SU1766965A1 - Способ производства стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам производства качественной стали. Сущность изобретени : обработку металла в ковше твердыми шлакообразующими и аргоном осуществл ют одновременно посредством донного слива металла из печи со скоростью 0,4-0,6 т/с на твердые шлакообразующие и аргонной продувки снизу с интенсивностью 0,004/w м3/т мин в течение w/О.Ю мин, где w - скорость слива металла; 0,004 и 0,10 - эмпирически подобранные коэффициенты, а за 1-7 с до начала возврата печи в исходное положение начинают производить в ковш на поверхность шлака присадку рас- кислителей со скоростью 2-6 кг/с и заканчивают по окончании выпуска расплава из печи, после чего осуществл ют вакуумиро- вание металла. 1 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к способам производства стали, имеющей повышенные требовани  к чистоте по вредным примес м.

Известно, что чем чище металл, тем выше его свойства. Поэтому в последнее врем  получила широкое развитие внепечна  обработка стали, позвол юща  улучшать ее качество: обработка синтетическим шлаком, аргоном, вакуумом.

Однако уровень качества, достигаемый этими способами, уже не в полной мере удовлетвор ет потребител . Поэтому стрем тс  к внепечной обработке металла комбинацией этих способов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому  вл етс  способ внепечной обработки стали, по которому металл плавили в печи по одношлаковой технологии с выпуском металла из печи под

окислительным шлаком, доводкой химического состава, десульфурацией при выпуске твердой шлакообразующей смесью, состо щей из извести, плавикового шпата, алюмини , аргонной продувкой и вакуумирова- нием металла.

Недостатки прототипа: повышенна  загр зненность металла серой, кислородом, строчечными оксидами и сульфидными включени ми, повышенный расход раскис- лителей, легирующих.

Приведенные отрицательные моменты известного способа св заны с тем, что при выпуске металла имеет место попадание значительной массы окисленного печного шлака в ковш, что ухудшает протекание процессов десульфурации и раскислени . Дл  нейтрализации печного шлака вынуждены осуществл ть присадку в расплав больших количеств раскислителей. В частности, расход кускового алюмини  достигает 2,5-3

х| а О

ю о |сл

кг/т. Несмотр  на это содержание FeO в печном шлаке перед выпуском составл ет 10-15%, в результате раскислени  металла в процессе выпуска и продувки аргоном окисленность шлака снижаетс  (до 1-4% FeO), после вакуумировани  она составл ет 0,8% FeO. Наблюдаетс  значительное вторичное окисление металла.

В рЧйультате степень десульфурации металла, вьШ вленногр по,известной тех- нологий,6оставл ет 45%Гсбдержание кислорода 0,0030%.

По вышаетс  в этим сйучае и расход легирующих: марганца, кремни .

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние качества металла и снижение расхода легирующих, раскислителей.

Поставленна  цель в предлагаемом способе внепечной обработки стали достигаетс  тем, что согласно предложенному техническому решению осуществл ют донный слив металла из печи со скоростью 0,4- 0,6 т/с на твердые шлакообразующие, металл продувают аргоном снизу с интенсивностью 0,004/w м3/т мин в течение w/0,10 мин, где w - скорость слива металла, а за 1-7 с до начала возврата печи в исходное положение начинают присаживать в ковш на поверхность шлака раскислители со скоростью 2-6 кг/с и заканчивают по окончании выпуска расплава из печи.

В результате проведенного сравнительного анализа предлагаемого технического решени  с известным было установлено, что предложенный способ внепечной обра- ботки стали обладает как известными признаками: выпуск расплава в ковш, обработка металла в ковше твердыми шла- кообразующими и аргоном, вакуумирова- ние металла, так и новыми: обработку металла в ковше твердыми шлакообразую- -щими и аргоном осуществл ют одновременно посредством донного слива металла из печи через шиберное отверстие со скоростью 0,4-0,6 т/с и аргонной продувки снизу с интенсивностью 0,004/w м /т мин в течение w/0,10 мин, где w - скорость слива металла, за 1-7 с до начала возврата печи в исходное положение начинают производить присадку в ковш на поверхность шлака раскислители со скоростью 2-6 кг/с и заканчивают по окончании выпуска расплава из печи.

Таким образом, за вл емое изобретение соответствует критерию новизны.

Опытно-промышленное опробование показало, что предложенный способ вне- печной обработки стали позвол ет по сравнению с прототипом повысить степень

десульфурации металла с 45 до 87%, уменьшить массовую долю кислорода с 0,003 до 0,0017%, повысить усвоение марганца с 90 до 98%, кремни  с 85 до 95%. Уменьшилс  в этом случае и расход кускового алюмини  с 2,5-3 до 0,5-1 кг/т.

Следовательно, предложенный способ соответствует критерию положительный эффект.

По имеющимс  у за вител  данным в известных технических решени х не обнаружено признаков, сходных с отличительными признаками за вл емого изобретени , что позвол ет сделать вывод о их соответствии критерию существенные отличи .

