento no topo do cadinho de aço ser de 50 a 300 NL/min, a uma pressão de 0,5 a 2,0 MPa (5,1 a 20,4 kgf/cm?, e preferencialmente a intensidade de fornecimento de oxigênio ser de 100 a 150 NL/min, a uma pressão de 0,8 a 1,2 MPa (8,16 a 12,24 kgf/cm2).
4. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a pressão de insuflamento de argônio no fundo do cadinho de aço ser de 0,3 a 0,8 MPa (3,06 a 8,16 kgf/cm?), e preferencialmente a pressão ser de 0,4 a 0,6 MPa (4,08 a 6,12 kgf/cm?).
5, MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, em um processo de conversão, fluorita ser adicionada para ajustar a viscosidade da escória básica, e preferencialmente, com base na massa de aço fundido, a quantidade de adição de fluorita ser de 0,5 a 3 kg/t, e mais preferivelmente a quantidade de adição de fluorita ser de 1 a 1,5 kg/t.
6. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por à conversão ser executada durante um período de 10 a 30 minutos, e após a conversão o teor de FeO na escória básica ser de 10% a 30%; de preferência, a conversão é executada durante um período de 15 a 20 min, e depois da conversão o teor em FeO na escória básica é de 15% a 20%.
7. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o cadinho de aço ser inclinado de modo à que a superfície do aço fundido fique 50 a 200 mm abaixo da abertura do cadinho de aço, e preferencialmente a superfície do aço fundido fique 80 a 120 mm abaixo da abertura do cadinho de aço.
8. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por à inclinação do ângulo do cadinho de aço ser de a 35 graus, e preferivelmente o ângulo de inclinação do cadinho de aço ser de 20 a 30 graus.
9. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por o agente redutor contendo carbono compreender pelo menos carboneto de cálcio e / ou um carburante.
10. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o agente redutor contendo carbono conter carboneto de cálcio, com o tamanho de partícula do carboneto de cálcio sendo de 5 a 20 mm, em que, com base na massa de aço fundido, a quantidade de adição de carboneto de cálcio é de 0,3 a 0,7 kg/t, com a quantidade de adição de carboneto de cálcio sendo preferivelmente de 0,5 a 0,6 kg/t.
11. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o agente redutor contendo carbono conter um carburante, com o tamanho de partícula do carburante sendo de 0,5 a 1 mm, em que, com base na massa de aço fundido, a quantidade de adição de carburante é de 0,2 a 0,5 kg/t.
12. MÉTODO PARA DESCARGA DE ESCÓRIA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o carburante ser carvão ativado, com a quantidade de adição de carvão ativado sendo de 0,3 a 0,4 kg/t.
13. MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE AÇO TENDO TEOR DE FÓSFORO ULTRA BAIXO, caracterizado por compreender o método para descarga de escória em um processo de produção de aço com teor de fósforo ultra baixo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, com refinação e formação de lingotes após descarga da escória.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a refinação compreender, após a descarga de escória ser completada, fazer o cadinho de aço retornar do estado inclinado para seu estado original, adicionar alumínio ao aço fundido, e manter o insuflamento de argônio e a agitação durante 2 a 4 minutos, para concluir o refino da desoxidação.
15. MÉTODO, de acordo com as reivindicações 13 ou 14, caracterizado por à formação de lingotes compreender, após a conclusão do refino, moldar o aço fundido em lingotes de aço ou tarugos de moldagem contínua, preferencialmente com uma quantidade de adição de alumínio de 0,2 a 0,4 kg/t.
16. AÇO TENDO TEOR DE FÓSFORO ULTRA BAIXO, caracterizado por a produção do aço com teor de fósforo ultra baixo empregar o método para descarga de escória em um processo de produção de aço tendo teor de fósforo ultra baixo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
17. AÇO TENDO TEOR DE FÓSFORO ULTRA BAIXO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o aço com teor de fósforo ultra baixo apresentar um teor de fósforo inferior a 0,003%.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 23/05/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |