SU1067058A1 - Способ обработки жидкой стали - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОЙ СТАЛИ, включающий выпуск металла из сталеплавильного агрегата через одноручьевой желоб в ковш, присадку добавок в ковш и подачу нейтральных газов через погружаемую в металл фурму, отлич аюцийс   тем, что, с целью повышени  эффективности процесса обработки стали нейтральными газами и улучшени  ее качества, подачу нейтральных газов ведут одновременно с выпуском металла через фурму, установленную на рассто нии от вертикальной оси ковша, равном 0,2-0,8 радиуса ковша , и размещенную в секторе, противоположном струе истекающего металла3 и oгpaничeннo л углом 20-75° с плос- (Л костью, проход щей через вертикаль-:, ную ось ковша и ось истекающей струи с металла. О5 о О сх

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к технологии обработки жидкой стали в ковше нейтральньми газами при выпуске ее из плавильного агрегата. Широкое распространение в черной металлургии получила обработка жидкой стали в ковше нейтральными газами, позвол юща  дополнительно осуществить р д технологических операций вне сталеплавильного агре гата,: регулирование температуры ме талла, более глубокое раскисление, снижение содержани  газов и других вредных примесей и т.д. Известны способы обработки жидк стали, включающие выпуск (слив) жидкого металла из сталеплавильног агрегата, присадку добавок во врем выпускгг в ковш и подачу нейтрально го .газа, например азота, после выпуска через фурму, погружаемую в металл Cl } и С 2 J. Эффективность обработки стали ук занными способами, при которых продувка металла в котвше производитс  после выпуска плавки из сталеплавильного агрегета (конвертера), в значительной мере зависит от количества конечного конвертерного шла ка, попадаемого в ковш. Максимальный эффект удалени  газов, серы, фосфора и неметаллических включени из металла при.одновременном его усреднении достигаетс  при полной отсечке этого шлака, что довольно сложно осуществить. Примен ема  в этам случае присадка извести в ковш вызывает образование такого моноли ного шлакового коржа, который затрудн ет проведение дальнейших технологических операций Г2. Практика показывает, что предпочтительно производить обработку жидкой стали в ковше без наличи  в нем технологического шпака или до его по влени , когда одновременно с продувкой осуществл етс  ввод добавок в металл . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  способ обработки жидкой стали, включающий выпу жидкого металла из сталеплавильного агрегата через одноручьевой желоб в ковш, присадку добавок в ковш -а также подачу нейтрального газа в смеси с порошкообразными материалами через погружаемую в металл про дувочную фурму по ступенчатому режи му. При этом продувочна  фурма отно сительно ковша зафиксирована неподвижно Сз. Недостаток известного способа заключаетс  в том, что в услови х ввода в ковш во врем  выпуска ме-. талла значительного количества доба вок раскислителей (20 кг/т и .более) не представл етс  возможным закончить продувку к моменту по влени  шлака, что снижает в целом эффективность обработки стали и стойкость кладки ковша. Причиной этого  вл етс  недостаточное использование суммарной мощности перемешивани  металла от падающей в ковш струи и вдуваемого через фурму нейтрального газа вследствие отсутстви  оптимальной ориентации месторасположени  продувочной фурмы относительно струи выпускаемого в ковш металла и вертикальной оси ковша. Цель изобретени  - повышение эффективности процесса обработки стали нейтральными газами и улучшение ее качества. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу обработки жидкой стали, включающему выпуск металла из сталепдавильного агрегата через одноручьевой желоб в ковш, присадку добавок в ковш и подачу нейтральных газов через погружаемую в металл фурму , подачу нейтральных газов ведут одновременно с выпуском металла через фурму, установленную на рассто нии от вертикальной оси ковша, равном 0,20 ,8 радиуса ковша и размещенную в секторе, противоположном струе истекающего металла и ограниченном углом 20-75° с плоскостью, проход щей через вертикальную ось ковша и ось истекающей струи металла. На фиг. 1 схематично изображено взаимное расположение продувочной фурмы, истекающей струи металла и вертикальной оси ковша; на фиг. 2 и 3 - графические данные результатов сопоставительных испытаний предложенного технического решени  и прототипа. Предлагаемый способ включает еле- дующие операции, выполн емые в такой последовательности: исходной операцией  вл етс  выпуск металла из сталеплавильного агрегата (например,. мартеновской печи) в ковш. После начала выпуска при некотором наполнении , ковша, например на 1/4 высоты , производ т присадку добавок раскислителей или легирующих матегриалов . Одновременно с выпуском осуществл ют подачу нейтральных газов в металл через фурму, которую устанавливают на рассто нии от вертикальной оси ковша, равном 0,20 ,8 радиуса ковша.