SU821503A1 - Способ выплавки стали - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано при выплавке качественной стали , например, в конвертерах, дуговых и мартеновских печах.

Известен способ выплавки каче ственной стали, при котором с целью получени  низкого содержани  вредных примесей, например серы, фосфора , хрома, примен ют специально, подготовленные чистые исходные шихтовые материалы (сл бы и блюмы конвертерного производства), а в качестве шлакообразующих ввод т в печь свежеобожженную известь, богатую железную руду, дефицитный и дорогой плавиковый шпат 1 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  способ выплавки низкоазотистой стали в дугрврй печи, включакачий завалку шихтовых материалов, расплавление, продувку ванны газообразным кислородом, окисление примесей твердыми окислител ми , скачивание окислительного шлака и выпуск металла. Дл  получени  концентраций азота и стали менее 0,010% окисление примесей кислородом производ т со скоростью обезуглероживани  0,5-1,5% С/ч до получени  концентраций углерода менее 0,04% частично скачивают окислитель ный шлак, оставл   его в печи в количестве 0,8-2,5% от веса металла, затем окисление примесей производ т твердыми окислител ми, вводимыми с превышением стехиометрически необходимого дл  снижени  углерода

0 на-0,02-0,15 2Д .

Недостатком данного способа  вл етс  отсутствие благопри тных условий дл  удалени  вредных примесей , например фосфора, хрома, серы,

5 аэота и водорода в период плавлени  металла и кислородной продувки ванны, вследствие чего примен ютс  дорогие и дефицитные исходные материалы плавки. Это обусловлено

0 тем, что наиболее эффективное удаление вредных примесей (дефосфораци , дехромаци ) происходит при низкой температуре металла и шла-, ка, высокой его основности, жидко5 подвижности и окислительной способности . Обеспечить эффективное удаление фосфора, хрома и серы в данном способе только путем окислени  примесей кислородом со скоростью обезуглероживани  0,5-1,5% С/ч не

0 представл етс  возможным, так как окисел фосфора не может существовать в шлаке в свободном состо ,НИИ, а тугоплавкие шлакообраэующие материалы (известн к, известь, руда ) проплавл ютс  медленно, что ведет к низкой активности образующегос  шлака. Медленный рост основ ности и окислительной способности ишака в период плавлени  сдерживает переход вредных примесей из металла в млак, а это приводит к повышенному содержанию вредных примесей в металле к моменту расплавлени  шихты , увеличению продолжительности плавки. Цель изобретени  - повышение качества стали путем ускорени  шлакообразовани , повышение деЛЬсфорации и дехромации металла в период плавлени  и кислородной продувки ванны Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе производства ста ли, включающем завалку шихтовых материалов, расплавление, продувку . ванны газообразным кислородом, оки сление примесей твердыми окислител ми и выпуск металла, в завалку в д т однородный и легкоплавкий сплав феррита кальци . Возможен ввод сплава феррита кальци  в период кислородной продувки ванны совмест но с глиноземсодержагчими материала ми # .например бокситом, и с твердыми окислител ми. По мере плавлени  лома и чугуна (при твердой завалке) или рафиниро ва.ни  чугуна, феррит кальци  будет диссоциировать на составл ющие СаО и FegO-j, окислы железа будут взаимодействовать с углеродом жидкого металла, а освободивша с  СаО вступит во взаимодействие с Si02 i .P-Oj. и А)20з, СГ2О5- Поэтому В период плавлени  с целью максимального удалени -фосфора и хрома из металла необходимо исключить присадк-и боксита или других кремнезем и глиноземсодержащих материалов. Присадка боксита допускаетс  тольк при выплавке стали из высокохромистого лома и чугуна дл  разжижени  шлака, когда в нем значительно возрастает концентраци  хромито и повышаетс  в зкость шлака. В период плавлени  при условии низкой температуры металла и шлака дефосфорирование и дехромирование легкоплавкого сплава феррита кальц возможно не только за счет свободн . сао, но и за счет образовани  трифосфата железа, устойчивого при ни кой температуре. Следовательно, чтобы обеспечить высокую степень дёфосфорации и дехромации, одновре менно в период плавлени , необходи мо вводить в завалку в период плавлени  легкоплавкий сплав ферри та кальци  с низшим содержанием Si02 и Al20. Действие низкой, но остаточной дл  расплавлени  феррита кальци , температуры в сталеплавильной ванне на прот жении процессов дефосфорации и дехромации металла подтверхсдаетс  тем, что реакции окислени  фосфора и хрома экзотермические . .Дл  осуществлени  дефосфорации и дехромации при низкой температуре требуетс  значительно меньша  основность шлака, т.е. меньшее количество окиси кальци  и более высокое содержание окислов железа. Исследовани , проведенные на Череповецком металлургическом заводе, показали, что требуемым условием эффективной дефосфорации и дехромации металла отвечает легкоплавкий и однородный сплав феррита кальци  с содержанием окиси кальци  23-37%, кремнезема - 3-5%, остальные окислы железа и примеси (окислов алюмини , магни ,, марганца и др.). Температура плавлени  данного материала не превышает 1200°С. Следует ограничить содержание кремнезема в сплаве феррита кальци , так как прочна  св зь окиси кальци  с окисью фосфора может быть нарушена присутствием свободной окиси кремни . Низкое содержание азота в стали по расплавлении и соответственно в готовом металле (см. таблицу) обусловлено быстрым расплавлением легкоплавкого (до ) сплава феррита кальци  в начальный период плавлени  шихты. Следовательно , на подине печи, в начале плавки , образуетс  слой жидкоподвижного расплава ферритов кальци  с высоким содержанием окислов кальци  и железа. По мере плавлени  твердой шихты под дугами будет образовыватьс  жидкий металл, который, опуска сь на подину, непосредственно пройдет через слой жидкоподвижного сплава феррита кальци . При зтом вследствие хорошего контакта жидких металла и сплава феррита кальци  происходит рафинирование стали от вредных примесей. Кроме того, легкоплавкий и жидкоподвижный расплав феррита кальци  предохран ет жидкий металл от проникновени  в него газов (азота и водорода) из атмосферы печи в период плавлени . Пример. Проводитс  выплавка стали в дуговой электропечи с интенсивной продувкой ванны кислородом. Выплавл етс , легированна  электротехническа  сталь с содержанием, %: углерод 0,01-0,3, кремний ,0. марганец 0,20-0,35, сера 0,005-0,015, фосфор 0,003-0,008, хром 0,01-0,02. При выплавке стали в качестве шлакообразуюадего материала в печь ввод т однородный и легкоплавкий сплав феррита кальци , имеющего в своем составе %: окись кальци  35-37,

