RU1799917C - Способ внепечной обработки стали - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в металлургии при производстве качественных сталей. Сущность: на дно ковша перед сливом помещают огнеупорное кольцо наружным диаметром 0,75-0,85 среднего диаметра ковша. В зазор между футеровкой ковша и огнеупорным кольцом ввод т нейтральную по своему составу к материалу футеровки шлакообразующую смесь в количестве 15-30% общей массы вводимой смеси, а затем производ т слив металла, причем оставшуюс  часть смеси подают по периметру ковша в зазор между футеровкой и огнеупорным кольцом непрерывно после наполнени  0,25-0,45 высоты ковша. В качестве шлакообразующей смеси используют шлаковую смесь системы СаО-А Оз-МдО, близкую к эвтектическому составу. Огнеупорное кольцо выполнено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению к оксидам легирующих элементов-стали. 2 з. п. ф-лы. 1 табл.

Description

Ё

Изобретение относитс  к черной металлургии и способам производства качественной стали, конкретно к разливке стали.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества металла, увеличение стойкости футеровки ковша и экономи  легирующих элементов стали.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что на дно ковша помещают огнеупорное коль- цЬ наружным диаметром 0,75-0,85 среднего диаметра в ковше, в качестве шлакообразующей смеси используют нейтральную по своему составу к материалу футеровки шлакообразующую смесь, причем 15-30% общей массы вводимой смеси ввод т в зазор между футеровкой ковша и огнеупорным

кольцом до слива металла, а оставшуюс  часть шлакообразующей смеси подают по периметру ковша в зазор между футеровкой и огнеупорным кольцом непрерывно после наполнени  0,25-0,45 высоты ковша.

Способ наиболее эффективен, если в качестве шлакообразующей смеси используют шлаковую смесь системы СаО-АЬОз-МдО, близкую к эвтектическому составу.

Способ отличаетс  тем, что огнеупорное кольцо выполнено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению к оксидам легирующих элементов стали.

VJ

Ю ЧЭ Ю

i

Подача в зазор между футеровкой ковша и огнеупорным кольцом нейтральной по своему составу к материалу футеровки шла- кообразующей смеси позвол ет повысить ее стойкость и увеличить межремонтный пе- риод эксплуатации сталеразливочного ковша .

Дифференцированна  подача смеси в ковш обеспечивает образование стабильного сло  нейтрального шлака непосредствен- но от момента начала поступлени  металла и печного шлака в ковш до окончани  процесса слива.

Шлак, наход щийс  в зазоре между кольцом и футеровкой ковша, защищает ме- талл от окислени  воздухом.

По вл етс  возможность управлени  процессом образовани  шлакового гарни- сажа на стенках ковша путем изменени  состава присаживаемой по ходу слива шла- кообразующей смеси.

Предусмотренное способом частичное погружение огнеупорного кольца в металл обеспечивает надежную гарантию того, что агрессивные печные шлаки не будут иметь контакта с футеровкой ковша.

Огнеупорное кольцо может быть изготовлено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению к оксидам легирующих элементов стали, на- пример графита. По мере растворени  кольца графит поступает в шлак, восстанавливает легирующие элементы из их оксидов, одновременно предотвраща  насыщение металла кислородом.

Присадка первой порции смеси еще до слива металла в ковш позвол ет сформировать устойчивый защитный шлаковый слой непосредственно от начала слива.

Установка огнеупорного кольца диамет- ром 0,75-0,85 среднего диаметра ковша обеспечила его свободный подъем по мере заполнени  ковша.

Применение огнеупорного кольца диаметром более 0,85 затрудн ло свободный его подъем по высоте ковша, уменьшало толщину защитного шлакового сло , что в свою очередь сказывалось на качестве металла .

Уменьшение диаметра кольца менее 0,75 среднего диаметра ковша приводило к увеличению расхода шлаковой смеси. При этом часть смеси оставалась нерасплавившейс , что сказывалось на качестве металла .

