SU996461A1 - Способ производства стали - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

Изобретение относитс  к черной ме- таллургии, в частности к производству стали в сочетании с внепечным подогревс д и ратинированием металла в ковше. Известен способ производства стали в эпектродуговой печи с использованием в, качестве рафинировочного агрегата; -установок типа ASEA-SKF. Способ заключаетс  в расплавлении и частичном раф& нировании металла в дуговой сталешш- вильной печн под двум  шлаками, выпуск металла со шлаком в ковш, вакуумнровании в течение 10-15 мин, 50-6О мин подогрева с перемешиванием металла электромагнитным полем f Ij. Недостатками этого способа  вл ютс  низка  степень десульфурании в ковше (ЗО-35%); длительное врем  подогрева., металла после вакуумной обработки, что приводит к увеличению содержани  газов в нем; низка  стойкость футеровки шлакового по са из-эа большого количества шлака в процессе подогрева и вакуумвpoBaHtffl и длительной обработки. Известен также способ рафинировани  металла по методу Бофорс, при котором металл из сталеплавильного агрегата выпускают в промежуточный ковш, отсекают печной шлак (переливом -из ковша в ковш или скачиванием шлака из ковша), нагревают металл и расплавл ют известь, присаживают легвруютоие добавки, вакуум ируют, раскисл ют металл, добавл ют мишметалл, нагревают и раскисл ют металл и шпак 12 II Известному способу частично присущи недостатки предыдущего, а также высока  стоимость мшиметаллов, в частностн ферроаери  (5090 руб/т), ухудшение макроструктуры стали в виде цериевой пористости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к laao- бретеншо  вл етс  способ производства стали в сталеплавильной печи, включак. ший расплавление, рафинирование металла под окислительным шлаком, выпуск металла в :ковш, расквсление алюминием и об работку мегалла восстановительвым шлаком в ковше, подогрев металла, десул фурашпо и легирование, перелив в промежуточвь1й н рафинировочный ковш и ваку- умировавие СЗ J Однако при взвеет нем способе вакуумируетс  раскисленный алюминием и кремнием металл, отсюда удалени  водорода ш раскисленного металла из-за небольшой величины межфазной поверхности незначительна. Дл  достижени  у|:Ьвн  содержани  водорода, не превышающего 2 г, необходима длительна  или многократна  дегазаци  м&талла с интенсиэной продувкой аргоном. Степень удалени  азота снижаетс  с 40% (при вакуумировашш нераскнсленного металла до 10%) дл  случа  обработки раскисленного металла. При разливке стали, раскисленной кремнием и алюминием, в крупные слитки возникает макросегрегаци  V-типа. Набшодаетс  более высока  степень загр зненности стали неметалл ческими включени ми, в том числе кру№ными ,по сравнению с раскисленным углеродом металлом поп вакуумом; повышенный рас ход шлакообразующих (ао .5% от веса металла ), необходимый дл  достижени  ивзких (до О,ООЗ%) сспержаний серы; увеличенный износ футеровки в зоне шлакового по са ковша, св занный с длительным и интенсивным перемешиванием металла со шлаком аргоном под вакуумом; снижение производительности установки изза длительного периода рафинировани ; увеличенный расход энергоносителей (ajvгона , пара), св занный с многократным вакуумирова нием. Целью изобретени   вл етс  повышейие качества стали и производительности внепечной вакуумной установки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу щюкэводства стали включающему расплавление, рафинировани металла под окислительным шлаком, выпуск металла в ковш, раскисление алюминием и обработку металла восстановитеп ным шлаком в ковше, подогрев металла, десульфурашоо и легирование, переплав в промежуточный и рафинировочный ковш и вакуумирование, десульфурашоо металла производ т присадкой извести и фгорсодержашего вещества в соотношении 1: :(О,1-О,3) в процессе выпуска его в промежуточный ковш, в конце выпуска металла из печи в ковш или сразу по его окончании выпускают окислительный шлак при переливе металла из промежуточного овша в рафинировочный ковш, отсекают овшевой шлак, а при заполнении 1/3- 1/2 объема рафинировочного ковша металл окисл ют присадками извести и ж&лезной руды в соотношении 1:(0,1-О,2). Металл дополнительно окисл ют газообразным кислородом в процессе подогрева в течение 5-15 .мин. За 5-30 мин до вакуумировани  в шлак ввод т угперодсодержащее вещество, например карбид кальци . В процессе вакуум ировани  при достижении , 4О мм рт. ст. металл продувают аргоном и вакуумируют при инте сивности газовыделени  0,5-2 кг/мин в течение 5-15 мин. В результате раскислени  металла на выпуске алкыинием и присадки шлакообразуюшей смеси из извести и фторсодержашего вещества, ,а также хорошего перемешшани  во врем  выпуска металла с образующимс  шлак{, происходит интенсивна  десульфурашш. Присадка смеси извести с фторсодержащим веществом в указанном соотнош&нии позвол ет сформировать известковый шлак с содержанием СаР пределах 1О-2О%. Уменьшение содержани  Сар2 ниже 1О% не позвол ет подучить достаточно жидкоподвижный шлак. В свою оче-г редь, увеличение содержани  СаР2 в шлаке выше 2О% практически не снижает в зкость шлака, увеличива  при этом разъединение футеровки ковша и общую стоимость шлакообр11азующих. Отсечка ковшевого шлака во врем  перелива из промежуточного ковша в рафинировочный позвол ет избежать реакций рефосфорации и ресульфураиии во врем  окислени , подогрева и вакуумировани  металла. Присадка в рафинировочный ковш извести и железной руды с одной стсьроны требуетс  дл  образовани  жидкоподвижного окислительного известковожелезистого шлака, необходимого дл  окислени  остаточного алюмини  в металле и повышени  содержани  в нем раотворимого кислорода, а также дл  сокращени  потерь тепла во врем  перелива за счет теплового излучени  с поверхности ванны металла. Указанные соотношени  смеси извести и железной руды позвол ют сформировать известковый шлак с содержанием окислов железа на уровне 10-15%, обладающего низкой температурой плавлени . Снижение содержани  окислов железа в шлаке ниже