-При этом фурму размещают в секторе, противоположном струе истекающего металла и ограниченном углом 20-75 с плоскостью, проход щей через вертикальную ось ковша и ось истекающей струи металла . При таком расположении продувочной фурмы ведут продувку до по влени  в ковше шлака, после чего фурму извлекают из ковша и прекращают подачу нейтральных газов.. Расположение фурмы во врем  продувки относительно вертикальной оси ковша и истекающей струи металла определено исход  из требовани  получить максимальное развитие направленного перемешивани . Проведенными исследовани ми установлено , что в различных точках объема ковша потоки металла во врем  его выпуска имеют не только различные скорости, но и различные направлени . Поэтому фурму во врем  продувки необходимо располагать в тех зонах, где направление газово го потока на выходе продувочной фурмы совпадает с циркул ционными потоками ванны ковша от воздействи  энергии истекающей.струи металла, что увеличивает перемешивание металла в ковше и в конечном .итоге улучшает усреднение его хшлического состава и температуры, удаление вре ных примесей и неметаллических вклю чений в общей объеме ванны ковша. На основании результатов исследоваНИИ , выполненных в лабораторных установках и промышленных агрегатах, размещение фурмы в секторе, противоположном струе истекающего металла , установлено исход  из услови , чтобы возникали противопотоки вдуваемого нейтрального газа и стру -выпускаемого металла, тормоз щие общее перемешивание ванны ковша. Экспериментально определено, что в услови х продувки металла нейтрал ными газами, происход щей одновременно с его выпуском, размер подъем ной, зоны в ванне ковша составл ет около 0,2 радиуса ковша. В свйзи с этим определена  ецелесообраз-ность установки фурмы на рассто нй1 относительно оси ковша более 0,8 его ра диуса,- поскольку в активную зону подъемного потока от вдувани  нейтрального газа попадает стенка ковш и создает возмущение этому потоку, снижа  его эффективность. С другой стороны, расположение фурмы от вертикальной оси на рассто нии менее 0,2 радиуса ковша также св зано с тормоз щим воздействием потоков струи выпускаемого металла. Ограничение углов сектора расположени  продувочной фурмы относительно плос кости, проход щей через вертикальную ось ковша и ось истекающей стру определено в результате проведенных исследований тем, что при угле;менее 20° продувочна  фурма попадает в зону расположени  самой струи, св зано с выходом продувочной фурмй из стро . А при угле более 75° погруженна  в металл фурма попадает в зону противотока металла, возник щёго от воздействи  истекающей струи, и эффективность обработки нейтральными газами резко снижаетс . Апробаци  в производственных услови х предложенного технического решени  вы вила предпочтительную целесообразность его применени  при производстве низколегированных сталей где расход присадок в ковш раскисли елей составл ет 25 и более кг/т и вопрос усреднени  состава металла  вл етс  первостепенным. П р. и м е р. Низколегированную сталь СВ.08Г2С и рессорно-пружинную сталь 60С2 выплавл ли в 250-тонной мартеновский печи и выпускали в ковш, где .производили одновременную обработку металла нейтральным газом через подвижную продувочную фурму, имеьощую возможность перемещатьс  в вертикальной и горизонтальой плоскост х. В качестве нейтрального газа примен ли азот..Расход раскислителей, присаживаемых в ковш, составил 7,30 т. Фурму опускали в металл и начинали продувку при наполнении ковша на 1/4 его высоты. Во врем  продувки фурму располагали на рассто нии 1,1 м от вертикальной оси ковша в секторе, противоположном струе истекак цего металла , под углом 40° от плоскости, проход щей через вертикальную ось .ковша и ось истекающей струи металла . Заканчивали продувку металла при по влении шлака в ковше. Затем металл разливали сифонным способом в изложницы нз восьмиМестных поддонах в слитки массой 8 т в соответствии с действующей в цехе технологией . Промышленное опробование предложенного способа показало, что по сравнению с прототипом возможно сократить продолжительность продувки на 25-30% и снизить расход нейтрального газа на продувку на 2025% . Кроме того, дополнительно проведено вы вление вли ни  режима продувки на усреднение состава металла посредством сравнительного анализа неоднородности его химсостава по содержанию марганца и кремни  в низколегированной стали Св.08г2С и рессорно-пружинной стали 60С2. На фиг. 2 представлены данные .0 вли нии продолжительности продув-ки стали СВ.08Г2С нейтральней газом на максимальное отклонение содержани  марганца в пробах металла отобранных на разливке после наполнени  1, 3 и 4 поддонов от ковшевого сдаточного анализа. На фиг. 3 представлены данные о вли нии продолжительности продувки стали 60С2 нейтральным газом на максимальное отклонение кремни  в

