RU1803434C - Способ выплавки и вакуумировани стали - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в металлургии, в частности при выплавке и вакуумировании подшипниковой стали. Сущность; способ включает последовательную обработку металла в ковше сначала основным восстановительным шлаком посредством слива из печи на твердые шла- кообразующие материалы с одновременной продувкой расплава аргоном с интенсивностью 0,01-0,07 м3/т.мин и через 30 -90 с основным окислительным шлаком и аргоном с интенсивностью 0,2-0,8 интенсивности первоначальной продувки в течение 30-180 с, после чего удал ют 20-40% массы окислительного шлака, присаживают нейтрализатор и осуществл ют вакуумирование нераскисленного металла. ел С

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , конкретно к выплавке подшипниковой стали и обработке ее на агрегате вакуумироваки .

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение производительности процесса и снижение загр зненности сульфидными включени ми при сохранении на прежнем уровне загр зненности по оксидам и глобул м.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что сначала осуществл ют обработку металла в ковше основным восстановительным шлаком посредством слива металла из печи в ковш на твердые шлакообразующие материалы с одновременной продувкой расплава аргоном с интенсивностью 0,01-0,07 м /т.мин и через 30-90 с - основным окислительным шлаком и аргоном с интенсивностью 0,2-0,8 от первоначальной величины продувки в течение 30-180 с, после чего удал ют 20-40% массы шлака, присаживают нейтрализатор и осуществл ют вакуумирование металла.

Предлагаемый способ вакуумировани  нераскисленной подшипниковой стали  вл етс  более эффективным и быстротечным при удалении серы (обработка нераскисленной стали в ковше основным восстановительным шлаком посредством слива

00

о

СА)

ь.

СО

Јь

металла в ковш на твердые шлакообразую- щие) и более эффективным и быстротечным при формировании окислительного шлака после обработки восстановительным (посредством слива окислительного печного шлака в ковш после слива металла), причем без чрезмерного насыщени  металла кислородом . Поскольку обработка металла окислительным шлаком быстротечна (30-180 с) и производитс  без применени  продувки ме- талла кислородом, что позвол ет получать в исходном и вакуумированном металле более низкую массовую долю кислорода.

Организованна  таким образом шлакова  и вакуумна  обработка подшипниковой стали позвол ет в значительной степени избежать недостатков, перечисленных выше.

В предлагаемой технологии осуществл етс  обработка металла основным восстановительным шлаком с массовой долей FeO менее 1,0%, что повышает эффективность удалени  серы из металла в шлак. Поскольку обрабатываетс  нераскисленный или сла- бораскисленный металл, то уменьшаетс  переход кальци  и титана из восстанови- тельного шлака в металл, хот  этот поток элементов присутствует и в этом случае. Дл  более глубокого очищени  металла от кальци /титана и создани  благопри тных условий дл  углеродного раскислени  в вакууме металл обрабатываетс  основным окислительным шлаком. При этом создаетс  поток кислорода из шлака в металл такой интенсивности , котора  позвол ет св зать избыток кальци  и титана в неметаллические включени  с последующей их ассимил цией шлаком в процессе продувки аргоном шла- кометаллической смеси. Правда, в этом случае несколько повышаетс  массова  дол  кислорода, растворенного в металле. Одна- ко это обсто тельство в конкретном случае играет положительную роль дл  последующего вакуумировани  данного металла. По- скольку в этом случае более полно реализуетс  условие дл  углеродного рас- кислени  металла в вакууме, т.е. дл  раскислени  без дополнительного образовани  неметаллических включений с участием эле- мента-раскислител .

Обработка металла в ковше основным восстановительным шлаком (из твердых шлакообразующих) с одновременной продувкой расплава аргоном через шибер во врем  слива создает интенсивное переме- шивание металла и шлака. Это позвол ет получать металл с заданной низкой массовой долей серы (от 0,005 до 0,008%), регулиру  составом восстановительного шлака и интенсивностью продувки.

Дл  более полного очищени  металла от кальци , титана и др. элементов, перешед ших в металл в результате обработки основ- ным восстановительным шлаком, используетс  обработка металла основным окислительным шлаком с массовой долей FeO от 1,0 до 6,0%. Данна  операци  необходима также дл  создани  благопри тных условий углеродного раскислени  металла при вакуумировании (повышение в необходимой мере массовой доли кислорода в исходном металле).

Необходима  и достаточна  степень окисленности металла после его обработки основным восстановительным шлаком и перед вакуумированием определ етс  массовой долей FeO от 1,0 до 6,0%, интенсивностью и длительностью продувки расплава аргоном, количеством окислительного шлака в ковше перед вакуумированием металла.

Оптимальные и граничные значени  за вл емых параметров и их вли ние на цель изобретени  были определены экспериментально с использованием данных по выплавке и внепечной обработке подшипниковой стали в 100-т дуговых печах Чел бинского металлургического комбината .

Пауза в 30-90 с между обработкой металла восстановительным и окислительным шлаками ограничивает врем  (30 с), меньше которого не представл етс  возможным образование гомогенного окислительного шлака в ковше и врем  (90 с), больше которого возникают необоснованные тепловые потери,

Продувка нейтральным газом шлакоме- таллической смеси в течение времени менее 30 с и более 180 с нецелесообразна. В первом случае из-за недостатка времени контакта фаз и, как следствие, ухудшени  удалени  из металла кальци , титана, уменьшени  углеродного раскислени  металла в вакууме. Bo-втором, из-за чрезмерного времени контакта фаз, привод щего к увеличению тепловых потерь и загр зненности стали огнеупорной футеровкой ковша .