Материал огнеупорного кольца выбиралс  по следующим признакам: плотность по отношению к плотности расплавленной стали, температура плавлени , восстановительна  способность при растворении по

отношению к оксидам легирующих элементов стали.

Увеличение плотности огнеупорного кольца более 0,45 плотности жидкого металла также снижало эффект присадки защитной шлаковой смеси. При этом скорость растворени  кольца в металле возрастала и, соответственно, снижалась его стойкость. Кольцо практически наполовину погружалось в расплав металла, часть печного шлака проникала к футеровке ковша, а стойкость кольца снижалась.

Присадка в первоначальной порции шлакообразующей смеси в зазор между огнеупорным кольцом и футеровкой ковша в количестве 15-30% общей массы смеси до начала поступлени  металла в ковш в количестве 15-30% общей массы до начала поступлени  металла в ковш позволила организовать защитный шлаковый слой непосредственно от начала слива металла.

При уменьшении количества первоначально присаживаемой смеси менее 15% общей массы вводимой в ковш смеси ее защитные свойства ухудшались. Шлаковый расплав быстро перегревалс , что отрицательно сказывалось на образовании гарни- сажного сло  на стенках ковша. Это  вление еще более усугубл лось тем, что часть шлаковой смеси переходила во внутренний объем ковша в момент поступлени  первых порций металла вследствие вымывани .

Увеличение количества присаживаемой смеси более 30% от ее общей массы также нерационально, поскольку смесь не успевала полностью расплавитьс  и часть ее тер лась на дне, а часть пересыпалась через кольцо и тер лась в общем объеме шлака в ковше.

В ходе экспериментальной гГроверки эффективности изобретени  было установлено , что первые порции шлакообразующих компонентов, загружаемые в ковш до начала заливки металла, оказывают эффективную защиту футеровки ковша за счет образовани  шлакового гарнисажа в первую половину периода слива. Затем вследствие интенсивного его расхода на образование шлакового гарнисажа эффективность защиты снижаетс . Поэтому было предложено после наполнени  0,25-0,45 высоты ковша металлом производить дополнительную присадку твердых шлакообразующих компонентов смеси в зазор между стенкой ковша и кольцом из специальных щелевых бункеров.

Присадка шлакообразующих компонентов до наполнени  0,25 высоты ковша неэффективна , поскольку усложн ет сам процесс присадки, наблюдаетс  недостаток дл  полного и быстрого расплавлени  новых порций смеси, поступающих в ковш.

Подача шлакообразующих после наполнени  более чем 0,45 высоты ковша ухудшала услови  защиты футеровки из-за малой толщины защитного сло  и его перегрева. Ухудшалась также стойкость огнеупорного кольца.

П р и м е р. В индукционной печи ИСТ- 0,4 выплавл ли коррозионную сталь 10Х18Н10Т. Перед сливом в ковш, футерованный основными огнеупорами, устанавливали кольцо, изготовленное из смеси углеродистой массы, идущей на изготовление графитированных электродов дл  дуго- вых печей, и высокоглиноземистой огнеупорной массы.

Наружный диаметр кольца составл л 0,75-0,85 среднего диаметра ковша, т. е. при среднем диаметре ковша, например, 750 мм 560-640 мм. Высота 65-70 мм.

Перед сливом металла кольцо устанавливали на подину ковша и в зазор между футеровкой и его наружным диаметром засыпали измельченную шлаковую смесь сие- темы СаО-А120з-МдО, близкую к эвтектическому составу. Сталь сливали из печи, а после заполнени  металлом 0,25- 0,45 высоты ковша в зазор непрерывно досыпали остаток смеси до момента полного слива металла. Общее количество шлаковой смеси на ковш составл ло 10-12 кг.

Основные технико-экономические показатели разливки металла по предложенному способу (варианты I-V), а также способу-прототипу приведены в таблице.

В результате проведенных испытаний было установлено, что при опробовании варианта 1 стойкость футеровки ковша снижалась до 13 плавок. Наиболее интенсивное разрушение футеровки наблюдалось в нижней части ковша.

