PL91798B1

PL91798B1 -

Info

Publication number: PL91798B1
Application number: PL1974175935A
Authority: PL
Original assignee: Foseco International Ltdgb
Priority date: 1973-11-27
Filing date: 1974-11-26
Publication date: 1977-03-31
Also published as: DE2455847A1; BR7409856A; JPS5093814A; AU7577574A; JPS5626688B2; IT1024912B; FR2252410A1; US4014685A; SE425174B; SE7414784L; CA1044898A; FR2252410B1; ES432345A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki ka¬ pieli metalowej w elektrycznym piecu lukowym, a zwlaszcza odsiarczanie stali.Zapotrzebowanie na stale o niskiej zawartosci siarki stale wzrasta a normy dla stali staja sie coraz ostrzejsze, szczególnie pod wzgledem jakosci powierzchni oraz wlasnosci np. przydatnosci do spawania. Zawartosc siarki w stali moze miec wazny, a czasem dominujacy wplyw na wlasnosci stali. Zawartosc siarki wplywa na wlasnosci od¬ lewów stalowych i powoduje koniecznosc ich obróbki powierzchniowej, a ponadto powoduje ten¬ dencje do pekniec podczas walcowania, co z kolei wplywa na stopien wymaganego czyszczenia plo¬ mieniowego lub szlifowania i wydajnosc osiagana w procesie obróbki wykanczajacej.Korzystnym sposobem odsiarczania roztopionej stali jest jej obróbka reakcyjnym zuzlem. Stoso¬ wanie zuzla do odsiarczania metali jest znane z literatury technicznej i uwarunkowane jest wy¬ soka zasadowoscia zuzla, niska temperatura, wa¬ runkami redukcyjnymi i wysoka zawartoscia weg¬ la, krzemu i fosforu w metalu. Ponadto, szybkosc odsiarczania wzrasta przy duzej plynnosci zuzla i mieszaniu ulatwiajacym reakcje pomiedzy zuz¬ lem a metalem.W jednym ze znanych sposobów odsiarczania stali, szczególnie gdy wymagana jest stal o niskiej zawartosci siarki, rafinacja przeprowadzana jest w piecu lukowym przez utworzenie redukcyjnego zuzla na calej powierzchni kapieli. W sposobie tym, wstepnie utleniony zuzel jest calkowicie usu¬ wany z pieca, a na odtleniona kapiel wprowadza sie wapno, fluoryt i koks dla utworzenia nowego zuzla redukcyjnego. Jednakze, ten sposób zmniej¬ szania zawartosci siarki w stali jest powolny i cza¬ sochlonny.Stwierdzono, ze w procesie odsiarczania stali w piecu lukowym w warunkach redukcyjnych^ które stwarza sie przez wtryskiwanie do rozto¬ pionego metalu strumienia topników, takich jak wapno, weglan sodowy, fluoryt i tlenek glinowy oraz w odpowiednim stosunku, metalicznego srod¬ ka redukujacego, powstaje w zetknieciu z rozto¬ pionym metalem, zuzel o duzej zasadowosci, który usuwa duze ilosci siarki z kapieli.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie rów¬ niez topniki, które mozna wprowadzac inna me¬ toda niz przez wtryskiwanie.W sposobie obróbki cieklych metali wedlug wy¬ nalazku, a zwlaszcza odsiarczania stali, stosuje sie topniki takie jak wapno, weglan sodowy, fluorek metalu alkalicznego lub fluorek metalu ziem alka¬ licznych lub ich mieszaniny, a ponadto tlenek gli¬ nowy i metaliczny czynnik redukujacy. Sposób odsiarczania stali przeprowadza sie w piecu luko¬ wym w warunkach redukcyjnych, wytwarzanych przez dodanie do roztopionej stali wymienionych wyzej topników.Korzystne jest stosowanie fluorytu, jako fluorku 9179891 3 metalu ziem alkalicznych, jest jednak oczywiste, ze zamiast fluorytu moga byc zastosowane fluorki innego metalu alkalicznego lub fluorki metali ziem alkalicznych. Na przyklad, fluoryt moze byc cal¬ kowicie lub czesciowo zastapiony fluorkiem sodo¬ wym.Ponizej podane sa korzystne proporcje skladni¬ ków stosowanych w sposobie wedlug wynalazku: wapno palone 50—80%, korzystnie 60—80% wa¬ gowych weglan sodowy 1—20%, korzystnie 1—15% wago¬ wych fluoryt 5—30%, korzystnie 5—25% wagowych tlenek glinowy 5—30%, korzystnie 5—25% wago¬ wych-.