SU1142514A1 - Способ рафинировани расплавленного металла - Google Patents

Abstract

1., СПОСОБ РАФИНИРОВАЙМ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА под Слоем шлака в мартеновской печи, включающий введение в ванну окислител  и углеродистого материала, тем, что. отличающийс  с целью снижени  температуры дефосфорации, повьшени  эффективности дефосфорирующего действи  шлака и снижени  расхода низкофосфористых материалов дл  выплавки стали, углеродистый материал фракцией 1070 мм ввод т на участок поверхности шлака, расположенный со стороны подачи факела на 1/6-1/3 длины ванны и удаленный от задней стенки печи на 1/3-1/2 ширины ванны, через 2-5 мин после введени  окислител  в количестве 0,02-0,06 от массы введенного окислител . 2. Способ ПОП.1, отличаюСЛ щийс  тем, что цикл введение окислител  - введение углеродистого материала повтор ют 2.-3 раза с интервалом 15-30 мин.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к способам рафинировани  стали в мартеновских печах.

Типова  технологи  рафинировани  мартеновской плавки без применени  кислорода состоит в том, что расплавленный и нагретьй до 1550-1570 С металл подвергают окислительному рафинированию , ввод т в ванну окислитель (железную руду, агломерат, окалину и т.п.). При этом окисл ютс  кремний , марганец, фосфор, углерод и др. легкоокисл ег-ше примеси. После окислени  примесей и перевода их в шлако вую фазу скачивают большую часть шлака и навод т новый присадками извести , боксита и прочих флюсов Л . Однако 33 этом способе недостаточно полно используютс  дефосфорирую .1цие свойства печных шлаков, поскольку начало присадки окислителей возможно без удлинени  плавки только при относительно высокой температуре (более 1550-1570 0), когда термодинамические услови  окислени -фосфора неблагопри тные.

Ранн   присадка окислител  в конце периода плавлени  или в расплавленный металл при температуре ниже 1550 С, когда термодинамические услови  дл  удалени  фосфора наиболе благопри тны, приводит к значительному охлаждению ванны, увеличению продолжительности плавки и затруднению скачивани  ишака, что в ит-оге не способствует дефосфорации металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ рафи нировани  раепдавленного металла под слоем шлака в мартеновской печи, включающий введение в ванну окислител  и углеродистого материала 21 .

Однако данньй способ- не обеспечивает повышение дефосфорирующих свойств шлака и не позвол ет снизить расход низкофосфористых материалов дл  выплавки стали.

Цель изобретени  - снижение температуры дефосфорации, повышение эффективности дефосфорирующего действи  шлака и снижение расхода низкофосфористых материалов дл  выплавки стали.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу рафинировани  расплавленного металла под

слоем шпака в мартеновской печи, включающему введение в ванну окислител  и углеродистого материала, углеродистьй материал фракцией 10-70 мм ввод т на участок поверхности шлака, расположенный со стороны подачи факела на 1/6-1/3 длины ванныи удален ный от задней стенки печи на 1/3-1/2 ширины ванны, через 2-5 мин после введени  окислител  в количестве 0,02-0,06 от массы введенного окислител  .

Цикл введение окислител -введение углеродистого материала повтор ют 2-3 раза с интервалом 15-30 мин.

Предлагаемьй способ основан на повьшении дефосфорирующего действи  шлака при относительно низких температурах в период наибольшей термодинамической активности фосфора.

В этот период плавки окислител , согласно типовой технологии, не ввод т , поскольку они вызывают охлаждение ванны как за счет физического |охлажденй , так и за счет окислени  углерода и уменьшени  величины перегрева металла над температурой ликвидуса . Введение окислител  в ванну при низкой температуре приводит к замедлению процесса и увеличению продолжительности плавки, содержание примесей, в том числе и фосфора, не уменьшаетс .

Введением в этот период углеродистого материала достигаютс  несколько целей: вводимый углерод  вл етс  дополнительным источником тепла , вводимьй углерод взаимодействует с наход щимис  в шпаке окислами железа с образованием газообразных продуктов - окислов углерода, выделение которых вызьшает энергичное перемешивание металла со шлаком и способствует более полному протеканию обменных реакций между металлом и шпаком важнейшей из которых в этот период плавки- вл етс  реакци  окислени  фосфора.

