SU1323572A1 - Способ выплавки стали в конвертере - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали с повьнпенным содержанием азота в конвертерах с комбинированной продувкой . С целью повьшени  содержани  азота в стали и снижени  ее себестоимости предложено одновременно с подачей азота снизу подавать азот сверху. Общий расход азота 1-5 им /т. Оптимальное соотношение расходов йзота сверху и снизу (1-50):1 позвол ет избежать чрезмерного охлаждени  металла, повысить содержание азота в стали до 0,035-0,040% без введени  специальных добавок. 1 табл. i сл со ю 00 ел ю

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к выплавке стали с комбинированной продувкой, и может быть использовано в конвертерных цехах.

Цель изобретени  - повышение содержани  азота и снижение себестоимости стали.

Суи ность предлагаемого изобретени  заключаетс  в повышении содержани  азота за счет изменени  его парциального давлени  в газовой фазе .

Известно, что растворимость азота в металла подчин етс  закону ,ква

ратного корн  N кТР или в реальных услови х сталеплавильных процессов с учётом температуры и химического состава металла

1

.-,,зо-Ш(

.

где Р - парциальное давление, ати| J - коэффициент активности,

учитьшающий вли ние других элементов на растворимость азота.

По ходу конвертерной плавки парциальное давление азота значительно меньше единицы, а предел его раство - римости измен етс  в широком диапазоне . Кроме парциального давлени  растворимость азота значительно зависит от химического состава и теюте- ратуры металла. Наиболее благопри тные услови  дл  поглощени  металлом азота возникают во второй половине плавки при достаточно высокой температуре и относительно низких содержани х кислорода, серы, углерода, фосфора.

Однако низкие значени  парциального давлени  азота в полости конвертера не позвол ют полностью использовать эти услови  и получить содержание азота в металле, близкое к пределу его растворимости.

Использование только нижней продувки азотом не обеспечивает значени  его парциального давлени  в полости конвертера, равного единице.

Повышение степени усвоени  азота за счет увеличени  общего расхода или продолжительности обработки нецелесообразно , что св зано как с унень- шён ем поверхности контакта газ fO

15

20

25

30

35

40

45

50

55

металл и переходу продувки к пробойному режиму, так и чрезмерному переохлаждению металла.

Использование только верхней продувки металла азотом не обеспечивает эффективного поглощени  азота вследствие неразвитой поверхности контакта металл - газ, а также наличие поверхностно-окисной пленки на металле, преп тствующей диффузии атомов азота через поверхностный слой слой металла.

Одновременна  продувка металла азотом сверху и снизу, устран   недостатки только нижней или верхней продувки, позвол ет получить содержание азота в металле, близкое к пределу его растворимости с учетом термодинамики сорбции азота. Кроме того, одновременна  продувка ванны инертным газом позвол ет получить инертную атмосферу в полости агрегата .

Однако лишь при определенном соотношении нижнего и верхнего дуть  создаютс  наиболее благопри тные услови  кинетической диффузии дл  атомов азота.

Кроме того, следует учитывать ограничение общего расхода нейтрального газа, что св зано с технологией конвертерной плавки дл  осуществлени  предлагаемого способа.

В результате проведенных исследований установлено, что дл  обеспечени  максимального насьпцени  металлом азота необходимо после окончани  продувки кислородом одновременно с подачей азота снизу дополнительно подавать азот сверху вьше уровн  металла при соотнощении расходов сверху и снизу (1-50):1 с общим расходом 1-5 .

Причем продувку кислородом предпочтительнее заканчивать при температуре на 5-20% вьше требуемой дл  данной марки стали.

Соотношение расходов при продувке сверху и снизу более 50 не позвол ет получить развитую поверхность газ - металл, и адсорбци  атомов азота по поверхности металлаJ не получа  широкого развити , становитс  лимитирующим звеном поглощени  азота из газовой фазы.

Соотношение расходов менее 1 нецелесообразно , что св зано с возможностью перехода нижней продувки от

пузырькового режима к пробойному, резко снижает поверхность контакта газ - металлу приводит к выносам металла и шлака.

Увеличение расхода более 5 приводит к снижению коэффициента использовани  азота, значительному переохлаждению плавки. Расход менее 1 не обеспечивает заданного повьшени  содержани  азота в стали.

Целесообразность ограничени  температуры после продувки кислородом св зана с необходимостью компенсации тепловых потерь при азотировании металла газообразным азотом.

Дл  оценки оптимальности параметров способа проведена сери  опытных плавок с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничное значение.

Кроме того, проведены плавки при нижнем, верхнем и среднем значении предлагаемых и известных параметров

Пример. Предлагаемый спосо осуществл ют на t00-килограммовой и АУКЦИОННОЙ печи. В тигель загружают 100 кг металла соответствующего по химическому составу металла после продувки кислородом в конвертере, %:

Мп

0,05

0,12 0,018 0,009

После расплавлени  металла и нагрева его до 1655°С начинают вдувать через пористую вставку в днище тигл  азот, одновременно подава  его и сверху. Продувку сверху и снизу ве- дут в течение 3-5 мин. Продувку заканчивают после израсходовани  1-5 . Кроме того, расход на плавках измен ют с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничное значени . После обработки азотом замер ют температуру, охлаждают плавку, отрезают образец дл

0

5

0

5

0

5

0 5

дл  его экспресс-анализа химического состава,

В процессе металл-холодный температура металла после легировани  азотом составл ет 1630 С, что не позвол ет в промышленных услови х осуществл ть доводку плавки без до- дувки на температуру (требовалось . не ниже ).

Опытные плавки показывают возможность получени  содержани  азота после легировани  0,038-0,041% (см. таблицу ). Содержание азота от .общего расхода зависит от соотношени  расходов и расход через днизце, что объ сн етс  получением более развитой поверхности контакта металл - газ. В примере 2 расход снизу 0,5 , оказывает решающую роль на содержание азота в металле после легировани  газообразным азотом.

Результаты опытных плавок показали , что использование предлагаемого способа при соблюдении предлагаемых параметров позвол ет получить требуемую концентрацию азота в металле, снизить себестоимость стали. Дл  расг чета ожидаемого экономического эффекта от внедрени  предлагаемого способа за базовый объект прин та технологи  производства стали 17Г2АФ.

При использовании предлагаемого способа сокращаетс  расход азотированных ферросплавов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  I

   Способ выплавки стали в конвертере , включающий продувку расплава кислородом и подачу азота снизу после прекращени  продувки кислородом, отличающийс  тем, что, с целью повьшдени  содержани  азота и -снижени  себестоимости стали, по окончании продувки расплава кислородом азот дополнительно подают сверху Bbmie уровн  металла при соотношении расходов сверху и снизу (1-50):1 при общем расходе 1-5 им /т стали.

   Редактор М.Недрлуженко

   Составитель М.Прибавкин Техред Л.Олийнык .

   Заказ 2931/29

   Тираж 549Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушска  наб., д. А/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , А

   Корректор Е. Рошко