О
:о
11 Изобретение относитс к черной металлурги , в частности к производству стали в электродуговьк печах, и . может быть исирльзовано при производ стве высококачественной стали, выплавл емой на металлизованных окатышах . Известна выплавка стали в электро дуговых печах однопшаковым процессом по которому в начале доводки в печь присаживают углеродистый ферромарганец (из расчета получени в стали среднего заданного содержани марган ца) и кусковый ферросилиций (1 кг/т) дл прекращени кипени ванны. После получени результатов анализа пробы, отобранной в конце окислительного периода, сталь легируют хромом и до вод т до нужного содержани углерода Длительность доводки составл ет 1012 мин, в это врем шлак в печи не раскисл ют. Затем металл сливают в ковш, на дно которого помещают кусковый ферросилиций дл раскислени и легировани и алюминий дл раскислени . Металл сливают без шлака , шлак-спускают в ковш в конце выпуска l Недостатками такого способа выплавки стали одношпаковым процессом вл ютс дополнительные затраты времени на предварительное раскисление металла ферросилицием и ферромарганцем , присадка двух не сплавленных раскислителей - кусковых алюмини и ферросилици на дно ковша, что зна чительно снижает эффект раскислени стали и легировани ее алюминием, невозможность удалени серы из стали в процессе ее выпуска из печи, сниже ние производительности дуговой печи из-за необходимости проведени в печ периода доводки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату вл етс способ производства хромистой подшипниковой стали , согласно которому металл вьпглавл ют на металлизованных окатьш1ах с использованием лома и выпускают из печи с содержанием углерода 0,6-0,9% раскисл ют его в ковше введением 0,1-0,8 кг/т алюьшни при вакуумировании , а затем карбидом кальци в количестве 2-15 кг/т стали и перемешивают металл продувкой нейтральным газом до снижени его температу9 ры до уровн , превьш1аю1цегс на 5090 С температуру ликвидуса 2J . Недостатком известного способа вл етс усложненность процесса выплавки стали с применением дорогосто щего оборудовани и невысокое качество стали, так как получаема по изложенному способу производства сталь содержит неметаллические включени типа алюминатов кальци , которые недостаточно эффективно могут быть удалены из стали даже с использованием в технологии выплавки последующего процесса вакуумировани . Целью изобретени вл етс упрощение процесса производства стгши из металлизованных окатьш1ей и повьш1ение качества стали. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу производства стали одношлаковым процессом в электродуговой сталеплавильной печи, включающему расплавление лома и металлизованных окатьш1ей, выпуск расплава в ковш без шлака, раскисление, легирование и продувку металла нейтральным газом, жидкий металл непосредственно после расплавлени всего количества металлизованных окатышей вьтускают в ковш на поверхность нагретого до 600-1200 С марганецалюминиевого сплава, после вьшуска в расплав ввод т ферросилиций и на зеркало металла подают легкоплавкую шлакообразующую смесь. В процессе взаимодействи окисленного полупродукта с алюминием и марганцем , вход щих в состав сплава, при избытке кислорода образуютс жидкие крупные неметаллические включени типа герцинита. Неметаллические включени подобного типа весьма хорошо удал ютс из жидкого металла, особенно при вьтуске плавки в ковш, когда полностью используетс кинетическа энерги падающей струи металла, тем , самым создаютс хорошие услови дл перемешивани металла с марганецалюминиевым сплавом. Введение ферросилици после введени марганецалюминиевого сплава преследует цель только легировани металла кремнием, но не его раскислени . В этом случае не образуютс неметаллические включени силикатного типа. Содержание серы и фосфора в мета ле регулируют количеством проплавленных металлизованных окатьпией в печи. Чем больша дол окатышей по сравнению со стальным ломом проплавлена , тем меньше содержание при месей в готовой стали. Вследствие того, что металл в печи не раскисл ют, содержание газов водорода, азот также зависит от количества проплав ленных окатышей, плавление которых проходит с кипом в интенсивном режи ме образовани пузьфьков окиси угле рода. Сокращение длительности плавки происходит за счет ликвидации операций предварительного раскислени металла в печи и сокращени времени на определение содержани остаточных элементов в печи после предварительного раскислени мет-алла. Опытами установлено, что сокраще ние длительности плавки составл ет 17 - 24 мин, в процентах к общей длительности плавки это составл ет 9,5-13,5%, т.