При разливке по варианту II массова  дол  оксидов титана в основном печном шлаке снижалась до 0,55-0,65%, а стой- кость футеровки повышалась до 16 плавок. Начальна  порци  шлаковой смеси полностью расплавл лась еще до заполнени  ковша на высоту 0,25 его полной высоты.

Наиболее высокие результаты были получены при опробовании варианта III. Перва  порци  шлаковой смеси полностью расплавл лась, а последующа  ее догрузка после заполнени  0,35 высоты ковша металлом трудностей не представл ла.

Содержание оксидов титана в шлаке снижалось до 0,45-0,50%, а колебани  температуры металла в печи и ковше составл ли 20-25%. Огнеупорное кольцо тер ло не

более 15-20% своей первоначальной массы .

Следует отметить как положительный тот факт, что дифференцированна  присадка шлаковой смеси по ходу слива после за- полнени  металлом 0,35 высоты разливочного ковша обеспечивала образование неполностью расплавившегос  сло  на поверхности шлака, наход щегос  в зазоре между стенкой ковша и кольцом. Это предохран ло металл от дополнительных потерь тепла, а также способствовало формированию устойчивого шлакового гарниса- жа на футеровке ковша.

При разливке по варианту IV несколько снижалась стойкость футеровки ковша из-за повышенного её износа в нижней части. Разбег температур металла увеличивалс  до 35-40°С. Увеличилась скорость растворени  материала кольца из-за чрезмерного погружени  и большого контакта кольца с расплавом стали.

Испытани  варианта V показали, что увеличение диаметра кольца и плотности его материала привод т к усложнени м процесса ввода кольца и загрузки шлакообразующих в зазор, увеличивают скорость растворени  материала кольца,

Стойкость ковша снижаетс , а перепад температур возрастает, что св зано с недостатком шлаковой смеси в зазоре.

При испытани х способа-прототипа обнаружены следующие недостатки. Затрудн етс  введение кольца в ковш и последующее его свободное всплывание. Перепад температур перед сливом в печи и в ковше перед разливкой составил 50-60%, а стойкость ковша снизилась до 10 плавок.

Таким образом, предложенный способ позвол ет повысить стойкость разливочных ковшей, снизить концентрацию оксидов легирующих элементов в шлаке и их безвозвратные потери и улучшить качество металла,

Экономическа  эффективность при использовании предложенного способа образуетс  за счет повышени  срока эксплуатации разливочных ковшей и снижени  расхода дефицитных огнеупорных материалов; уменьшени  безвозвратных потерь легирующих элементов; повышени  качества металла и отливок за счет снижени  содержани  кислорода, включений, а также улучшени  качества поверхности.

Claims (3)

1. Способ внепечной обработки стали, включающий размещение на днище стале- разливочного ковша огнеупорного кольца, выпуск металла из плавильного агрегата в разливочный ковш через огнеупорное кольцо , загрузку шлакообразующих в ковш по

ходу слива, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества металла, увеличени  стойкости футеровки ковша и экономии легирующих элементов стали, огнеупорное кольцо имеет наружный диаметр 0,75-0,85 среднего диаметра ковша, в качестве шлакообразующей смеси используют нейтральную по своему составу к материалу футеровки шлакообразующую смесь, причем 15-30% общей массы вводимой смеси ввод т в зазор между футеровкой ковша и огнеупорным кольцом до слива металла , а оставшуюс  часть шлакообразующей смеси подают по периметру ковша в зазор

0

между футеровкой и огнеупорным кольцом непрерывно после наполнени  0,25-0,45 высоты ковша.

2. Способ поп. 1, отличающийс  тем, что в качестве шлакообразующей смеси используют шлаковую смесь системы СаО- АЬОз-МдО, близкую к эвтектическому составу .

3. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что огнеупорное кольцо выполнено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению к оксидам легирующих элементов стали.