указанного уровн  существенно повышав температуру плавлени  смеси, а повышение требует дополнительного расхода раскислителей шлака.

Прис1адка сМеси взвести и железной руды прн наполнении ковша менее 1 /3 вызывает сильное снижение температуры металла .и тем самым .затрудн ет расплавление шпакообразующих. Присадка после заполнени  металлом половины ко& ша не приводит к существенному повышению уровн  окнсленности металла.

Продувка металла кислородом во врем нагрева позвол ет содержание растворенного кислорода до уровн  нерао кисленного металла, а также увеличить скорость нагрева.

Продолжительность продувки металла кислородом обусловливаетс  содержанием углерода выплавл емой марки стали. Стали с содержаниек углерода О,2О% и н№же продувают кислородом в течение 15 мин средне- и высокоуглеродйстые - 5-10 мин.

Введение перед началом вакуумирова- ни  в шлак углеродсодержащего вещест-; ва позвол ет восстановить окислы желша КЗ шпака, а также ксадпенсировать снижение содержани  углерода под во врем  углеродного раскислени  металла .

Введение углеродсодержащих добавок в шпак менее чем за 5 мин до начала вакуумирова ни  влечет за .собой неполное раскисление шлака, а присадка более

чем за 30 мин до вакууМирмвани  влечет за собой повторное окисление шлака.

; В iipouecce вакуумировани  до достижени  разрежени  4О мм рт. ст. происхо дит наиболее интенсивное кипение ванны и св занное с этим газЬвьшеление. В -этот период происходит удаление большей части водорода, азота и кислорода вз металла. При дальнейшем снижении давле ни  интенсивность газовыделений резко уменьшаетс  и скорость удалени  ъо орода и азота падает. Дл  поддержани  скорости удалетга газов на высоком уровне металл при разрежении менее . Рд 4О мм.рт.ст. продувают аргоном, поддержива  интенсивность газовыдепен   на уровне 0,5-2 кг/мин. При снюканин интенсивности газовыделений ниже вышеуказанного уровн  сн1окаетс  скорость удалени  газов. Увеличение интенсиввоо ти газовыделени  более 2 кг/мин врвво- дит к чрезмерно сильному перемешиба11ВЮ металла со шлаком.

Врем  продувки металла аргоном под вакуумом обусловлено необходимым-к{ нечкым уровнем содержани  газов и серы в металле. Дл  марок стали с содержанием водорода менее 2 смЧЮО г металла и серы мерее О,ОО5% - 15 мин, а дл  остальных - 5-Ю мин. При сн жении времени продувки аргоном под вакуумом менее 5 мин содержание водорода в металле может быть выше допустимого уровн  (2,5-3 см /10О г металла ), а увеличение времени продувки сверх 15 мин влечет неоправданное дополнител ное размывание футеровки ковша.

Пример 1. Сталь 10ГН2МФА выплавл ют в 14О-т мартеновской печи. После проведени  окислительного периода металл выпускают в промежуточный ковш На борту ковша на штанге подвешивают чушковый алюминий в количестве 1,5кг/т Через 3 мин после начала выпуска металла в ковш начинают присаживать известь и плавиковый шпат в соотношении 1:0,1 в количестве 4 г. В конпе выпуска металла в промежуточный ковш выливают окиолительный шлак. В результате содержание серы в металле снижаетс  с О,ОЗО до О,О1О%. Затем металл из промежуточного ковша через разливочный стакан 0 80 мм переливают в рафинировочный ковш. При наполнении металлом рафинировочного ковша на 1/3 в него присаживают известь и железную руду в соотношении 1:О,2 в количестве 1,1 т, пооле чего ковш с металлом помещают на установку электродугового нагрева. Во врем  нагрева расплав в течение 15 мин продувают газообразным кислородом через трубку и корректируют химический состав. По достижении t ... 162О°С

vT V

за 5 мин до вакуумирова ни  на шлак присаживаю молотый кокс в количестве 1ОО кг и металл вакуумируют. При этом начина  с РОСТ 4О мм рт. ст. расплав продувают аргоном и легируют феррованадием . При интенсивности газовыделени  0,5 кг/мин металл вакуумируют в течение 5 мин. Затем разливают в вакууме . Перед разливкой содержание водо« рода находитс  в пределах 1,5-2,0см /1ОО г металла и S - (О,Ор4,ОО6%).

