SU533644A1 - Способ производства стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , конкретно к производству подшипниковой , конструкционной, нержавеющей и нелегированной стали.

Известен способ рафинировани  чугуна продувкой его порошкообразным или гранулированным магнием. 1

Способ заключаетс  в том, что с целью десульфурации чугун продувают в ковше порошкообразным или грапулированным магнием или магний-доломитовой смесью, содержащей 30% магни . Магний или магний-доломитовую смесь подают в струе сжатого воздуха; длительность продувки - 3-5 мин.

Однако такой способ рафинировани  чугуна магнием разработан нрименительно к услови м обработки металлического расплава, имеющего относительно низкую температуру (1250-1350°С) и высокое содержание углерода (4%). Обработка же расплава при температурах сталеварени  (1530-1570°С) и содержани х углерода от 1 до 0,03%, что имеет место при производстве стали, резко снижает скорость и глубину рафинировани  как за счет повышени  равновесного содержани  удал емой примеси, например, серы или кислорода , так и за счет блокировани  реакционной поверхности «магниевый пузырь-металл присутствующими в металле поверхностно-активными элементами, например, кислородом.

который к тому же непрерывно поступает из атмосферы в процессе осуществлени  рафинировани  расплава.

Кроме того, применение в качестве пассиваторов извести или доломита увеличивает трудоемкость процесса за счет необходимости последующей очистки ковша от образующегос  трудноудал емого шлакового спека.

Известен способ выплавки стали с применением операции продувки расплава в ковше карбидом кальци . 2

Сущность этого способа заключаетс  в том, что металл после выпуска из печи продувают в ковше в токе аргона, карбидом кальци  с целью десульфурации стали.

Однако при таком способе в процессе продувки металла карбидом кальци  низкоуглеродистых марок стали происходит науглероживание металла; в высокоуглеродистых марках стали за счет повышенной смачиваемости частиц карбида кальци  жидким металлом происходит загр знение металла этими частицами . Сравнительно высока  температура плавлени  карбида кальци , а также затраты времени, необходимые на его разложение, требуют больших удельных расходов этого реагента (10-15 кг/т стали) по сравнению с применением щелочноземельных металлов в металлическом виде. Кроме того, неизбежны большие потери температуры металла из-за

нагрева, плавлени  и разложени  карбида кальци .

Наиболее близким по технической сущности к описываемому способу  вл етс  способ выплавки электростали с продувкой металла порошками в восстановительный период. 3

Способ заключаетс  в том, что в сталеплавильном агрегате производ т расплавление шихты, окисление примесей, скачивание окислительного шлака, раскисление, легирование, продувку металла аргоно-порошковой струей (известь, плавиковый шпат, шамот), выпуск металла в ковш, разлнвку.

Однако такой способ производства стали предполагает проведение восстановительного периода в печи, что приводит к неизбежной рефосфорации. Продувка не позвол ет во врем  проведени  восстановительного периода достаточно глубоко заглубить фурму в металл , что неизбежно уменьшает коэффициент использовани  порошкообразных материалов, в результате чего не обеспечиваетс  достаточно низкое содержание кислорода и серы.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества стали, увеличение производительности сталеплавильного агрегата и снижение себестоимости металла.

Это достигаетс  тем, что перед продувкой порошкообразными раскислител ми над расплавом в ковше создают инертную атмосферу с давлением 0,8-20 атм, осуществл ют продувку металла порошкообразным алюминием, затем порошкообразной смесью, состо щей из магни , силикокальци  и технического железа в струе инертного газа, с последующей продувкой одним инертным газом в течение 0,5- 5 мин, разливку металла.

В результате продувки металла порошкообразной смесью, состо щей из магни , силикокальци  и технического железа, достигаетс  глубокое рафинирование металла от кислорода и серы.

Магний, обладающий большим химическим сродством к этим элементам, высоким давлением пара (около 20 атм), обеспечивает интенсивное перемещивание металла. Кальций понижает равновесное содержание примесей в металле и обеспечивает более глубокое раскисление и десульфурацию. Железный порошок повышает отвод тепла из зоны реакции окислени  примесей, создает дополнительную поверхность реагировани .

