SU990829A1 - Порошкообразный реагент дл рафинировани стали - Google Patents

Description

(54) ПОГОШКООБРАЗНЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

СТАЛИ

1 .

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к внепечной обработке металлов, и может быть использовано, преимущественно, дл  внепечной обработки. стали в ковше.

Известна десульфурирующа  смесь, примен ема  дл  внепечной обработки металла, содержаща  40-50% извести, 10-30% соды, 10-20% алюмини  и 15-30% ферросиликокальци  1.

Недостатком этой десульфурирующей смеси  вл етс  то, что основна  составл юща  смеси, обеспечивающа  десульфурадию стали, введена в ее состав в виде чистой извести. Из-за высокой температуры плавлени  извести (2500° С) процесс десульфурации происходат только по получении высокоактивного шлака с высоким содержанием в нем СаО, Процесс полз чени  такого шпака происходит во времени как за счет растворени  извести в щлаке ,  вл ющемс  продуктом раскислени  металла , так и в шлаке, попавшем в ковш из сталеплавильного агрегата.

Из-за кратковременности вьшуска металла из сталеплавильного агрегата серопоглотительпа  способность образутощегос  в результате расплавлени  смеси шлака используетс  не полностью как вследствие кратковременности его взаимодействи  с металлом, так и по причине неполного растворени  извести в шлаке.

Известна также шлакова  смесь дл  обработки металла в ковше,, со держаща . 40- 50% извести, 25-30% -глинозема, 8-12% алюмини , остальное - натриева  селитра 2. Однако такие составл ющие смеси как известь

Claims (2)