В данном способе реализуетс  донный слив металла через шибер, который в отличие от традиционного выпуска расплава из печи через сливной желоб характеризуетс  выпуском металла без печного окислительного шлака, большей скоростью слива металла и меньшей степенью перемешивани  расплава посредством энергии падающей струи металла. Поэтому возникает задача увеличени  степени перемешивани  металла и повышени  длительности контакта металла и рафинировочного шлака. В предлагаемом способе это достигаетс  посредством согласованности и взаимозависимости следующих параметров: скорости слива металла из печи, интенсивности аргонной продувки и ее длительности.

Опытно-промышленное опробование способа показало, что увеличение скорости слива металла из печи требует (дл  достижени  цели) согласованного (через эмпирически подобранные коэффициенты) уменьшени  интенсивности аргонной продувки при увеличении ее длительности (см. примеры 1-5, таблица).

Уменьшение скорости слива металла менее 0,4 т/с невозможно из-за неуправл емости процесса, увеличение более 0,6 т/с приводит к ухудшению процессов рафинировани  металла от серы, кислорода и повы- шению расхода легирующих и раскислителей из-за уменьшени  /;/ итель- ности контакта фаз при сливе и зат гивани  части печного шлака в ковш (см. пример 1, таблица).

Аналогична  картина наблюдаетс  и при изменении рекомендуемых значений интенсивности продувки (пример 2), длительности продувки (пример 3), эмпирически подобранных коэффициентов (примеры 4 и 5). Недостижение поставленной цели происходит либо из-за уменьшени  степени перемешивани , длительности и поверхности контакта фаз, либо из-за зат гивани  части печного шлака в ковш.

Следует отметить, что при донном сливе металла через шибер невозможно точно предвидеть врем  закрыти  шибера дл  от- сечки печного шлака или врем  окончани  слива металла. Поэтому часть печного окислительного шлака неизбежно попадает в ковш и служит источником вторичного окислени  металла, повышенного расхода леги- рующих и раскислителей. Дл  нейтрализации данного момента предлагаетс  присаживать на шлак раскислители с определенной скоростью, причем возрастающей по времени. В противном случае наблюда- етс  либо ухудшение процессов рафинировани  и увеличение расхода легирующих, либо неоправданное повышение расхода раскислителей (см. примеры 6 и 7, таблица).

Рафинированный в ковше подобным образом металл подвергают вакуумирова- нию. Благодар  отсутствию вторичного окислени  металла через шлак в процессе порционного вакуумировани  (массова  дол  FeO в шлаке до и после вакуумировани  находитс  на неизменном уровне, равном 0,5-0,6%) достигаетс  низка  массова  дол  кислорода в готовом металле и снижаетс  расход легирующих и раскислителей.

Пример. Металл (сталь ШХ15СГ) выплавл ли в 100-тонной дуговой печи. В ковше производили одновременную обработку металла твердыми шлакообразующи- ми, аргоном, осуществл ли легирование металла и присадку раскислителей. В после- дующем металл подвергали порционному вакуумированию.

Выпуск металла из печи в ковш производили через шиберное отверстие, расположенное в днище печи. Скорость слива металла измен ли от 0,3 до 0,7 т/с. Варьирование интенсивностью, длительностью аргонной продувки, значени ми эмпирических коэффициентов также осуществл ли в

широких пределах (см. примеры 1-5, таблица ), зависимых от скорости слива металла.

Продувку металла производили через шиберное отверстие, расположенное в днище ковша. Начинали продувку с момента начала слива металла из печи. За 0-8 с до предполагаемого (визуальна  оценка) окончани  слива металла из печи (или до начала возврата печи в исходное положение) осуществл ли присадку в ковш на шлак раскислителей (порошки ферросилици , алюмини , кокса) со скоростью 1-7 кг/с.

Более продолжительный ввод раскислителей приводит к увеличению их расхода без изменени  качества металла (пример 8). Уменьшение или посто нство скорости ввода раскислителей приводит к ухудшению качества металла и уменьшению усвоени  легирующих.

Систематизированные данные о вли нии изменени  за вл емых параметров на цель изобретени  представлены в таблице.

Ожидаемый эффект от внедрени  за вл емого изобретени  в производство составит 2-4 руб/т выплавл емой стали.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ производства стали, включающий выплавку металла в дуговой печи, выпуск расплава в ковш, обработку металла в ковше твердыми шлакообразующими и аргоном , вакуумирование металла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества стали и снижени  расхода легирующих , осуществл ют донный слив металла из печи со скоростью (0,40 - 0,60) т/с на твердые шлакообразующие, металл продувают аргоном снизу с интенсивностью (0,004/w) м3/т мин в течение w/0,10 мин, где w - скорость слива металла, а за (1-7) с до начала возврата печи в исходное положение начинают присаживать в ковш на поверхность шлака раскислители со скоростью 2-6 кг/с и заканчивают после окончани  выпуска расплава из печи.

   Примечание. D приведенных примерах раскислители на шлак вводили со скоростью k кг/с. Присадка раскислителей со скорость менее 2 и более 6 кг/с нецелесообразна. С первом случае не достигалс  положительна эффект по содержаний кислорода в металле, во втором имел место неоправданный перерасход раскислителей .

   Продолжение таЬлицы