SU734293A1 - Способ выплавки сталей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству; оно может быть применено, при получении качественных стаЛей, например шарикоподшипниковых сталей, идущих на производство валов, зубчатых колес, электротехнических сталей, т.е, тех марок сталей, в которых высокое содержание неметаллических включений , газов и вредных примесей резко отрицательно сказываетс  на их служебных характеристиках. Изобретение может быть также использовано при производстве углеродистых сталей с целью повышени  их качества и сокращени  окислительного периода плавки.

Известен способ выплавки низкоуглеродистой стали в дуговых печах (1, по которому нар ду с другими операци ми производ т продувку ванны кислородом через-сводовые фурмы и аргоном через трубки,пропускаемые через рабочее окно печи, При этом газы ввод тс  в металл ,струей, образуютс  крупные газовые пузыри, поверхность которых на еди .ницу объема вдуваемых, газов мала, т.е. услови  дл  окислени  приме2

1сёй кислородом 15 дл  рафинировани  ста;ти аргоном не соответствуют оптимальным; эффективность использовани  продуваемых газов ниже, чем она может быть при продувании стали газами в виде мелких пузырьков.

Известен также способ введени  газообразного агента в ванну с расплавленным металлом 2, по

10 которому газ в ванну жидкого метал™ ла ввод т в виде пузырьков через отверсти  с числом Рейнольдса более 10000 и так, чтобы путь пузырьков I в жидком металле бнЛ достаточным

15 дл  прохождени  реакций между ними .и компонентами жидкого металла но меньше, чем необходимо дл  достижени  стенок сосуда с жидким металлом

Наиболее близким к описываемо20 му изобретению по технической сущности и достигаемому- эффекту  в.л  ютс  устройство и способ 3, согласно -которому в ванну жидкой , стали вдувают следующие реагенты:

25 кислород, кислородсодержащие и инертные газы, флюсы, десульфураторЫ (, элементы, способствующие понижению в зкости шлака, легирующие ;элементы, раскислители. Реагенты

30

вдуваютс  в ванну жидкой стали стру ми через фуомл. Кажда  из фур состоит из двух концентрических труб, по большей из которых вдувае с  защитный газ, предотвращающий подгорание концов фурм, выход щих внутрь ванны. Две фурмы проход т через футеровку печи на уровне от™ косоз ванны радиально под углом 11 к поверхности металла и под углом 120 одна к другой; две другие фурмы обеспечивают вдувание реагентов стру ми, касательными к гор чей зоне ванны; треть  группа фурм, смонтированных на подине печи , обеспечивает ввод реагентов сн ЗУ вверх через жидкую сталь стру м оси которых составл ют некоторый угол с вертикальной осью ванны.Вдувание кислорода и кислородсодержащих газов.обеспечивает сокращение окислительного периода плавки (повышает производительность), дожигание СО до СОу с выделением дополнительного количества тепла, перемешивание ванны вихревыми потоками. Вдувание инертных газов уменьшает угар легирующих элементов, способствует повышению качества металлу, выплавленного из скрапа.

Недостатки данного способа прод вки- следующие: продувка с посто нными интенсивност ми приводит к возникновению и существованию в ванне установившихс  замкнутых потков жидкой стсши и застройных зон, а это не наилучшие услови  дл  рафинировани  при продувке стру ми реакционна  поверхность единицы объема вдуваемого газа мала (значительно ниже, чем при вводе через пористые огнеупорные материсшы), т.е. окислительна  способность кислородсодержащих газов в данном случае используетс  не полностью; образуетс  малое число крупных газовых пузырей , вследствие чего ухудшаютс  услови  диффузии в них растворенных в стали газов и флотации неметаллических включений в шлак; вдувание газов струей вследствие ее значительной энергии может привести к разрушению шлакового покрова, защищающего меташл от атмосферы печи, к повторному окислению и насыщению другими газами стали уже после раскислени  и продувки инертными газами (и во врем  продувки ими, если они вдуваютс  струей),а также может происходить эмульгирование шлака,вт гивание ег мелких частиц в толщу мегЙ1лла,где онТй могут задержатьс  вплоть до выпуска, т.е. загр знение ими готовой стали; ввиду того, что расположены ниже уровн  жидкого металла , он можетзалить их и вывести из стро , если прекратить продувку ванны, содержащей жидкий металл , и поэтому продувку необходимо производить в течение всего периода пребывани  металла в ванне, если даже по требовани м окислени , перемешивани  или рафинировани  продувку уже можно или даже необходимо прекратить, а это приводит к повышению расхода газа; интенсив ность продувки должна быть выше определенного уровн , при котором происходит затекание жидкого металла в фурк«21, и величина этой интенсивности может не соответствовать отимсшьной дл  проведени  технологических процессов в ванне с помощью продувки (окисление примесей , перемешивание, рафинирование ) ; даже незначительное по времени прекращение подачи газа в фурму или снижение его давленна  в подвод щей магистрали может привести к попаданию жидкого металла в фурмы, выводу их из стро  и созданию на печи аварийной ситуации.

Целью изобретени   вл етс  повышение рафинирующего эффекта продувки .