10 и глинозем, оказь вающие решающее вли ние I на формирование в ковше высокоактивного , рафинирующего шлака, вз ты в ней в чистом виде. Это затрудн ет их расплавление, формирование рафинировочного шлак, и, спедова15 те ьно, протекание процессов рафинировани . Наличие в составе смеси натриевой селитры способствует, ,. с одной стороны, насьпцению стали азотом, за счет ее разложени  под действием высокой температуры, с ffpyron - повы20 шает окислешюсть металла. Ра ;творение азота в металле значительно ухудшает его свойства , а повышение окисленности - в значительной степени снижает процесс рафинировани , в 399 частности степень десупьфурании металла снижаетс  на 10-20%. Кроме того, применение этих смесей предусмотрено в кусках достаточно хрупкой фракции , так как в противном случав (т. е. при применении мелкой фракции составл ющих смеси) из-за конвективных потоков газов, образующихс  в объеме ковша в процессе вьшуска из агрегата, происходит интенсивный унос пылевидных составл ющих,-.смеси, и, еледовательно , смесь используетс  неэффективно. Наиболее близкой по достигаемому эффекту к предлагаемой  вл етс  рафинировочна  смесь, содержаща  в своем составе, в качестве основы, эвтектический сплав на основе извести и глинозема (известково-глиноземистый синтетический 1Ш1ак) 70-90%, алюминий и известь остальное 3, Известна  рафинировочна  смесь в качестве основы содержит эвтектический сплав на основе извести и глинозема (известково-глиноземистый синтетический шлак), который,  вл  сь высокоактивным десульфуратором и рас«кислителем , обладает низкой пор дка 13001400° С. температурой плавлени . Это способствует быстрому расплавлению мелкодисперсны частичек эвтектического сплава при его введении в .металл и протеканию реакций десульфуращп и раскшислени  по ходу вспльшани  расгшавившихс  частичек. Именно наличие в известной смеси эвтектического сплава (на основе извести и глинозема) приводит к достижению наибольшего технического эффекта. Недостатком известной рафинировочной смеси  вл етс  то, чтО как показало ее опро бование непосредственно в производственных услови х, модифицирующее воздействие ее на неметаллические включени  про вл етс  недостаточно . тт. Целью изобрете}ш   вл етс  повышение десульфурирующей, раскисл ющей и модифици рующей способности и повышение качества стали. Поставленна  цель достигаетс  тем, что по рошкообразный реагент дл  рафинировани  стали, содержащий эвтектический сплав на основе извести и глинозема, алюминий и извест дополнительно содержит кальцинированные хлориды щелочных и щелочноземельных металлов при следующем. соотношегши компонентов , вес.%: Эвтектический сплав la основе извести и глинозема60-80 Алюминий2-15 Кальцинированные хлориды щелочных и щелочноземельных металлов10-20 Известь Остальное Введение в слетав порошкообразного реаента кальцинированной хлористой соли по крайней мере одного щелочного или щелочноземельного элемента обуаювлено тем, что при температурах, сталеварени  перечисленные соеинени  диссоциируют с выделением в свободном виде натри , кали  кальци , магни , которые воздействуют на металл как модификаторы . Мидифицирующее воздействие натри , кали , кальци , магни  про вл етс  в улучщении микроструктуры готового металла, главным образом, в глобзл ризации окисных и, особенно, сульфидных включений. Экспериментально было также установлено, что введега е в металл элементов щелочной группы способствует увеличению формировани  структуры непрерывнолитого слитка, снижа  общую прот женность столбчатых кристаллов. ,гЭто, в конечном итоге, приводит к мелкозернистой структуры металла и повышению его механргческнх свойств. Дополпительньп эффект про вл етс  в том, что диссоцииру  кальцинированные соли щелочных и щелочноземель1П )1х элементов создают услови  дополнительного перемешивани  металла, улушгающего рафинировочные nponecci.i и обеспечивают экранизацию пшакометалличсского расгшава от окружающей окислительноii атмосферы за счет вьщел ющпхс  при разложении солей газов. Кроме того, перечисленные соли значительно более дешевы, чем трада ционньге модифика.торьт , например силикокальций. Введение в состав реагента эвтектического сплава на основе извести и глинозема подчин етс  цели скорейшего получени  высокоактивного рафинировочного ишака с высокой серопоглотительпой и ассимилирующей неметаллические включешш способностью: В св зи с тем, что используетс  сплав извести и глинозема эвтектического состава, температура плавлени  которого составл ет 1300-1400 С, знач1{тельно снижаютс  энергозатраты (затраты тепла ) на его расплавлеюге. Введение в состав реагента дл  рафинировани  стали алюминиевого порошка способствует интенсивному раскислению рафинируемого . расгшава (например, стали) и наиболее полной его десульфурадии эвтектическим сплавом на основе извести и глинозема п образующимс  высокоактивным покрьгеным шлаком, который в свою очередь, облада  нэлбольшей ассимилующей способностью к продуктам раскислени  стали алюминием, способствует очищению металла от неметаллических включений,, Введение в состав реагента дл  рафи1шрова1ШЯ стали извести обусловлено тем, что , раствор  сь в образ тощемс  покрывном шлаке, она повьшюет его дсновность, нейтрализу  отрицаTenbHqe вли ние таких, например, продуктов раскислени  и попадающего в ковш печного шлака, как двуокиси кремни  .