SU863659A1 - Способ предварительного раскислени стали - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ

1

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретно к вьшлавке сталей, в особенности дл  последующих рафинирующих переплавов.

Известен способ раскислейи  стали в восстановительный период электроплавки вдуванием в металл порошка алюмини  в токе аргона или азота L1J.

При вдувании порошка алюмини  продукты взаимодействи  алюмини  с кисг лородом образуютс  в глубине стальной ванны и, хот  поток несущего газа способствует некоторому выносу нематематических включений на поверхности стальной ванны, все же существенна  их часть остаетс  в металле. Кроме того, способ вдувани  в металл алюмини  в струе несущего газа тре- , бует сооружени  специальной установки , наличи  нейтрального газа и значительных затрат как на ее сооружение , так и на эксплуатацию.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ плавки с глубинньм раскислением металла алюминием в начале восстановительного периода, причем алюминием, присаживаемым в металлическую ванну в виде прикрепленных к штангам-чушек металлического алюмини  C2l.

Недостатком этого способа  вл етс  образование продуктов взаимодействи  алюмини  с кислородом, содержащимс  в стали, в глубинных сло х металла , что приводит к загр знению зтали окисньми неметаллическими включени ми, а также т желый ручной

10 труд по присадке в глубь стальной ванны чушек алк лини , стрем щихс  всплыть на поверхность металла из-за большой разницы в удельных весах стали и аломини .

15

Цель изобретени  - снижение в стали содержани  кислорода и окискых неметаллических включений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что алюминий присаживают в отключен20 ную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади в количестве 0,05-0,25% от веса стали совместно с флюоритсодержгццим материалом в соотношении соответственно 1:(3-4,5), затем ввод т в печь угдеродсодержащий материал 0,02-0,10% от веса стали, после чего печь включают.

При этом процесс предварительного

раскислени  стали с aJ юминиeм протекает главным образом в поверхностном

слое ванны, а нижележащие слои металла не загр зн ютс  окисными неметаллическими включени ми. Кислород, как поверхностно-активный элемент,ио дтупает в верхние слои стали и реагирует здесь с алюминием. Образующа с  окись алюмини  ассимилируетс  флюоритсодержащим материалом. Присадка в печь углеродсодержащего материала защищает алкминий от окислени  кислородом печной атмосферы.

При раскислении конструкционных и подшипниковых сталей в начале восстановительного периода погружением алюмини  на штангах в металл расход его колеблетс  от 0,03 до 0,05% от веса стали. При раскислении алюминием по предлагаемому изобретению полезное использование его в некоторых случа х может быть ниже изза неполного скачивани  окисленного шлака и расхода алюмини  на дораскисление шлака, а также угара алюмини  от окислени  кислородом печной атмосферы. Поэтому минимальный расхо алюмини  прин т 0,05%, а максимальный - 0,25% от веса стали. Расход алюмини  менее 0,05% неэффективен,а более 0,25% неэкономичен.

При определении количества флюоритсодержащего материала исход т из обра зовани  легкоплавкого шлака системы . Например, шлаки, состо щие из 60-70% CaF и 40-30% имеют температуру плавлени  от 1250 до 1400°С. Дл  образовани  таки шлаков количество присаживаемого флюорита должно быть в 1,5-2,3 раза больше количества образующейс  в печи окиси алюмини , вес которой примерно в 2 раза больше веса присаженного алюмини . Таким образом, соотношение присаженного в печь алюмини  , и флюоритсодержащего материала должно быть соответственно 1:(3-4,5).

При определении количества углеродсодержащего материала.исход т из того, что примерно 50% присаженного углерода пойдет на науглероживание стальной ванны. Поэтому дл  низкоуглеродистых сталей, наиболее склонных к науглероживанию, прин т минимальный расход 0,02%, а дл  высокоуглеродистых сталей - максимальный расход 0,10% от веса стали. При этом возможно науглероживание стали от 0,01 до 0,05 вес.%, исход  из 50%-ного усвоени  углерода сталью.

Таким образом, расход углеродсодержавдего материала.мецее 0,02% от веса стали неэффективен дл  защиты алюмини , а более 0,10% недопустим из-за опасности чрезмерного науглероживани  металла.