Дл  достижени  положительных .результатов большое значение имеют режимные параметры осуществлени  про- цесса, важнейшими из которых  вл ютс  место введени  углеродистого материала на поверхности ванны в мартеновской печи, размер кусков вводимого углеродистого материала, интервал между введением окислител  и углер.одистого материала, соотношение между 31 количествами введенных окислител  и углеродистого материала. Место введени  углеродистого материала обусловлено конфигурацией мартеновской ванны и особенностью пе ремешени  шлака по поверхности метал ла в конце плавлени  - начале доводки . Экспериментально установлено, что доминирующим  вл етс  поток, ко- торьй перемещает шлак по поверхности металла от отапливакхцей головки вдоль задней стенки к противоположному откосу, а затем вдоль передней стенки к отапливающей головке. Изменение направлени  шлакового потока (или зарождение его) происходит на участке поверхности, расположендюм со стороны подающей головки на рассто нии 1/6-1/3 длины ванны и на 1/3-1/2 ширины ванны от задней стенки печи. Введение углеродистого материала в этот участок обеспечивает достаточно быстрое и равномерное распределение его по большей части поверхности ванны и интенсивное перемешивание шлака по всей поверхност ванны. В том случае, если координаты введени  углеродистого материала отличаютс  от указанных, углеродист ьй материал по поверхности ванны (Распредел етс  медленнее, часть его попадает в застойные зоны, эффективность дефосфорации металла снижаетс . Использование углеродистого материала фракцией 10-70 мм св зано с распространением материала по поверх ности ванны и его взаимодействием с окислами железа. При использовании углеродистого материала мельче 10 мм часть его выноситс  отход щими газами, а материала реагирует настолько быстро , что не успевает распространитьс по всей поверхности. В результате чрезмерно тивного .взаимодействи  в локальном участке окислительный потенциал шлака нейтрализуетс  и за счет снижени  окисленности шлака ухудшаетс  дефосфо-: раци , а в другие участки шпака материал не попадает и не создаютс  услови , вызывающие увеличение де- фосфорирующих свойств шлака. При использовании углеродистого материала крупнее 70 мм интенсивность взаимодействи  его с окислами железа значительно ослабевает, кус4 ,4 ки углеродистого материала длительное врем  плавают в шлаке и мешают нормальному ведению процесса доводки плавки, эффективность дефосфорации снижаетс . Введение углеродистого материала через 2-5 мин после присадки окислител  обусловлено необходимостью распределени  окислител  в объеме шлака и частичным взаимодействием его с металлом. Обычно это взаимодействие активно протекает в течение первых 2-5 мин. Затем реакци  замедл етс  и ванна успокаиваетс . Введение в этот момент ухлеродистого материала приводит к дополнительному перемешиванию металла и шлака и ускорению массообменных реакций, в частности переходу фосфора из металла в шлаковую фазу. Интервал между присадкой окислител  и углеродистого материала менее 2 мин приводит к чрезмерному взаимодействию его с окислителем и снижению эффективности дефосфорации. Интервал более 5 мин также приводит к недостаточному повышению эффективности дефосфорации, возможно, из-за того, что к этому моменту реакци  окислени  фосфора значительно замедл етс  и дл  ее ускорени  в этот момент импульс, сообщаемьш присадкой углеродистого материала, становитс  по-видимому недостаточным. , Соотношение-между вводимыми угле;родистым материалом и окислителем10 ,02-0,06 выбрано на основании опытных данных. При таких соотношени х эффект дефосфорации от реализации предлагаемого способа получаетс  наибольшим. При соотношении меньше 0,02 количество углеродистого материала недостаточно дл  эффективного улучшени  дефосфор,ирующего действи  шлака из-за скоротечности взаимодействи  его с окислами железа. При соотношении более 0,06 эффективность процесса снижаетс  из-за того, что про вл етс  раскисл ннцее действие углерода и происходит обратный процесс перехода фосфора из шлака в металл. При недостаточном удалении фосфора или при вьшлавке стали с особо низким содержанием фосфора цикл введение окислител  - введение углеродистого материала целесообразно осуществить 2-3 раза. П р и м е р. При вьтлавке низкофосфористой стали в основную мартеновскую печь загружают металлолом и заливают передельный чугун с обычны содержанием фосфора (в металлоломе в среднем 0,040%, в чугуне 0,100 ,15%) и пшакообразующие. В конце „периода плавлени  шихты или в непос редственно после ее .расплавлени  пр 1520-1530°С (при содержании углерода 0,6-1%) начинают окислительное рафинирование мартеновской ванны пр садкой окислител , расход которого определ ют, исход  из температуры металла, содержани  углерода и типа окислител . Прокатную окалину или сварочньй шпак можно вводить в ванну при температурах пор дка 1500°С, железную руду и агломерат при более высоких температурах 1520 ЗО С . Обычно расход окислител  принима , ют до 1,5% от массы стали. Через 25 мин после введени  раскислител , когда интенсивность окислительной реакции начинает несколько ослабевать , в ванну ввод т углеродистьй материал с размером кусков в поперечнике 10-70 мм. Расход углеродис того материала принимают в количест ве 0,02-0,06 от массы введенного окислител . При более низкой температуре расход углеродистого материа 14 ла принимают 0,04-0,06, при более высокой - 0,02-0,03. .Углеродистый материал ввод т на поверхность шлака со стороны головки, подающей топливо, на участок, огра-. . ниченньй координатами 1/6т1/3 длины ванны и удаленньм от задней стенки на 1/3-1/2 ширины ванны. В качестве углеродистого материа1ла используют коксик, антрацит, электродный бой и т.п. Здтем плавку ведут по обычной технологии . При необходимости получени  стали с особонизким содержанием фосфора цикл введение окислител  - введение углеродистого материала провод т 2-3 раза. Осуществление окислительного рафинировани  расплавленного металла по предлагаемому способу позвол ет снизить температуру начала окислительного рафинировани  на 20-40°С, получить в готовом металле содержа ше фосфора 0,013-0,015% за счет повышени  эффективности дефосфорирующего действи  шпака, сократить продолжительность плавки и снизить расход низкофосфрристых материалов. Общий экономический эффект по сравнению с.базовым вариантом составл ет 24 р /т, что соответствует годовому экономическому эффекту при производстве 10 тыс.т. стали 240 тыс.руб.

Claims (2)

1., СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА под слоем шлака в мартеновской печи, включающий введение в ванну окислите ля и углеродистого материала, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры дефосфорации, повышения эффективности дефосфорирующего действия шлака и снижения расхода низкофосфористых материалов для выплавки стали, углеродистый материал фракцией 1070 мм вводят на участок поверхности шлака, расположенный со стороны подачи факела на 1/6-1/3 длины ванны и удаленный от задней стенки печи на 1/3-1/2 ширины ванны, через 2-5 мин после введения окислителя в количестве 0,02-0,06 от окислителя.

2. Способ по щ и й с я тем, окислителя - введение, углеродистого материала повторяют 2-3 раза с интервалом 15-30 мин.

массы введенного

п. 1, отличаю что цикл введение ч©

1 1142514