Обработка расплава магнием и кальцием модифицирует образующиес  неметаллические включени , а интенсивное перемещивание металла в результате парообразовани  этих элементов обеспечит их быстрое всплывание.

Использование силикокальци  позвол ет легировать металл кремнием с меньшим его угаром.

Ниже приведен один из вариантов осуществлени  предлагаемого способа.

Пример. При выплавке стали марки ШХ15 в печи производ т операции расплавлени  щихты, состо щей из 25000 кг чугуна, 75000 кг отходов углеродистой стали, нагрева металла, окислени  углерода и легировани  металла феррохромом в количестве 1500 кг и ферромарганцем в количестве 200 кг, позвол ющие получить в ковше после выпуска плавки из печи содержание углерода 1,03вес. %. При температурах 1560-1570°С производ т

скачивание образовавшегос  окислительного шлака и навод т восстановительный шлак состава , %: 40-55 СаО, 10-12 MgO, 10-12 АЬОз, 10-16 Сар2, 15-20 SiOa, затем расплав выпускают в ковш и присаживают 350 кг

ферросилици .

Ковш с металлическим расплавом массой 100 т помещают в специальную камеру или накрывают крыщкой и создают инертную атмосферу над металлом, подают в металл в

струе аргона сначала норошкообразный алюминий в количестве 1 кг/т, затем порошкообразную смесь, состо щую из гранулированного магни , силикокальци  и технического железа на глубину 2,5 м при расходе аргона

70 . Расход магпи  составл ет 1 кг/т, силикокальци  2 кг/т, железного порошка 1 кг/т стали. Врем  обработки 10-12 мин.

В результате осуществлени  выплавки стали по предлагаемому способу достигаютс  следующие преимущества; при производстве нодщипниковых и конструкционных марок сталей конечное содержание кислорода находитс  в пределах 0,001-0,003%; при обработке малоуглеродистых сталей - в пределах 0,002-0,004%; по содержанию серы: при обработке подшипниковых сталей конечное содержание серы находитс  в пределах 0,003- 0,007%; на плавках средне- и малоуглеродистых марок - 0,007-0,015%. Кроме того, длительность плавки в целом в 100 т печи составл ет 5 час. При этом длительность восстановительного периода или периода доводки - 1,0-1,5 час. При производстве стали по

предлагаемому способу восстановительный период (или период доводки) исключают. Таким образом, производительность повышаетс  на 30%. При этом снижаетс  трудоемкость обслуживани  технологического процесса

плавки в целом и расход электроэнергии. Перечисленные факторы позвол ют снизить себестоимость стали на 2 руб/т.

Claims (3)

1. Способ производства стали, включающий расплавление шихты, окисление примесей , скачивание шлака, легирование, выпуск

расплава и его продувку порошкообразными раскислител ми в ковше, раскисление алюминием , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  производительности печи, снижени  себестоимости стали и повышени  качества металла, перед продувкой порошкообразными раскислител ми над расплавом в ковше создают инертную атмосферу с давлением 0,8-20 атм, затем в металл подают в струе инертного газа в течение 3-20 мин сначала порошкообразный алюминий 0,5-3 кг/т стали , а затем смесь порошков магни , силикокальци , железа с последуюш,ей продувкой в течение 0,5-5 мин только инертным газом с расходом 0,5-2 стали.

2. Способ поп. 1, отличающийс  тем, что металл перед созданием инертной атмосферы вакуумируют.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Воронова Н. А. и др. «Сталь, 1974, К° 4, с. 297-302.

2.Forster Е., Kbapdar W., Richter Н. и др. Steel U. Eisen, 94 (1974), № 11, s. 474-485.

3.Сидоренко М. Ф. и др. Интенсификаци  металлургических процессов вдуванием порошкообразных материалов.-«Труды республиканской научной конференции 15-17 декабр  1970 г.. М., «Металлурги , 1972, с. 151 - 157.