SU773092A1 - Способ рафинировани расплавленной стали - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к производству стали с рафинированием ее в ковше жидким синтетическим шлаком.

В св зи с разработкой месторожде- 5 НИИ природного газа в северных районах страны возникла потребность в значительном количестве трубной стали , обладающей высокими свойствами при отрицательных температурах. Та- Ю КИМ требовани м отвечает сталь с содержанием серы менее 0,015%.

В услови х массового производства наиболее экономичным и перспективным способом получени  низкосернис- 5 той стали  вл етс  выплавка ее в высокопроизводительных сталеплавильных агрегатах, например, в конвертерах или большегрузных мартеновских печах и последующа  внепечна  обработ2о ка расплава жидким синтетическим известково-глиноземистым шлаком. По данным разных заводов затраты на обработку стали синтетическим шлаком составл ет 3,5-6 руб/т и сни- 25 жение их может обеспечить значительный народнохоз йственный эффект.

Одинаковое уменьшение содор);;ани  серы в металле при более высоком использовании сульфидной емкости шлака , т.е. при увеличении количества перешедшей в шлак серы, может быть достигнуто при меньшем расходе синтетического шлака. Например, увеличение содержани  серы в шлаке от 0,3 до 0,4% позвол ет уменьшить расход шлака на 25%.

В реальных услови х серопоглотительна  способность шлаков используетс  далеко не полностью, в основном, из-за недостаточного перемешивани  мета.пла и шлака. Улучшение перемешивани  шлака с металлом  вл етс  одним из путей повышени  эффективности процесса рафинировани  и резервом снижени  расхода шлака, т.е. одним из путей снижени  затрат на рафинирующую обработку стали.

Известен способ рафинировани  трубной стали синтетическим шлаком, включающий слив расплавленного металла из сталеплавильного агрегата в ковш на жидкий синтетический шлак, расход шлака 3,7% 1.

Недостаток способа состоит в том, что интенсивное перемешивание металла со шлаком происходит в непосредственной близости от зоны паде-нн  струи металла, в то врем  как вблизи стенок ковша образуютс  застойные

зоны, в которых степень перемешивани металла со шлаком незначительна. Увеличение содержани  серы в шлаке составл ет ,3%, серопоглотительна  способность шлака используетс  неполностью . .

Известен также способ рафинировани  расплавленного г/юталла путем слива шлака на поток металла, причем половину шлака сливают при сливе первых 20% металла, а остальную часть шлака - при сливе последних 50% метгшла J2J , Недостаток способа состоит в том, что при сливе последних 50% металла энерги  его потока и степень перемешивани  со шлаком уменьшаютс . Эффективность использовани  шлака снижаетс .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ рафинировани  стали жидким синтетическим шлаком путем олива шлака в ковш в момент по влени  металла на желобе. Шлак подают на поток металла, а затем металл сливаетс  на шлакометаллический расплав . Расход шлака составл ет 3,45% 3.

Недостаток способа состоит в том, что слив рафинировочного шлака начинают одновременно с выпуском стали, в результате чего первые порции шлака дроб тс  о днище ковша и при этом сильно охлаждаютс . Рафинировочна  способность охлажденного шлакового расплава резко снижаетс , что приводит к перерасходу синтетического шлака .

Цель лзобретени  - повышение эффективности рафинировани  и уменьшении расхода рафинировочного шлака.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что при рафинировании расплавленного металла жидким шлаком в ковше , включак цем слив шлака на поток рафинируемого металла и последующий слив металла на шлакометаллический расплав, в ковш сначала сливают 520% металла, после чего во врем  слиаа последук цих 3-10% металла в его поток ввод т синтетический шлак

Шлак ввод т под углом 20-60 к потоку металла.

Наилучшие услови  дроблени  и перемешивани  шлака и металла достигаютс  в том случае, если шлак ввод т в струю металла на рассто нии 3-7 м от поверхности наход щегос  в ковше шлакометаллического расплава. При таком режиме обработки дл  получени  в готовой стали 0,015-0,020% серы от исходного ее содержани  в расплаве 0,025-0,030% расход синтетического известково-глиноземистого шлака может быть уменьшен до 1,3% от массы обрабатываемой стали. При необходимости осуществить весьма десульфурацию (например, до

О , 003-0 ,005% ) количество ишака может достигать 6%.

Наличие в ковше металла в количестве 5-20% общего его количества к моменту начала его обработки рафинировочным шлаком улучшает услови  дроблени  и перемешивани  шлака и металла. При этом капли раздробленного шлака попадают не на стенки ковша, как при сливе шлака в момент начаQ ла выпуска стали, а в слой расплавленного металла. В результате с самого начсша поступлени  шлака в металл создаетс  значительна  поверхность раздела и обеспечиваетс  интенсивное перемешивание взаимодействующих

5 фаз. Рафинирующа  способность шлака используетс  наиболее полно. Уменьшение количества слитого в ковш металла перед сливом шлака менее 5% снижает эффективность использовани 

0 рафинирующей способности шлака и приводит к увеличению расхода шлака на обработку стали. Увеличение количества предварительно слитого в ковш метсшла более 20% приводит к

5 ухудшению перемешивани  всего объема метсШла поступающим в ковш потоком И образованию застойных зон. Рафинированию шлаком подвергаетс  не весь металл, эффективность рафинировани  снижаетс .

