SU1724696A1 - Способ внепечной обработки расплава чугуна в ковше - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к внепечной обработке расплавов, и может быть использовано дл  корректировки химического состава и модифицировани  в ковшах доменного передельного чугуна, примен емого дл  отливки изложниц и деталей машиностроени . Способ включает корректировку химического состава расплава чугуна и модифицирование магнийсодержащими реагентами в процессе газлифтного перемешивани  расплава . При этом перед газлифтным перемешиванием в расплав чугуна ввод т ферромарганец фракцией 5-100 мм, в процессе газлифтного перемешивани  одновременно с магнийсодержащим реагентом ввод т кремнийсодержащий ферросплав фракцией 1 - 5 мм при их соотношении 1 :(2 - 4). При этом расход кремнийсодержа- щего ферросплава составл ет 10 - 40% величины общего расхода ферросплавов на обработку, а расход ферромарганца равен 0,5- 1,6% от массы чугуна в ковше. Предлагаемый способ позвол ет повысить степень усвоени  магни  в 1,45 - 1,75 раза, сократить длительность обработки расплава в 2,8 - 3,7 раза и снизить потери температуры расплавом на 35 -40°С. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. Ј

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к внепечной обработке расплавов, и может быть использовано дл  корректировки химического состава и модифицировани  в ковшах доменного передельного чугуна, примен емого дл  отливки изложниц и деталей машиностроени .

Известны способы корректировки химического состава и получени  синтетического литейного чугуна, включающие выплавку в доменной печи передельного чугуна и последующий ввод в него ферросплавов в процессе наполнени  чугуновозного ковша расплавом.

Недостатками данных способов  вл ютс  неполное усвоение вводимых ферросплавов и неравномерное распределение их компонентов по объему ковша, а также снижение качества получаемого чугуна за счет выделени  большого количества спели и повышенного содержани  серы и газов.

Известен способ обработки чугуна, позвол ющий повысить степень усвоени  ферросплавов и равномерность распределени  их компонентов по объему ковша за

Ч|

Ю

Os Ю О

счет дополнительного перемешивани  расплава газом, вдуваемым посредством фурмы , встроенной в боковую стенку ковша.

Однако данный способ не позвол ет проводить одновременно десульфурацию и модифицирование чугуна.

Наиболее близким по сущности к предлагаемому  вл етс  способ обработки расплава чугуна в ковше, включающий корректировку его химического состава ферросплавами, модифицирование маг- нийсодержащим реагентом и продувку инертным газом, реализуемый с помощью гаэлифтного реактора.

Недостатком известного способа  вл - етс  низка  степень использовани  магний- содержащего реагента, продолжительное врем  обработки и потери температуры расплава , св занные с ней, которые при вводе большого количества ферросплавов дости- гают 60 - 80°С, что в дальнейшем приводит к ухудшению разливаемости чугуна и снижению качества отливок.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени использовани  магнийсодер- жащего реагента, сокращение времени обработки и потерь температуры расплава.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу обработки расплава чугу- на в ковше, включающему корректировку его химического состава ферросплавами, модифицирование магнийсодержащим реагентом и продувку инертным газом в процессе газлифтного перемешивани  рас- плава, в него перед газлифтным перемешиванием ввод т ферромарганец фракцией 5 - 100 мм в количестве 0,5 - 1,6% от массы чугуна в ковше, в процессе же газлифтного перемешивани  одновременно с магнийсо- держащим реагентом ввод т кремнийсо- держащий ферросплав фракцией 1 - 5 мм при их соотношении 1:(2 - 4), при этом расход кремнийсодержащего ферросплава составл ет 10-40% величины общего расхода ферросплавов на обработку.

Совмещение процессов растворени  ферросплавов и модифицировани  чугуна позвол ет сократить продолжительность обработки и потери температуры расплава, а ввод магнийсодержащего реагента в смеси с кремнийсодержащим ферросплавом, обеспечивает повышение степени усвоени  магни .

Предлагаемый фракционный состав ферросплавов, вводимых в. ковш перед наполнением его расплавом и в процессе газлифтного перемешивани ,  вл етс  оптимальным, поскольку способствует быстрому и полному их усвоению. Ввод ферросплава фракцией менее 5 мм в ковш перед наполнением его расплавом снижает степень их усвоени , поскольку больша  часть их остаетс  на поверхности расплава и задерживаетс  в шлаке. Ввод ферросплава фракцией более 100 мм нецелесообразен , так как приводит к увеличению времени их растворени  и продолжительности обработки .

Кремнийсодержащий ферросплав фракцией менее 1 мм, вводимый в струе транспортирующего газа при газлифтном перемешивании расплава, практически не усваиваетс  им, поскольку частицы не могут преодолеть межфазного нат жени  на границе раздела между пузырем газа и расплавом , и выноситс  ими (пузыр ми) из расплава. Ферросплав же фракцией более 5 мм не успевает полностью растворитьс  в процессе газлифтного подъема и задерживаетс  в шлаке на поверхности расплава.

Предлагаемые пределы расхода мелкофракционного ферросплава на обработку обеспечивают минимальную ее продолжительность и снижение температуры чугуна, а также достижение требуемого соотношени  в смеси с магнийсодержащим реагентом при проведении процессов десульфурации и модифицировани  чугуна.

Соотношение компонентов смеси (маг- нийсодержащий реагент: ферросплав), равное 1:(2 - 4) и использование в ней кремнийсодержащего феросплава установлено расчетным путем и обеспечивает повышение степени усвоени  магни . Теори  и практика десульфурации и модифицировани  чугуна магнийсодержащими реагентами показывает, что степень усвоени  магни  снижаетс  с увеличением температуры расплава и снижением кремни  в нем, поэтому изменением соотношени  компонентов смеси достигаетс  требуемый температурный режим ведени  процессов десульфурации и модифицировани , а также активность серы в расплаве и диффузи  магни  в него.