окись кремни  3-5, окислы железа 5055 . Расход сплава составл ет 25 кг/Т стали.

Завалку шихты производ т в 2 приема . Перед подвалкой в печь присаживают у. т:

Легкоплавкий сплав

феррита кальци  2,0

Кускова  известь 1,0.

Расплавлениешихты ведут с применением газокислородной горелки, производ т подрезку шихты кислородом с интенсивностью 800 .

После полного расплавлени  шихты и достижени  температуры ванны 1540-15бО с, отбирают пробу металла и шлака на полный химический анализ и производ т удаление максимально возможного количества шлака.

Содержание эЯементов в металле после расплавлени , следующее, %:

Углерод 0,4-0,5

Фосфор 0,005

Азот О,004.

Хром 0,02.

Последующие периоды плавки провод т с интенсивной продувкой ванны кислородом. Дл  поддержани  высокой реакционной способности шлака в ванну присаживают 1-1,5 т легкоплавкого сплава феррита кальци .

Технико-экономическа  эффективность способа обусловлена повышением производительности сталеплавильного агрегата при выплавке, высококачественной стали и повышением ее качества. Улучшение условий дефосфорции , деазотации, дехромации и десульфурации позвол ет использовать при выплавке качественной стали низкосортного дешевого лома и чугуна (табл. 1). Кроме того, при выплавке стали по предложенному способу на 50-60% снижаетс  расход дефицитного и дорогосто щего плавикового шпата, так как легкоплавкий сплав феррита кальци  обладает достаточно высокой жидкотекуч стью при.температурах сталеплавильного производства.

Экономическа  эффективность от

o применени  железофлюса при выплавке качественной стали за счет изме- . нени  затрат на материалы, на 1 т стали:

известныйспособ: затраты на плавиковый шпат 0,05410 0,54 р1/т, так

5 как замена шпата на 50%, то экономи  составит 0,27 Р/т, затраты на известь 0,,51 р/т, где 0,030 - расход извести, 17 - цена извести, затраты на агломерат:

0 0,009-17 0,16 р/т, где 0,009,- расход агломерата, 17 - цена агломерата, предлагаемый способ: расхоД: железофлюса 35 кг/т стали. Затраты состав т 0,035-20 0,70 р/т, где 0,35 - рас5 ход железоЛлюса, 20 - цена железофлюса .

Экономический эффект в расчете на год при производстве 100 тыс. т.стали с применением железофлюса соста0 вит: (0,27+0,51+0,16-0,70)100000 24000 р.

Результаты испытаний по предлагаемому способу, обычна  шихта) приведены в табл. 1.

5 Результаты испытаний по известному способу (чиста  шихта) приведены в табл. 2.

Таблица 1

0,35 0,10 0,020 0,002 0,01 0,003 2,6

Расплавление 0,45 0,15 .0,025 0,005 0,05 0,004

Окончание ки- слородной про- 0,015 0,03 0,015 0,002 0,01 0,004 3,0 дувки

0,020 0,05 0,020 0,004 0,03 0,005

содержание в металле, %

Период плавки

0,350,13 0,026 0,015 0,060,005 4,1

0,450,17 0,030 0,020 0,100,006

0,0150,03 0,023 0,010 0,050,006 4,9

0,0200,04 0,027.0,014 0,090,007

Таблица 2

Claims (4)

1.Способ выплавки стали, включающий .завсшку шихтовых материалов, расплавление, продувку ванны газообраЪным кислородом, окисление примесей твердыми окислител ми и выпус металла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества стеши и снижени  содержани  вредных примесей, в завалку ввод т однородный и легкоплавкий сплав феррита кальци .

2,Способ по п. 1, отличающийс  тем, что.сплав феррита кальци  ввод т в период продувки ванны кислородом.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что сплав феррита кальци  ввод т в сталеплавильный агрегат совместно с бокситом.

4.Способ по п., 1, о т л и ч ае ю щ И И С Я тем, что сплав феррита

кальци  ввод т совместно с твердыми окислител ми. /

Источники информации, Q прин тые во внимание при экспертизе

1.Чуйко Н.М., Мошкевич Е.И. и др. Трансформаторна  сталь. М., Металлурги , 1970, с. 47.

2.Авторское свидетельство СССР 5 № 582300, кл. С 21 С 7/02, 1977.