Пример 2. Сталь 38ХНЗМ.ФА выплавл ют в 1ОО-т дуговой печи. После . проведесга  окислительного периода металл выпускают в промежуточный ковш и ведут обработку по примеру 1, но со следующийв особенност ми: во врем  выпуска присаживают известь и плавиковый пшат в соотношении 1:О,15 в количестве

Claims (4)

1. 3 т. В рафинировочный ковш присаживают известь и железную руду в соотношении 1:О,15. Во врем  нагрева металл продувают кислородом в течение 5 мин. За 17 мин до начала вакуумировани  в s шлак ввод т 200 кг молотого карбида калыш . Вакуумируют и продувают металл аргойом с интенсивностью газовыделевий 1,2 кг/мив в течение 10 мин. В результате обработки содержание Сн 3 «1,5 г и 53 (0,003-0,005). Пример 3. Сталь 2ОГС- выпла&л ют по примеру 1, но во врем  выпуска присаживают известь и плавиковый шпат в соотношении 1:0,3 в количестве «5 3 т и раскисл рт металл алюминием в количестве 1 кг/т. В рафинированный ковш при наполнении его на 1/2 объема присаживают известь и железную руду в . ношении 1: ОД в количестве 2 т. Во вре-20 м  подогрева металл продувают кислоро .Таким образом, предлагаемый способ имеет сушествеиные преимущества: вопервых , по уровню ра(Йкировани  стали от кислорода и азота при одинаковой степени рафинировани  от 5 ,N ,О и Н; во втордых, имеет меньший расход завести боксита, алюмини ; в-третьих, врем  в куумной обработки в 2-3,5 раза меньше чем по прототипу. Формула изобретени  1. Способ производства стали, включа юшвй расплавление, рафинирование мета; ла под окислительным шлаком, выпуск металла в ковш, раскисление алюминием и обработку металла восстановительным шлаком в ковше, подогрев металла, десульфураиию и легирование, перелив в промежуточный и рафииировочный ковши и вакуумирование, отличаюшийс   тем, что, с целью повышени  качест ва стали и производительности внепечной

   дом в течение 10 мин,присаживают известь и плавиковый шпат в количестве 2. т и за 30 мин до начала вакуумирова- ни  в шлак ввод т ЗОО кг карбида кальци . Во врем  вакуумирова ни  после достижени  Pf 40 мм рт.ст. металл раскисл ют алюминием в количестве 1 кг/т, продувают apiroHOM, поддержива  интен сивность газовыделени  на уровне2 кг/мин в течение 15 мин. В результате обр аботк содержание водорода в металле перед разливкой 1 см /100 г и серы - О,О О 2%. Таким образом, способ применим дл  производства высококачественной стали, идущей на производство роторов, требуюшей одновременно низких содержаний газов , серы и неметаллических включений.

   Сравнительные технико-экономические показатели известного и предлагаемого способов приведены в таблице. вакуумной установки, десульфурацию металла производ т присадкой извести и фгорсоде{пкашего вещества в соотношении 1:(D,1-0,3) в процессе выпуска его в промежуточный к(ш, в конце выпуска м&талла из печи в ковш или сразу по его окончании выпускают окислительный шлак, при переливе металла из промежуточного ковша в рафинировочный ковш отсекают ковшевой шлак а при заполнении 1/31/2 объема рафинировочного ковша металл окисл ют присадками извести и железной руды в соотношении 1:{0,1-0,2).
2. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что металл дополнительно окисл ют газообразнь1М кислородом в процессе подогрева в течение 5-15 мин.
3. 3.Способ по Ш1. 1 и 2, о т л и ч аю )п и и с   тем, что за 5-30 мин до вакуумировани  в шлак ввод т углеродсодержашее вещество, тапример карбид кальшш.
4. 4.Способ по пп. 1-3, о т л и ч а ,ю щ и и с   тем, что в процессе ваку9 99646110 „.

   умвровавв  при достижении 4Омм.Вгр«/п Ltd .Oronmali onol Sfeseemalt ,

   рт.ст. металл продувают аргоном и ваку-1977, 4, , 66-71.

   умирают при интенсивности газойыдепе-.

   ВИЯ ,5-2 кг/мин в течение 5-15 мин.2. Десупьфураци  стали с применением

   Источники информации, способа AS ЕА - SKF (метод Бофорс).

   прин тые во внимание при экспертизеПеревод № 6438, а, б, в.

   I.Kirev Н., Pinder Е. Asea-SKF3. Патент США № 4О69О39,

   еааве process a-t Firtliкп, 75-12 (C21C5/52), опубпик. 1978.