Ввод шлака в поток поступающей в ковш стали способствует частичному раздроблению и перемешиванию металла и шлака еще до поступлени  в ковш и при соударении струи с поверхностью шлакометаллического расплава обеспечиваетс  более эффективное . дробление и перемешивание шлака и металла. При этом угол встречи потоков менее 20 ухудшает использование

0 шлака, поскольку не обеспечивает

предварительного дроблени  и перемешивани  шлака и металла. Увеличение угла более 60° приводит к сильному разбрызгиванию расплавленных металла и шлака, создает предпосылки дл  аварийных ситуаций и создает опасность дл  обслуживакадего персонала. Дл  проведени  процесса при углах встречи струи более 60° требуютс 

Q специальные-защитные приспособлени , усложн ющие технологический процесс.

Шлак подают в поток металла с мгновенным расходом 100-140 кг/т металла . С увеличением угла встречи потоков металла и шлака увеличиваетс  энерги , выдел юща с  при их соударении и улучшаютс  услови  дроблени  и перемешивани  шлака и металла, мгновенный расход шлака может быть увеличен. Напротив, малым углам встречи потоков должны соответствовать Мсшые мгновенные расходы шлака.

Уменьшение мгновенного расхода шлака менее 100 кг/т приводит к замедлению процессов рафинировани  и

5 перенесению их на тот период слива

металла, когда энерги  его потока уменьшаетс . Эффективность использовани  шлака снижаетс . Увеличение же мгновенного расхода шлака более 1400 кг/т ухудшает услови  его дроблени  и перемешивани  с металлом и также снижает эффективность использовани  шлака.

Количество металла, сливаемого в ковш, определ ют по показани м взвешивающих тензометрических устройств или по предварительной разметке ковша. Шпак дозируют таким же образом , а интенсивность его слива (мгновенный расход) регулируют с помощью автоматического расходомера или с использованием разметки ковша и секундомера.

Угол ввода шлака в поток металла и местоположени  точки ввода регулируют путем изменени  положени  в горизонтальных и вертикальных плоскост х шлакопередаточного ковша по отношению к потоку металла.

Ниже приведены варианты осуществлени  способа, не исключающие другие варианты в объеме формулы изобретени .

Примеры, Трубную сталь, содержащую 0,15-0,20% углерода, 1,151 ,55% марганца, 0,4-0,6% кремни , не более 0,020% серы, выплавл ют в 400-тонной мартеновской печи. После доводки металла до требуемого содержани  углерода стальной расплав раскисл ют силикомарганцем из расчета

введени  в металл 0,08-0,12% кремни  и при 1600-1620°С выпускают в сталеразливочный ковш. После слива 5-20% металла в его поток из передаточного ковша под углом 20-60 ввод т жидкий синтетический известково-глиноземистый шлак, содержащий 50-58% глинозема и 37-46% окиси кальци , и имеющий температуру 1670-1760°С. Шлак ввод т в течение слива 3-10% металла .

Мгновенный расход шлака поддерживают в пределах 100-1400 кг/т, угол введени  шлака в поток металла 20-60° шлак ввод т в поток стали на удалении 3-7 м от уровн  поверхности нахо5 д щегос  в ковше шлакометаллического расплава. После введени  шлака в поток добавл ют легирующие и раскислители из расчета получени  стали требуемого химического соста0 ва - силикомарганец, ферросилиций, алюминий и др.

Параметры рафинировани  опытных плавок и характеристики эффективности рафинировани  представлены в таблице (плавки № 1-12) .

5

Дл  сравнени  выплавл ют сталь с рафинированием в ковше жидким известково-глиноземистым шлаком по известному способу (плавка №21). Шлак сливают в ковш в момент по вле0 ни  металла на желобе. Осуществл ют обработку стали по режимам.отклон ю- . щимс  по отдельным параметрам от описывае1 х (плавки 13-20) .

580

ИЗО

410

850

1400

1000

400

1050

400

180

315

160

1030

0,62 0,54 0,50 0,42 0,48 0,45 0,46 0,83 0,47 0,77 1,15 0,26

Как видно, эффективность рафинировани  по предлагаемому способу значительно выше, вследствие чего расход синтетического шлака дл  достижени  одинаковых с известным способом результатов может быть значительно уменьшен (на 10-20 кг/т), что составит годовой экономический эффект 600 тыс.руб. в год.

Claims (3)

1. Способ рафинировани  расплавленной стали жидким синтетическим ишаком в ковше, включанадий слив шлака на поток металла и последукидий слив металла на шлакометаллический расплав, отлич. ающийс 

Продолжение табл,

тем, что, с целью повышени  эффективности рафинировани  и уменьшени  .расхода шлака, сначгша сливают в ковш 5-20% металла, а затем во врем  слива последующих 3-10% металла в его поток ввод т синтетический шлак. 2. Способ по п.1, отличающий с   тем, что шлак ввод т под углом 20-60° к потоку металла.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Воинов С.Г. и др. Рафинирование стали синтетическим шлаком. М., Металлурги , 1970, с. 257-289.

2.За вка ФРГ № 2501829, кл. С 21 С 7/00, 1976.

3.Технологическа  инструкци  Чел бинского метзавода № М-23-74, п. 10-25.