Предел расхода ферромарганца на обработку , равный 0,5 - 1,6% от массы чугуна в ковше, обеспечивает требуемую корректировку содержани  марганца в расплаве при любом его начальном содержании и марке примен емого дл  этой цели ферросплава .

Способ реализуетс  следующим образом .

При выпуске передельного чугуна из доменной печи в ковш осуществл етс  ввод крупнофракционного ферромарганца в струю чугуна. Затем ковш с расплавом подаетс  на установку внепечной обработки, где посредством газлифтного реактора осуществл етс  перемешивание расплава с одновременным вводом в него смеси магнийсодержащего реагента и мелко- фракционного кремнийсодержащего фер росплава. При этом завершаетс  процесс растворени  ферромарганца и проводитс  десульфураци  и модифицирование чугуна. Дополнительное газлифтное перемешива- ниё расплава в ковше способствует выравнивают химического состава чугуна по всему объему ковша, удалению графитовой спели и дегазации расплава. В качестве кремнийсодержащего ферросплава, вво- димого в чугун в процессе газлифтного перемешивани  расплава, примен ют ферросилиций с содержанием кремни  не менее 60%.

Магнийсодержащим реагентом может быть гранулированный магний или отходы титаномагниевого производства фракцией 1 - 5 мм и с содержанием активного магни  не менее 60%. Транспортирующим газом дл  смеси и газлифтного перемешивани  расплава должен быть инертный газ, например азот.

П р и м е р. На желобе доменной печи в передельный чугун состава, мас.%: С 3,98; Si 0,82; Мп 0,3; S 0,030, ввод т ферромарга- нец марки ФМН 60 (содержание марганца 60%) фракцией 5 - 100 мм с расходом 12 кг/т или 1,2% от массы чугуна в ковше. При последующей внепечной обработке в ковш дополнительно ввод т ферросилиций марки ФС 65 фракцией 1 - 5 мм в смеси с гранулированным магнием марки МГП-3 (содержание активного магни  93%). Расход компонентов смеси: ФС65 - 5 кг/т, МГП-3 - 1,3 кг/т (соотношение компонентов смеси МГП-3 : ФС65 1:4). Общий расход ферросплавов при обработке 17 кг/т чугуна, из них 29% или 5 кг/т составл ют мелко- Фракционные ферросплавы. При продолжительности обработки 9 мин снижение температуры чугуна в ковше, измеренное термопарой погружени  до и после обработки , составл ют 25°С. Химический анализ проб чугуна, вз тых из ковша на разливочной машине, дает следующий со- став чугуна, мас.%: С 3,96; Si 1,14; Мп 1,0; S 0,003; Мдост 0,060.

Расчетные величины степени усвоени  ферросплавов и магни  составл ют соответственно 98 и 70%. Макро- и микро- структура чугуна, отлитого в слитки, характеризуетс  глобул рной формой графита , отсутствием спели и газовых включений . Механические свойства полученного чугуна соответствуют высокопрочному марки ЧШГ, который можно использовать дл  отливки изложниц или деталей машиностроени .

В зависимости от исходного состава передельного чугуна, выплавленного в доменной печи, корректировку его химического состава и модифицирование провод т, измен   расход ферросплавов и магнийсодержащего реагента в предлагаемых пределах. Полученные результаты представлены в таблице.

Из представленных в таблице результатов следует, что предлагаемый способ по сравнению с известным повышает степень использовани  магни  на 20 - 25%, сокращает продолжительность обработки на 10 - 15 мин и снижает потери температуры чугуна до 20- 25°С.

Экономическа  эффективность предлагаемого способа может быть рассчитана в сравнении с известной технологией получени  высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита (ЧШГ) дл  отливки изложниц . По данной технологии расход ферросплавов дл  корректировки химического состава чугуна составл ет 18 - 20 кг/т и магни  2 - 2,5 кг/т. Предлагаемый способ позвол ет снизить расход ферросплавов и магни  соответственно на 6 и 0,7 кг/т. При средней стоимости ферросплавов руб/т и магни  Смд 1200 руб/т снижение затрат на обработку составл ют ДЗ СфДрф +Смд Ддмд 1,92 руб/т,

где Ддф и AqMg - снижение удельного расхода ферросплавов и магни  при обработке , кг/т.

Кроме того, повышение температуры обработанного чугуна способствует снижению литейного брака при отливке изложниц и деталей машиностроени  и получению дополнительного эффекта.

Claims (2)

1. Способ внепечной обработки расплава чугуна в ковше, включающий корректировку его химического состава и модифицирование магнийсодержащими реагентами в процессе газлифтного перемешивани  расплава, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени усвоени  магни , сокращени  продолжительности обработки и потерь температуры расплава, перед газлифтным перемешиванием в расплав чугуна ввод т ферромарганец фракцией 5-100 мм, в процессе газлифтного перемешивани  одновременно с магнийсо- держащим реагентом ввод т кремнийсо- держащий ферросплав фракцией 1 - 5 мм при их соотношении Т:(2 - 4), при этом расход кремнийсодержащего ферросплава составл ет 10-40% величины общего расхода ферросплавов на обработку.

2. Способ поп.1,отлчающийс  тем, что расход ферромарганца составл ет 0,5 - 1,6% от массы чугуна в ковше.

Примечание. В числителе содержание элемента до обработки, а знаменателе - после.