* -~~~- ^. metalieiny* sr©dek |redukujacy 2—15% wagowych.Metalicznym sropkiem redukujacym moze byc .kazd^^JJgttw9,;,utleAiajacy sie metal. Przykladem jtakich* metaja ma glin, magnez, wapn, cer, krzem, *St©]5:f lub"mieszaniny tych metali, jak zelazokrzem i krzemek wapniowy. Najbardziej korzystne jest stosowanie glinu lub stopu glinu. Najlepiej, gdy srodek redukujacy stanowi 2 do 10% wagowych topnika. Podczas procesu, plynny metal zostaje szybko odtleniony przez glin lub inny srodek re¬ dukujacy i warunki redukcyjne nasilaja sie.Utlenianie, na przyklad, glinu jest procesem wysoce egzotermicznym, co przy zastosowaniu fluorytu i tlenku glinowego, prowadzi do utwo¬ rzenia plynnego reakcyjnego zuzla. Weglan sodo¬ wy wplywa takze na uplynnienie zuzla.Jesli zachodzi potrzeba, tlenek glinowy i glin moga byc stosowane jednoczesnie w zestawie skladników, w postaci pylu wytworzonego w mly¬ nie kulowym.Jeden ze sposobów wprowadzania zestawu top¬ ników do plynnego metalu polega na zastosowa¬ niu jako srodka nosnego sprezonego powietrza.Jednakze, czasami lepiej jest stosowac gaz obo¬ jetny taki jak azot lub argon, który jest korzyst¬ niejszy z uwagi na brak dzialania ubocznego.Nastepnym sposobem zwiekszania redukujacego wplywu zestawu topników jest wtryskiwanie tego zestawu w srodku zawierajacym lub skladajacym sie calkowicie z gazu redukujacego, takiego jak propan, gaz ziemny lub podobny. W przypadku stosowania propanu lub gazu ziemnego, moze byc pozadane po zakonczeniu odsiarczania „wypluka¬ nie" rozpuszczonego wodoru z metalu za pomoca argonu.Ilosc stosowanego zestawu topników na tone metalu jest rózna w zaleznosci od rodzaju stali, jej uprzedniej obróbki, poczatkowej zawartosci siarki i wymaganej koncowej zawartosci siarki.Zazwyczaj, do 80-tonowego elektrycznego pieca lukowego, zestaw topników moze byc wtryskiwany w strumieniu argonu, w ilosci na przyklad 45 kg zestawu topników na metr szescienny argonu, w ilosci 10 do 15 kg zestawu topników na tone metalu.Stosujac sposób wedlug niniejszego wynalazku dla. zmniejszenia zawartosci siarki w stali podczas rafinacji w piecu lukowym, dodaje sie mniej, niz zazwyczaj potrzeba, srodka odtleniajacego do stali dla jej uspokojenia w piecu przed redukcja, po- 798 4 niewaz metaliczny srodek redukujacy w topniku wzmaga proces uspokajania.Ponadto stwierdzono, ze stosujac obróbke plyn¬ nego metalu wedlug niniejszego wynalazku, uzy- skuje sie redukcje ilosci wtracen niemetalicznych w odlewie, szczególnie ilosci wtracen krzemianów.Ponizej podane sa przyklady stosowania sposobu wedlug wynalazku.Przyklad 1. Stal o zawartosci 0,45—0,48% wegla, 1,1—1,45% manganu, 0,15—0,30% krzemu, 0,15—0,30% chromu zostala odsiarczona przez wtry¬ skiwanie zestawu topników o skladzie: 65% CaO, % CaF2, 5% Na2C03, 14% Al2Os i 6% Al. Zawar¬ tosc siarki poczatkowa wynosila 0,036%, po wtry¬ sku 0,019% przy spuscie 0,015%, a w próbie kon¬ cowej 0,012%. Zastosowana ilosc topników wyno¬ sila 16,3 kg na tone. Czas rafinacji wynosil 2 go¬ dziny. Dla^ porównania, przecietny czas rafinacji dla tego gatunku stali, sredni dla 11 wytopów, wynosil 2 godziny 40 minut, a w wyniku zawar- w tosci siarki poczatkowej 0,028%, uzyskano przy spuscie 0,020% a w próbie koncowej 0,016%.Przyklad 2. Stal o zawartosci 0,38—0,43% wegla poddano obróbce przy zastosowaniu 65% CaO, 10% CaF2, 5% Na2COs i 20% pylu z mlyna kulowego, skladajacego sie z 14% A1203 i 6% Al.Poczatkowa zawartosc siarki wynosila 0,029%, po wtrysku 0,0%, przy spuscie 0,012%, a w próbie koncowej 0.010%. Zastosowana ilosc topników wy¬ nosila 16,3 kg na tone.Czas rafinacji do spustu wynosil 2 godziny 10 minut, który jest korzystny w porównaniu z prze¬ cietnym czasem 3 godziny, jaki uzyskano dla 9 wytopów wykonanych metoda tradycyjna.Przyklad 3. Dwa wytopy stabilizowanej stali o zawartosci 1,8—8% tytanu zostaly odsiarczane zestawem topników o skladzie wagowym 65% CaO, % Na2COa, 6% CaF2, 20% A1203 oraz 4% sprosz¬ kowanego glinu. Uzyskano wyniki przedstawione w tabeli I. 40 Tabela I Zawartosc siarki w % Poczat¬ kowa 0,028 0,020 W próbie koncowej 0,010 0,008 Zastosowana ilosc topników 9 kg/tone kg/tone Przyklad 4. Dwa wytopy stali weglowej poddano obróbce zestawem topników zawieraja¬ cych wagowo 65% CaO, 5% Na2C03, 8% CaF2, % Al2Os i 2% Al. Uzyskano nastepujace wy¬ niki, przedstawione w tabeli