SU954438A1 - Способ рафинировани металла - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к чернои металлургии и может быть применено в сталеплавильном производстве.

Известен способ рафинировани  металла сталеплавильными шлаками,включающий ввод на дно сталеразлиночного ковша ферросилици , слив на него из сталеплавильного агрегата в начале конечного шлака, а затем металла l .

Недостатком известного способа  вл етс  необходимость поддержани  хорошей жидкотекучести шлака и правильной организации выпуска.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности  вл етс  способ рафинировани  металла сталеплавильными шлаками, включающий ввод на дно сталеразливочного ковша высокозффективного раскислител , слив на него из сталеплавильного агрегата вначале конечного шлака, а затем металла. В качестве раскислител  рекомендуетс  использовать алюминий 2 .

Известный способ не обеспечивает достаточной стойкости футеровки сталеразливочного ковша и степени рафинировани  при длительной выдержке шлака в ковше до слива металла. Процесс раскислени  шлака высокоэффективным раскислителем сопровождаетс 

повышением его температуры. Так,при раскислении шлака алюминием его температура может повышатьс  до 20002200°С . Длительное воздействие высокотемпературного шлака на футеровку сталеразливочного ковша, выполн емую преимущественно из шамотного кирпича или глинисто-песчаной массы с пределом огнеупорности не выше 1710°С,вы10 зывает ее оплавление и преждевременный износ. Дл  повышени  стойкости футеровки сталеразливочных ковшей примен ют и другие, более высокоогнеупорные материалы. Однако вследствие

15 высокой их стоимости и дефицитности использование таких материалов в основном осуществл етс  при производстве специальных сталей в небольших масштабах.

20

По мере разрушени  огнеупорных материалов ковша в шлаке увеличиваетс  концентраци  кремнезема. При использовании основных шлаков снижаетс  их основность и, как следствие, 25 степень рафинировани  металла.

Металл/ выпущенный в ковш из сталеплавильного- агрегата , с температу-, рой, колеблющейс  обычно в пределах 1580-1630°С, оказывает охлаждающее