аналогично отобранных пробах металла .

Из полученных зависимостей (фиг. 2 и 3) следует, что необходимое усреднение металла в объеме ковша по указанным элементам достигаетс  по предлагаемому способу обработки жидкой стали в ковше при длительности продувки около 6 мин (см. крива  П на фиг. 2 и 3), т.е.. практически до по влени  шлака в ковше, тогда как при технологии по способу-прототипу усреднение металла достигалось за 7,5-8 ми ( см. крива  I на фиг.2 и 3). При этом в св зи с окончанием продувки до по влени  шлака в ковше снижаетс  износ футеровки ковша главным образом в верхней его части, чем повышаетс  стойкость ковша на 1015% .

Вы вление оптимальных параметров продувки стали нейтральным газом и общей эффективности- предложенного способа проведено путем сопоставительного анализа неоднородности

химсоцтава металла марки Св.08Г2С. Выпуск плавок указанной марки стали осуществл лс  согласно действующей технологии: раскисление в ковше силикомаргандем, 65%-ным ферросили0 цием и ал1сминием, а дл  стабилизации окисленности шлака и метсшла перед выпуском плавки в печь присаживали 6 ферросилиций. Метсшл в ковше продували азотом посредст5 вом погружаемой в металл фурмы во врем  выпуска плавки в 250-тонный ковш через одноручьевой желоб. Продувку металла заканчивали до по влени  в ковше печного шлака.

Результаты испытаний приведены в та бл. 1 и 2.

Таблица 1

Менее 0,2

40

+ 0,28

+0,24 -0,50 -0,45 + 0,05 + 0,07 -0,07 -0,08

0,8

Более 0,8

40

40

40

+0,21

+0,06

+0,05

0,22 -0,39 -0,22 -0,10 ,20 +0,06 +0,06 +0,05 0,05 -0,07 -0,07 -0,07 , 07

0,5

Менее 20°

Максимальное отклонение содержани  комюнентов в металле, вес.%:

Приведенные данные свидетельствуют о том, ЧТО при подаче нейтрального газа (азота) во врем  выпуска металла через фурму, расположенную на рассто нии от вертикальной оси ковша, равном 0,2-0,f радиуса ковша, и размещенную в секторе , противоположном струе истекаю , 1цего металла и ограниченном углом 20-75° от плоскости, проход щей через вертикальную ось ковша и ось истекающей струи металла, достигаетс  отклонение по химической неодТаблица 2

0,5

0,5

0,5

0,5

75

30

Более 75

нородности металла в 1,5-2,0 раза ниже, чем при способе-прототипе. Таким образом, использование предложенного способа позвол ет существенно повысить эффективность процесса обработки стали нейтральными газами и улучшить ее качество.

Экономический эффект от применени  предложенного способа обработки стали вместо действующей технологии составит при обработке 5000 т стали около 21 тыс. руб. в год.

/Г 55 , . 7

Проовлзките/1ьиость прщоки cmoflu a3omoff, fii/н

Claims (1)

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОЙ

   СТАЛИ, включающий выпуск металла из сталеплавильного агрегата через одноручьевой желоб в ковш, присадку добавок в ковш и подачу нейтральных газов через погружаемую в металл фурму, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса обработки стали нейтральными газами и улучшения ее качества, подачу нейтральных газов ведут одновременно с выпуском металла через фурму, установленную на расстоянии от вертикальной оси ковша, равном 0,2-0,8 радиуса ковша, и размещенную в секторе, противоположном струе истекающего металла5 и ограниченном углом 20-75° с плоскостью , проходящей через вертикаль-;. /Л ную ось ковша и ось истекающей струи ' металла.

   СП QO