Цель достигаетс  тем, что продувку осуществл ют с периодически измен ющимис  интенсивност ми через два или несколько устройств ввода газа в виде мелких пузырьков, например через откосы футеровки печи, выполненные из пористых огнеупоров с высокой газопроницаемостью, причем интенсивности ввода газа через каждое из устройств измен ютс  по одному закону со сдвигом по фазе на часть периода, величина которой обратна количеству устройств ввода газа. Продувку осуществл ют в течение периодов длительностью 58-62 каждый, причем максимальна  интенсивность ввода газа зависит от веса жидкой ванны и должна обеспечить за все врем  продувки введение в сталь 0,805-0,954 нм углекислого газа на 1 т стали.

Пример. Производ т загрузку печи твердой шихтой, расплавление , прогрев жидкой стали, окисление примесей стали подачей в печь железной руды. После снижени  содержани  углерода в стали до уровн , который на 0,05-0,07% выше,чем необходимо иметь в конце окислительного периода дл  данной марки стали , производ т продувку жидкой стали с периодически измен ющимис  интенсивност ми ввода газа в сталь. Длительность периода 58-62 с; количество периодов 8; расход газа на тонну металла;0,805-0,954нм.После окончани  продувки сталь раскисл ют ферросилицием и ферромарганцем,легируют (если это необходимо) и выпусют в ковш, где раскисл ют алюминием

На фиг. 1 показана печь дл  реализации предлагаемого способа; на

фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 на фиг, 4 - режим изменени  интенсивности ввода газа во времени.

Таз в ванну 1 жидкой стали ввод т одновременно через два участка 2 футеровки откосов печи, расположенные симмеарично относительно летки, выполненные, из пористых огнеуnopHjix . материалов, обладающих высокой газопроницаемостью (см.табл.1) Дл  печи flCiI-3A при весе жидкой

стали 5 т максимальна  интенсивность; ввода газа 0,55 нмVмин.

На фиг, 4 даны следующие обозначени :

q, и интенсивности ввода газа через первое и второе у стройства газоподвода, нм/мин. ,55 -.максимальна  интенсивность ввода газа в жидкую сталь;

0

tJ- врем , мин.

а б л и ц а 1

95% кварцевого песка; 5% жидкого стек17 ,1526,75 ла 88% кварцевого песка: 7% (по объему) древесных опилок; 5% жидкого стекла

Изменение интенсивностей ввода газа дл  обеспечени  нужного режима продувки ,(см. фиг,4) производ т одновременным (в определенном, темпе открытием вентил  на одном трубопроводе (увеличиваетс  с,) и закрытием вентил  на другом трубопроводе (уменьшаетс , ) ; по достижении максимальной интенсивности Vj-Shicrnr 0,55 нм VMHH и минимальной интенсивности Ц, О производ т открытие (в том же темпе) вентил  на втором трубопроводе и закрытие вентил  на первом трубопроводе. О необходимой максимальной интенсивности суд т по достижении необходимого давлени  газа в трубопроводах, которое измер етс  с помощью установленных на них манометров Интенсивности ввода г,аза определ ютс  по заранее

15Л .5848,22

40Л5950,1

40ГЛ5847,0

установленной их зависимости от 30 давлени  газа по показани м манометров и газовых счетчиков за конт рольное врем .

Способ выплавки стали апро.биро-, ван на трех марках стали: 15Л, 40Л, 40ГЛ.

В табл. 2 приведены результаты испытаний указанных сталей, выплавленных трем  способами: предлагаемым , известным и без применени  продувки. В качестве показателей . сталей, -выплавленных без продувки., вз ты -средние .по трем плавкам, наиболее близким по химическому составу к экспериментальным плавкам и выплавленным в период, непосредственно предшествующий экспериментам, по испытанию данного способа.

Т а б л и ц а 2

58

59 58 239,74 46,2 73,18 100,48 52,70 59,3 86,30 113,55

Магнитна  индук40Л ци  В,Т, при напр женности П

Вследствие введени ;в процесс плавки операции продувка уменьшаетс  на 55% брак по газовым раковинам , пористости, трещинам,;

Преимущества предлагаемого способа спедуюпше:

вследствие улучшени  магнитных свойств стали 15Л, выплавленной :описываеьв)1м способом, увеличиваетс  на 7-12% извлекающа  способность электромагнитных сепараторов с магнитопроводами из продутой стали, по сравнению с сепараторами, магиитопроводы которых изготовлены из непродутой стали, причем экономический эффект от увеличени  извлекающей .способности сепараторов зависит от вида сепарируемого материала , содержани  в нем ферромагнитных включений, стоимости материала ферромагнитных включений;

вследствие снижени  содержани  в стали 40ГЛ, котора  служит матеииалом литых зубчагых кйлёс, немеПродолжение табл. 2

таллических включений и водорода увеличиваетс  срок службы зубчатых колес редукторов, что подтверждаетс  наблюдени ми за эксплуатируемыми редукторами в течении длительного времени (3-5 лет).

Операци  продувка в предлагаемом способе  вл етс  частью окис0 лительного периода, поэтому длитель%Ъйть плавки не увеличиваетс .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 298213, Ю1. С 21 С 5/52, 1971.

2.Патент Великобритании № 1403544, кл. С 7 ± , 1963.

3.Патент США W 3902889, кл. 75-12, 1973 (прототип).

-/1