30 воздействие на шлак, уменьша  тем самым его агрессивное воздействие на футеровку. Врем , через которое необходимо произвести слив металла в ковш, должно быть, очевидно, соглас вано с температурой раскисл емого шлака, котора  дл  указанных выше м териалов футеровки ковша не должна превышать . На практике очень часто услови  производства не позвол ют произвест выпуск металла из сталеплавильного агрегата в короткий промежуток врем ни после слива шлака в ковш. Например , слив шлака из кислородного кон вертера необходимо производить во врем  его первой повалки. Это обусловлено тем, что даже после кратковременной выдержки в конвертере шла ка (без продувки) в зкость последне го повышаетс  до пределов, не позво л ющих произвести его слив в сталеразливочный ковш раздельно от металла . Дл  достижени  необходимого содержани  углерода в большинстве случаев осуществл ют о.дну-две, а в некоторых случа х и три додувки металла кислородом, на что затрачив етс  дополнительно (с учетом времен ожидани  результатов химического ан лиза) от 10 до 30 мин. Така  выдерж ка высокотемпературного шлака в ста леразливочном ковше приводит к значительному износу футеровки в нижне его части и может вызвать ее прогар Задержки в сливе металла могут .проис ходить также из мартеновских, двухванных , электросталеплавильных и других.сталеплавильных агрегатах по р ду различных причин, св занных в основном с производственными и технологическими факторами. Цель изо Метени  - повышение стойкости футеровки сталеразливочно го ковша и степени рафинировани  ме талла, Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном способе рафинировани  металла, включающем ввод на дно сталеразливочного ковша высокоэффек тивного раскислител , слив на него и сталеплавильного агрегата вначале шлака, а затем металла, слив металла осуществл ют через 4-6 мин пребывани  шлака в ковше, при этом отношение минимальной массы металла, необходимой дл  охлаждени  шлака, к массе шлака, заливаемого в ковш находит с  в пределах 2-8. Экспериментально установлено, что через 4-6 мин после слива шлака на раскислитель (алюминий), наход щийс  в сталеразливочном ковше, начинает разрушатьс  (оплавл тьс ) его футеровка . Назначение сливаемого металла сос тоит в снижении температуры шлака до предела, не превышающего огнеупорность футеровки сталеразливочного ковша. Минимальна  масса металла установлена экспериментальным путем. Ее величина зависит от расхода шлака , идущего на рафинирование, и температуры металла при выпуске из сталеплавильного агрегата. С увеличением количества шлака по отношению к массе всего металла отношение минимально необходимой массы металла к массе шлака уменьшаетс  (при посто нной температуре металла на выпуске). Повышение температуры металла на выпуске при прочих равных услови х вын зывает увеличение отношени  минимально необходимой массы металла к массе шлака, в диапазоне всех возможных температур металла на выпуске из сталеплавильного агрегата (1560-1700®С} и расходах шлака, примен емых дл  рафинировани  металла (1-10%), отношение минимально необходимой массы металла дл  охлаждени  шлака к массе сливаемого в ковш шлака находитс  в пределах 2-8. В лабораторных услови х были осуществлены предлагаемый и известный способы рафинировани  метсшла. В 130 кг кислородном конвертере выплавл ли углеродистую сталь марки ст. 35. Футеровка сталеразливочного ковша выполн лась ковшевым шамотным кирпичом и имела толщину, равную 70 мм. После окончани  продувки металла из конверт,ера сливали конечный шлак, который раскисл ли в ковше кусковым алюминием в количестве 9% от массы шлака. Расход шлака на рафинирование измен ли в пределах 1-10% от массы металла. Дл . определени  времени начала разрушени  футеровки сталеразливочного ковша шлак выдерживали в нем в течение от 1 до 20 мин. После этого шлак сливали и определ ли типографию износа футеровки ковша. На фиг. 1 графически отображено вли ние продолжительности выдержки шлака в ковше на разгар футеровки ковша , где крива  1 - 1% расхода шлака от массы металла; крива  2 - 10% расхода шлака от массы металла. На фиг. 2 - изменение основности шлака и содержани  в нем кремнезема за врем  выдержки шлака в ковше. Как видно из фиг. 1, в начальный момент после слива шлака вследствие образовани  на стенках ковша гарнисажного сло  толщина футеровки несколько возрастает. После одноминутной выдержки шлака в ковше толщина футеровки превышает начальную на 6-8 мм. В дальнейшем, по мере подъема температуры шлака происходит распределение гарнисажного сло  и, начина  с 4-6 мин в зависимости от расхода шлака на рафинирование, толщина футеровки ковша начинает уменьшатьс . С увеличением расхода шлака износ футеровки возрастает. К концу 20 минутной выдержки шлака в ковше толщина его футеровки уменьшаетс  на 20-40 мм т.е. на 29-57%, чт.о не позвол ет повторно использовать ковш. Таким образом , интервал времени в который необходимо произвести слив в ковш первой порции металла с целью охлаждени  шлака, составл ет 4-6 мин. За врем  выдержки шлака в ковше его рафинирующие свойства измен ютс  В результате раскислени  шлака алюми нием (фиг. 2) содержание Si 0 в нем до 4-6 мин выдержки в ковше уменьшаетс  на 7,0-8,0% при расходе шлака на рафинирование соответственно 1-10 Как уже было показано выше, начина  с 4-6 минуты, происходит разрушение футеровки сталеразливочного ковша,ос новной составл ющей которой  вл етс  оксид кремни  (Si Од) вследствие чего содержание этого компонента в ишаке в дальнейшем начинает возрастать . К окончанию 20 минуты содержа ние кремнезема в шлаке превышает исходное и находитс  в пределах 15,519 ,6%. Основность шлака измен етс  пропо ционально содержанию в нем кремнезема , вначале (до 4-6 минуты) возраста ет с 3,5 до 4,5-5,0%, в дальнейшем с увеличением времени выдержки шлака в ковше уменьшаетс  и к исходу 20 мину ты составл ет 1,5-2,5. Низкоосновной шлак имеет невысокие рафинирующие свойства. При проведении плавок по предлагаемому способу шлак выдерживали в ковше до слива металла в течение 4 и 6 мин. Отношение минимально необ ходимой массы металла дл  охлаждени  (илака к массе залитого в ковш шлака в зависимости от температуры металла на выпуске из конвертера измен ли в пределах 2-8. Как видно кз таблищл. температура шлака после слива первой порции металла не превышала предел огнеупорности футеровки сталеразливочного ковша и находилас ь в пределах 1680-1695С. В результате проведени  плавок по предлагаемому способу удаетс  снизить температуру шлака на 305320°С , уменьша  тем самым его агрессивное воздействие на футеровку ковша . Кроме того, масса слитой первой порции металла позвол ет вытеснить вверх всю массу шлака из зоны его нахождени  в нижней части ковша.Это полностью устран ет оплавление футеровки данной части ковша, находившейс  под воздействием высокотемпературного шлака. Толщина футеровки сталеразливочного ковша после каждой плавки уменьшалась на 2-3 мм. При этом футеровка ковша выдерживала в среднем 26 плавок. На плавках, проводимых по известному способу рафинировани  шлак выдерживали в ковше до 7-20 мин. Температура металла на выпуске из конвертера была посто нной и составл ла 1610®С. Металл в ковш сливали в один прием. По окончании разливки металла толщина футеровки сталеразливочното ковша уменьшилась на 2040 мм. При этом стойкость футеровки ковша,, не превышала в среднем 2 плавок . Степень десульфурации металла, , произведенного по известному способу, оказалась в среднем в 6,7 раза меньше , чем у металла, полученного по предлагаемому способу рафинировани , а содержание кислорода и неметаллических включений было выше соответственно в 1,9 и 2,2 раза (см. таблицу ) . Стойкость футеровки по предлагаемому способу увеличиваетс  в 13 раз.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ рафинирования металла,включающий ввод на дно сталеразливочного ковша высоко-эффективного раскислителя, слив на него из сталеплавильного агрегата вначале шлака, а затем . металла, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости футеровки ковша и степени рафинирования .металла , слив металла осуществляют через 4-6 мин пребывания ' шлака в ковше, при этом отношение минимальной массы металла, необходимой для охлаждения шлака, к массе iffi----------------------------^;-------шлака, заливаемого в ковш, находится в пределах 2-8.