и окис лов переходных металЛов. Проводимые (Х)отношени  ингредиентов . ., реагента. обусловлены тем, что его воздействи на обрабатьтаемый металл многопланово, а кажда  составл юща  реааента-выполн ет основную и подчиненную роль. Так, эвтектичес кий сплав на основе извести н глинозема  вл  етс  в реагенте основным компонентом-десульфуратом . В то же врем  этот сплав улучшает услови формировани  покрывного шлака и ассимил  ции неметаллических (в частости, сульфидных включений. Этим и объ сн етс  применение этого сплава в качестве базового компонента - 60-80%. Использование реагента с содержанием указанного эвтектического сплава в количестве более, чем 80% исключает возКложность применени  в эффективных количествах других компонентов, улучшающих действие реагента, а использование эвтектического сплава в количестве менее 60% по отношению к общей массе реагента приводит к его большем общему расходу, что  вл етс  неэффективным с точки зрени  экономики и увеличени  энергозатрат процесса. Количество порошка алюмини  в составе реагента pamioe 2-15% определено экспериментально , применительнл к широкому сортаменту обрабатываемых сталей с точки зрени требований и составу сталей по содержанию кислорода и алюмини . Диапазон концентрации в реагенте кальцинированной хлористой соли по крайней мере одного щелочного или щелочноземельного элемента также определен экспериментально. Варьирование этих концентраций в пределах 10-20%, учитывает вли ние, например, раскисл ющего воздействи  на расплав алюмини ,, . также вход щего в состав реагента. Увеличение концентрации кальцинированной хлористой соли щелочных и щелочноземельных металлов в составе реагента более 20% малоэффективно, учитыва  комплекс задач (десульфураци , раскисление , модифицирование), решаемых и другими его составл ющими. Также не эффею тивно и уменьшение концентрации этого компонента в составе реагента, так как ожидаемый эффект достигаетс При очень больших общих расходах реагента Пример 1. Реагент дл  рафинировани  стали следующего состава, вес.%: Эвтектический сплав на основе извести и глинозема80 Алюминий.2 Кальцинированный хлорид кальци 10 ИзвестьОстальное . Приготавливают в виде порошка фракции 0,01-1,0 Мм н с помощью пневмокамерного насоса и погружной фурмы ввод т в металл, наход щийс  в сталеразливочном ковше и покрытый неок слнтельным восстановительным (сийетическим) шлаком на глубину равную 0,8 высоты металла Расход реагента составл ет 1,0 кг/т стали. Содержание серы в етали до продувки реагентом было равным 0,010%7 кислорода - 0,009%. После продувки металл содержит Q,003% алюмини . Неметаллические включе1ш  в готовом прокате имеют небольшую прот женность. Сульф1вды представл ют собой округлой формы сульфиды кальци  не более 1,5-2 балла равно мерно распределенные в поле зрени  шлифа.. Выт нутые сульфиды .мауганца практически отсутствуют. Степень глобул ртзащш окисных включений бьша несколько меньшей, однако строчечные включени  больцгой, более 2 балла , прот женности практически отсутствуют Крупных скоплений включений не было обнаружено. Пример 2. .Реагент дл  рафинировани  стали следующего состава, вёс.%: Эвтектический сплав на основе извести и глинозема 60 Алю пгаий-15 Кальщ{нированный хлорид натри 20 ИзвестьОстальное Приготавливают и используют как ив примере 1, но расход реагента составл ет 15 кг на 1 т стали. До продувки в стали содержит 0,025% серы, 0,020% кислорода. После продувки реагентом 160 т металла в течении 15 мин с интенсивностью подачи реагента 150 кг/мин в металле стало 0,004% серы, 0,004% кислорода, и 0,04% алюмини . Неметаллические включени  в катаном металле, как и в примере 1, имеют не большую, не более 30 мк, прот женность ; Вместе с тем было отмечено, что литой металл обладает более плотной маскроструктурой со значительно меньшей, примерно на 40-50%, прот женностью зоны столбчатых кристаллов. Кроме того, несмотр  на болеен11зкую температуру . (1545° С) к моменту окончани  продувки металл (в конкретном случае ст. 09Г2ФБ) обладает хорошей разливаемос ью. Пример 3 Порошкообразнь1Й реагент дл  раф1широва1ш  стали следующего состава,вес.% Эвтектический сплав на основе извести и глинозема70 Алюминий8 Кальцинированные хлоридь кальци  и хлорид натри  в оотношении 1:1 по массе15 ИзвестьОстальное 79 Приготавливают и используют как в приме рах 1 и 2. Расход реагента составл ет 8 кг/т стали. Были получены следующие результаты,% Сера Кисло Алюм родНИИ до продувки0,015 0,013 после продувки0,004 0,007 0,05 Микроструктура как литого, так и готового (катаного) металла была равнозначной примерам 1 и 2. Отмечено, что при расходе реагента 0,5 кг на 1 т стали низкое содержание серы в готовом металле (0,004%) достигаетс  в случае ее низкого содержани  в исходном (до продувки ) металле., Этот уровень оцениваетс  примерно 0,006- 0,007%. Кроме того, металл перед прощшкой должен быть достаточно глубоко раскислен (содержание кислорода не должно превышать 0,008%). Повышение расхода реагента до 18 кг/т ст ли и выше требует значительного перегрева металла перед его вьшуском, что обусловлено затратами тепла на расплавление компонентов реагента, что не вьп-одно как с точки зрени  повышенногоугара железа и расхода кислорода , так и с точки зрени  износа футеровки сталеплавильного агрегата. Кроме того, повышение температуры металла на вьтуске из сталеплавильного агрегата ведет к.повышению окисленности металла, что отрицательно сказываетс  на процессах рафинировани , раскислени  и легировани  стали. Таким образом, предлагаемое изобретение диапазонах за вл емых соотношений позвол ет получать наилучшие результаты по рафинированию металла. Использование изобретени  на стадии сталеплавильного передела позвол ет получать / значительный экономический эффект от 2,0 руЬ. на 1 т стали. При годовом объеме производства сталей типа 09Г2ФБ, 10Г2Ф, 10Г2ФБ - У и т. п. в 500 тыс. т годова  экономи  составит около 1,0 млн. руб„ Формула изобретени  Порошкообразный реагент дл  рафинировани  стали, содержащий эвтектический сплав на основе извести и глинозема, алюминий и известь, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его десульфурирующей, раскисл ющей и модифицирующей способности и повышени  качества стали, он дополнительно содержит кальцинированные хлориды щелочных и щелочноземельных металлрв при следз ощем соотношении компонентов, вес.%: Эвтектический сплав на основе извести и глинозема60-80 Алюминий2-15 Кальцинированные хлориды щелочнь1Х и щелочноземельных металлов10-20 ИзвестьОстальное Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе L Авторское свидетельство СССР № 582300, кл. С 21 С 7/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 227355, кло С 21 С 7/00, 1965о