е. в среднем около 10% Нагрев стаперазливочного ковша менее 600 С не желателен из-за допо нительных потерь тепла, потому что при выпуске стали, из печи металл охлаждаетс до того критического со то ни , что в дальнейшем невозможно произвести продувку стали аргоном в ковше, окончательно не заморозив плавку. Превьшгение нагрева ковша сверх 1200 С также не желательно, потому что ухудшаетс стойкость футеровки ковша., так как оставшийс частично шлак на границе с футеровкой ковша при температуре свьш1е 1200 С дает эвтектического состава шлаковые включени и соединени и разъедает футеровку ковша. Присадка на зеркало металла легк плавкой шлакообразующей смеси необх дима дл сохранени тепла металла в ковше .при последующей обработке, в частности, при продувке расплава аргоном. Изобретение позвол ет работать одношлаковым процессом в дуговой электропечи с проплавлением в ней металлизованных окатьш1ей и получать сталь высокого качества, кроме того позвол ет увеличить производительность печного агрегата за счет сокр щени нахождени или пребывани жидкого металла в печи. Пример 1. Выплавка и внепечное рафинирование стали 111X15 включает следующие операции: завалка шихты, состо щей из 30% углеродистого лома и 70% металлизованньк железорудных окатышей; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода и последующий контроль пробы металла на полный химический анализ; присадка феррохрома на средний уровень содержани его в стали с учетом остаточного его содержани и с учетом угара его; выпуск нераскисленного жидкого металла после проплавлени металлизованных железорудных окатышей из печи в ковш на поверхность прокаленного до 600°С марганецалюминиевого сплава; присадка ферросилици из желоба с высоты 4 м от уровн зеркала металла; присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состо щей , например, из плавикового шпата, силикокальци и извести в соотношении 2:1:5; продувка расплава в ковше аргоном в течение 10 мин. Пример 2. Выплавка и внепечное рафинирование стали 20К включает следующие операции: завалка шихты, состо щей из 40% углеродистого стального лома и 60% железорудных окатьш1ей; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периоа; выпуск нераскисленного жидкого металла после проплавлени металлизо- i ванных железорудных окатышей из печи в ковш на поверхность прокаленного о 1200 С марганецалюминиевого сплава . присадка ферросилици из желоба с высоты 5 м от уровн зеркала метала; присадка на зеркало металла легколавкой дшакообразующей смеси, состо щей , например, из 60% извести и 40% плавикового шпата; продувка расплава в ковше аргоном в течение 10 мин. Пример 3. Выплавка и внепечное рафинирование стали 20ХНЗА включает следующие операции: . 51 завалка шихты, состо щей, например , из 80% металлизованных окатьте 20% углеродистого стального лома и соответствующего количества закиси никел ; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного пери да и последукиций контроль пробы металла на полный химический анализ; присадка феррохрома и никел в металл через слой шлака на средне содержание хрома и никел с учетом остаточного содержани их в металле и с учетом угара хрома; выпуск нераскисленного зшдкого металла после проплавлени всего ко личества металлизованных окатьш1ей ИЗ печи в ковш на поверхность прокаленного до марганецалюминие вого сплава; присадка ферросилици из желоба с высоты 6 м от уровн зеркала металла; присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состо щей , например, из марганцевой руды, силикатной глыбы, песка, силикокальци в соотношении 1:1:1:1; продувка расплава в ковше аргоном в течение 8 мин с интенсивностью 0,01 нм/т-мин. Таким образом, изобретение позвол ет увеличить производительность дуговой сталеплавильной печи примерно на 10% за счет сокращени длительности плавки. Сокращение длительности плавки происходит за счет ликвидации периода рафинировки и перенесени его на выпуск плавки и на период продувки стали аргоном в ковше. Качество стали во всех случа х отвечает соответствующим техническим требовани м