II.Tabela II Zawartosc siarki w % Poczat¬ kowa 0,010 | 0,042 W próbie koncowej 0,006 0,016 Zastosowana ilosc topników kg/tone 7 kg/tone | Przyklad 5. Stal o zawartosci wagowo 0,43— 65 —0,48% wegla, 1,1—1,45% manganu, 0,15—0,30%5 krzemu, 0,15—0,30% chromu zostala odciarczona za pomoca zestawu topników o skladzie wagowym 68% CaO, 6% CaF2, 5% Na2COs, 11% A1208 i 10% proszku Al. Zawartosc siarki poczatkowa wynosila 0,036%, po wtrysku 0,019%," przy spuscie 0,015%, a w próbie koncowej 0,10%. Zastosowana ilosc topników wynosila 16,3 kg/tone.Czas rafinacji 2 godziny. Dla porównania, prze¬ cietny czas rafinacji dla tego gatunku stali, przy tradycyjnym odsiarczaniu dla sredniej 12 wytopów, wynosil 2 godziny 50 minut. Poczatkowa zawar¬ tosc siarki wynosila 0,028%, przy spuscie 0,020%, a w próbie koncowej 0,016%.Przyklad 6. Stal o zawartosci 0,30—0,43% wegla, odsiarczano zestawem topników o skladzie wagowym 68% CaO, 10% CaF2, 5% Na2COs, 11% Al2Os i 6% Al. Poczatkowa zawartosc siarki wy¬ nosila 0,029%, po wtrysku 0,0%, przy spuscie 0,012%, a w próbie koncowej 0,010%. Zastosowana ilosc topników wynosila 16,3 kg/tone.Czas rafinacji wynosil 2 godziny 15 minut, który jest korzystny w porównaniu z przecietnym cza¬ sem 3 godziny, uzyskanym dla 9 wytopów, wy¬ konanych metoda tradycyjna.Przyklad 7. Niskoweglowa stopowa stal nie¬ rdzewna (18/8) zostala odsiarczona za pomoca wtrysku zestawu topników o skladzie wagowym 65% CaO, 5% Na2COs, 6% CaF2, 14% A1208 i 10% proszku Al. Uzyskano nastepujace wyniki, przed¬ stawione w tabeli III.Tabela III Wytop 1 2 3 Poczat¬ kowa zawar¬ tosc S w % 0,120 0,120 0,090 Po wtry¬ sku S w % 0,080 0,060 0,070 Przy spuscie S w % 0,060 0,033 0,032 Zastosowana ilosc topników ,0 kg/tone ,0 kg/tone ,0 kg/tone PL PL PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki kapieli metalowej w elektrycz¬ nym piecu lukowym, a zwlaszcza odciarczania stali, polegajacy na wprowadzaniu sproszkowanych materialów w strumieniu gazu do plynnego me- 798 6 talu, znamienny tym, ze do kapieli wprowadza sie zestaw topników skladajacy sie z wapna palonego, weglanu sodowego, fluorku metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych albo ich mieszaniny, a ponadto z tlenku glinowego i metalicznego srod- 5 ka redukujacego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako fluorek metalu alkalicznego lub metalu ziem alkalicznych, stosuje sie fluoryt.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze io stosuje sie od 50% do 80% wagowych wapna pa¬ lonego.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie od 5% do 30% wagowych tlenku gli¬ nowego. 5.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie od 1% do 20% wagowych weglanu so¬ dowego.

6. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze stosuje sie od 5% do 30% wagowych fluorytu. 20

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korzystnie stosuje sie od 1% do 15% wagowych weglanu sodowego, od 5% do 25% wagowych fluo¬ rytu i od 5% do 25% wagowych tlenku glinowego.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 25 korzystnie stosuje sie od 60% do 80% wagowych wapna palonego.

9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie od 2% do 15% wagowych metalicznego srodka redukujacego. 10. W

10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze metalicznym srodkiem redukujacym jest glin lub stop glinu.

11. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze fluoryt jest calkowicie lub czesciowo zastapiony 55 fluorkiem sodowym.

12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odsiarczanie kapieli przeprowadza sie w piecu lu¬ kowym w warunkach redukcyjnych.

13. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze *• jako gaz nosny stosuje sie sprezone powietrze, azot, argon lub ich mieszanine.

14. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako gaz nosny stosuje sie gaz o charakterze re¬ dukcyjnym.

15. Sposób wedlug zastrz. 14, znamienny tym, ze jako gaz redukcyjny stosuje sie propan lub gaz ziemny. PL PL PL