Продувка расплава аргоном с интенсивностью меньше 0,01 м /т.мин не обеспечивает услови  дл  эффективного удалени  серы из металла (при обработке его восстановительным шлаком), а меньше 0,2 интенсивности от первоначальной продувки - удалени  из металла кальци  и титана (при обработке основным окислительным шлаком ). При интенсивности продувки аргоном больше 0,07 м3/т.мин и 0,8 интенсивности первоначальной продувки, в соответствующие периоды, - увеличиваетс  загр знение металла неметаллическими включени ми вследствие разрушени  футеровки ковша.

Необходимость удалени  части окисли- тельного шлака из ковша обусловлена повышением эффективности порционного вакуумировани  стали.

Удаление из ковша части окислительного шлака в количестве менее 20% от всей его массы приводит к вторичному окислению уже отвакуумированного металла оставшимс  чрезмерно большим количеством шлака. При этом массова  дол  кислорода в металле повышаетс  с 0,0017 до 0,0021%.

При удалении части окислительного шлака в количестве более 40% может нарушитьс  ход порционного вакуумировани  из-за недостатка шлака в ковше. Иными словами, создаетс  аварийна  ситуаци .

Основной окислительный шлак с массовой долей FeO 3,5-9,0% наводитс  в печи в период доводки, При выпуске металла из печи этот шлак придерживаетс , отсекаетс  металлом, посредством резкого наклона пе- чи,и в ковш не поступает.

Металл в ковше обрабатываетс  основным восстановительным шлаком с массовой долей FeO менее 1,0%. Восстановительный шлакформируютиз твердых шлакообразую- щих (известь, известн к, плавиковый шпат, кусковой алюминий), которые предварительно загружаютс  в ковш или высыпаютс  в ковш из подвесного бункера в начале слива металла из печи. И в том, и в другом случае обработку металла восстановительным шлаком в ковше при сливе интенсифицируют известным приемом аргонной продувкой расплава через шибер.

По окончании слива металла из печи заканчивают его обработку восстановительным шлаком и начинают слив из печи ранее подготовленного основного окислительного шлака.

В результате перемешивани  отрабо- тайного восстановительного шлака и вылитого из печи окислительного шлака в ковше образуетс  основной окислительный шлак с массовой долей FeO от 1,0 до 6,0%, которым и обрабатываетс  металл при по- мощи аргонной продувки в течение 30-180 с.

Более подробно вли ние параметров за вл емой технологии на качество стали приведено в таблице.

Пример. Выплавл ли подшипниковую сталь марки ШХ15СГ в 100,-т электропечи. После расплавлени  шихты и окислени  углерода до массовой доли 0,8%, замерили температуру (1630°С) и присадили феррохром и ферромарганец высокоуглеродистый из расчета получени  в металле массовой доли хрома и марганца на нижнем марочном пределе. Металл и шлак в печи не раскисл ли . Массова  дол  FeO в печном шлаке по данным химического анализа составила 9,0%. После отбора пробы металла и получени  результатов анализа металл- сливали в ковш, где помещали известь (2,8 т) и плавиковый шпат (,02 т). При выпуске печь резко наклон ли в сторону слива с целью предотвратить попадани  печного шлака в ковш. Одновременно расплав продували аргоном через шиберный затвор с интенсивностью 0,04 м /т.мин (240 м /ч по показанию расходомера). Через 60 с после выпуска расплава его обрабатывали аргоном с интенсивностью 100 м3/ч (что составило 100/240 0,4 от первоначальной интенсивности продувки аргоном). При этом массова  дол  FeO в шлаке составила 4,5%.

Второй этап обработки проводили в течение 100 с. После окончани  обработки 1,5 т шлака удал ли через носок путем наклона ковша. Учитыва , что масса печного шлака, как правило,0-2,8 т, а масса шлака в ковше 3,0 т, это составило 30% от общей массы шлака. Осуществить контроль за массой скачиваемого шлака достаточно легко ho тому объему, который он занимает в шлаковой чаше. После этого присаживали нейтрализатор шлака (доломит) и металл ва- куумировали на установке порционного вакуумировани  (типа ДН), где доводили металл по химическому составу и раскисл ли .

В готовом металле получили.массовую долю серы 0,007%, кйслоро да 0,0017%. Средний балл неметаллических включений составил: сульфиды - 2,2, оксиды - 3,2, гло- були - 2,4 балла.

Продолжительность обработки стали (оптимальна ) составила: укороченна  доводка в печи .30 мин, обработка шлаками 8 мин, вакуумирование 20 мин, итого 58 мин.

Экономическа  эффективность предлагаемого способа за счет повышени  производительности составит примерно 1-3 руб/т стали. Кроме того, повышаетс  качество стали.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ выплавки и вакуумировани  стали , преимущественно подшипниковой, включающий выплавку металла, обработку рафинировочным шлаком, вакуумом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества стали за счет снижени  загр зненности сульфидными включени ми при сохранении на прежнем уровне загр зненности по оксидам и глобул м, снижени  тепло- вых потерь за счет сокращени  продолжительности обработки, металл в ковше вначале обрабатывают основным восстановительным шлаком посредством слива металла из печи в ковш на твердые шлакообразующие материалы с одновременной продувкой расплава аргоном с одновременной продувкой расплава аргоном с интенсивностью 0,01-0,07 м3/т-мин и через 30-90 с основным окислительным шлаком и аргоном с интенсивностью продувки 0,2-0,8 первоначальной продувки в течение 30-180 с, после чего удал ют 20-40% массы шлака, присаживают нейтрализатор и осуществл ют вакуумирование металла.