Использование изобретени  при выплавке качественных легированных сталей в дуговых печах емкостью 1050 т позвол ет понизить содержание кислорода в стальной ванне в начале

восстановительного периода не менее, чем на 50%, при этом избежать загр знени  металла продуктами реакции взаимодействи  кислорода с алюминием. « Это обеспечивает, например, снижение содержани  в исходной стали дл  электрошлакового переплава окисных неметаллических включений и повышает выход годного проката электрошлаковых слитков р да марок сталей, в особенности контролируемых на загр знен-, ность неметаллическими включени ми.

Пример 1. При выплавке в 50-тонной дуговой печи методом переплава отходов среднеуглеродистой, качественной конструкционной легированной стали после окончани  периода плавлени  окисленный шлак удал ют из печи и в отключенную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади присаживают 0,05% алюминиевой стружки от веса сталей, т.е. 25 кг, и измельченный плавиковый шпат в соотношении соответственно 1:4,5. Ко .личество плавикового шпата 112 кг. Затем по всей поверхности стальной ванны присаживают молотый кокс 0,06% от веса стали, т.е. 30 кг. Пос/ie этого печь включают и провод т восстановительный период. Во врем  выпуска плавки в ковш производ т окончательное раскисление стали алюминием , в результате в готовой стали содержание кислорода снижаетс  до 0,003 вес.%.

Пример 2. При выплавке в 25-тонной дуговой печи на свежей шихт низкоуглеродистой качественной конструкционной легированной стали после расплавлени  шихты и окончани  периода кипени  окисленный шлак удал ют из печи и в отключенную печь . присаживают на поверхность стальной ванны по всей ее площади 0,15% порошка алюмини  от веса стали, т.е. 37 кг, и флюоритовый концентрат в соотношении 1:3,7, т.е. 137 кг, после чего по всей поверхности стальной ванны присаживаетс  молотый кокс 0,02% от веса жидкой стали, т.е. 5 кг, затем печь включают в ковш и провод т восстановительный период плавки. После выпуска плавки в ковш, производ т окончательное раскисление , стали алюминием.В результате в готовой стали содержание кислорода снижаетс  до 0,004 вес.%, а объемный процент окисных неметаллических включений не превышает 0,007%..

Пример 3. При.выплавке в 25-тонной дуговой печи на свежей шихте качественной высокоуглеродистой подшипниковой стали после расплавлени  шихты и окончани  периода кипени  окисленный шлак удал ют из печи и в отключенную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади присаживают рубленый чушковый алюминий в количестве 0,25% отвеса стали

т.е. 75 кг, и окатыши флюоритового концентрата в соотношении соответственно 1:3. Количество окатышей 225кг. Затем по всей поверхности ста;1ьной ванны присаживают молотый кокс 0,10% от веса стали, т.е. 25 кг. После этого печь включают и провод т восстановительный период плавки, в конце которого производ т окончательное раскисление стали алюминием.

В результате в исходной стали содержание кислорода снижаетс  с 0,0050 до 0,0035 вес.%, а после ее

электрошлакового переплава выход годного проката по чистоте от окисных неметаллических включений возрастает на 15%.

Экономическа  эффективность изобретени  может быть проиллюстрирована при использовании его дл  выплавки исходной подшипниковой стали марок 111X15 и ШХ15СГ дл  последующего электрошлакового переплава.

При контроле готового прокатаэлектрошлаковой подшипниковой -стали, если загр зненность его окисными неметаллическими включени ми выше нормы , допускаемой дл  металла ЭШП,. то такой прокат сдаетс  потребителю как металл открытой плавки. При этом на

каждой тонне проката металлургический завод тер ет (из-за разницы в ценах на сталь открытой плавки и электро- шлакового переплава) 225-245 р. (в зависимости от марки подшипниковой стали и сечени  сортопроката). При объеме производства электрошлаковой подшипниковой стали 10 тыс. в год и увеличении выхода годного прокатаэлектрошлаковых слитков на 15% в результате использовани  изобретени  в процессе выплавки исходного металла 1500 т. стали будет дополнительно сдано заказчику по цене за 1 т на 225 р. вьлде. Это составл ет доход 337 тыс.р. в год.

Claims (2)

1.Меджибовский М.Я. и др. Порошкообразные материалы в сталеплавильном производстве. Киев, Техника, 1978, гл. 5, § 1.

2.Поволоцкий Д.Я. Алюминий в кон35 струкционной стали. М., Металлурги , 1970, с. 170.