Способ выплавки стали в конвертере

Способ выплавки стали в конвертере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1013489

g g С 21 С 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3261029/22-02 (22) 18.03.81 (46) 23.04.83. Бюл. И 15

CO

I 1е !

ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) А.Я. Наконечный, В.Н. Радченко, А.Г. Пономаренко,- И.Д. Донец, Е.Г. Ламинцев, В.В. Казанский, Г.С. Колганов, С.С. Волков, В.П. Саванин, С.Н. Петров, В.Н. Никитин, ° Д. О. Литвиненко, В.А. Нахалов, В. И. Скрелин и А, Г. Зубарев (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Научно-производственное объединение "Тулачермет" (53) 669.183.218.5 (088.8) .(56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

М 292499 кл. С 21 С 5/28, 1969.

° 2. Авторское свидетельство СССР и 910779, кл. С 21 С 5/28, 1980. (54 Н 57 ) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КОНВЕРТЕРЕ, включающий продувку металла кислородом сверху и снизу, скачива" ние окислительного шлака, наведение нового шлака подачей малофосфористого марганецсодержащего шлака ферросплавного производства и извести, подачу кремнийсодержащих материалов и извести до получения основности

2-3,5, перемешивание металла и шлака о т л и ч а ю щ и " с я тем, что, с целью снижения себестоимости стали, подачу кремнийсодержащих материалов и извести проводят порционно каждые

2-3 мин, причем порции составляют

10-253 от общего расхода, после пода- а чи последней порции осуществляют Sbl держку в течение 2-3 мин, а перемешивание ведут продувкой металла нейтральным газом с интенсивностью

1,5-2,0 м3/т.мин.

1013489

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке стали из низкомарганцовистых чугунов в кислородньix конвертерах с верхним и нижним дутьем.

Известен способ производства стали из низкомарганцовистых чугунов, включающий продувку металла кислородом, наведение шлака подачей извесT4 (1 1. По этому способу основность шлака составляет 5,0-6,0.

Недостатками указанногоспособа являются высокая основность шлака и, как следствие этого, низкая скорость протекающих рафинировочных реакций и всего процесса в целом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ вып> лавки стали в конвертере, включающи продувку металла кислородом сверху

«и снизу, скачивание окислительного шлака, наведение нового шлака подачей малофосфористого марганецсодержащего шлака ферросплавного производства и извести, подачу кремнийсодержащих материалов и извести до получения основности 2-3,5, перемешивание металла и шлака (2 7 .

Недостатком известного способа является высокая основность шлака в начале процесса восстановления, что обусловливает повышенный расход кремнийсодержащих материалов, а следовательно, и высокую себестоимость получаемой стали.

Целью изобретения является сниже° ние себестоимости стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали в конвертере, включающему продувку металла кислородом сверху и снизу, скачивание окислительного шлака, наведение нового шлака подачей малофосфористого марганецсодержащего шлака ферросплавного производства и извести, подачу кремнийсодержащих материалов и извести до получения основности 2-3,5, перемешивание металла и шлака, подачу кремнийсодержащих материалов и извести проводят порционно каждые 23 мин, причем порции составляют 10254 от общего расхода, после подачи последней порции осуществляют выдержку в течение 2-3 мин, а перемешивание ведут продувкой металла нейтральным газом с интенсивностью 1,5-2,0 м /тх х мин.

2Fe0 + Si = SiOg+ 2Fe

2Pg0g+ 5Si = 5SiOg + 4 P

2MnO + Si= Ы02 + 2Мп . Р связи с тем, что используется малофосфористый шлак, восстановление незначительного количества фосфора существенного влияния на свойства стали не оказывает. При восстановле.

ЗО двух, иначе кремний будет переходить

5

1О

4S

Сущность изобретения заключается в следующем.

При производстве марганцевых фер-. росплавов образуется малофосф ристый марганецсодержащий шлак следующего состава, вес.б: Ип0 14-70

Sio2 20-45 ; Са0 0,5-46; MgO 0,2-3,0, Fe0 0,2-0,8; А120> 0,1-4,0; P 0,010,05. Когда при выплавке марганецсодержащих сталей в конвертере наводят шлак из малофосфористого марганецсодержащего шлака ферросплавного производства, а затем проводят вос» становление элементов кремнийсодержащими материалами, то должны вос= станавливаться элементы, имеющие меньшее сродство к кислороду, чем кремний. При этом идут реакции восстановления железа, фосфора и марганца нии марганца из окислов марганца основность шлака должна быть не менее в металл и не работать, как восстановитель, например, при асновности 1,3 количество кремния в металле может быть до 1,53; При основности более

3,5 в шлаке увеличивается количество неассимилированной извести, шлак становится гетерогенным и для его разжижения необходимо проводить дополнительные операции - ввод в шлак

CaF2, S iOy или кремния и "раздув шлака".

Кроме того, при восстановлении элементов из шлака продуктом восстановления является также кремнезем, который значительно снижает основность шлака. Величина порций кремнийсодержащих материалов и извести в количестве 10-253 их общего необходимого количества выбраны из расчета удобства поддержания необходимой основности и технологичности процесса. Так, использование порций ниже 101 их общего количества нецелесообразно, так как приводит к охлаждению ванны и увеличению длительности плавки, использование свыше 25 также нецелесообразно в связи с тем, что возникают сложности в подаче

1013489 4 жащего шлака ферросплавного произ3 больших порций материалов и трудности в поддержании необходимой основности.

Интервал между подачей порций выбран 2-3 мин, так как, если интервал будет менее двух минут, может не образоваться необходимый шлак и не успеют полно пройти реакции восста-новления. Выдержка более 3 мин также нецелесообразна, так как это приводит лишь к удлинению плавки и охлаждению ванны. С целью улучшения перемешивания реагирующих фаз, в процессе восстановления ведут продувку инертным газом или азотом с интенсив- 1з ностью 1,5.-2,0 м /мин на тонну стали.

Интенсивность продувки менее

1,5 м +/ìèí на тонну стали не обеспечивает достаточного перемешивания, а свыше 2 м /мин на тонну стали - 26 нежелательна, так как увеличивается расход газов и значительно быстрее понижается температура ванны. .Пример . Выплавку марганец.содержащей стали марки 03Г4АФ прово- 25 дят в 60-килограммовом конвертере,. с верхней и донной продувкой. На дно конвертера загружают 2,5 кг извести и заливают 50,кг чугуна с температурой 1270 С следующего химическо- зф го состава,3: С 3,9; Мп 0,72; 5ь 0,8;

S 0,040; Р 0,020, Ванну продувают кислородом с интенсивностью 4 M lT x х мин (содержание кислорода 99,23 ) через верхнюю фурму с соплом диаметром 2 мм, расположенную на расстоянии 60 мм над уровнем спокойного металла, Продувку прекращают на восьмой минуте.при содержании углерода в металле 0,033 и t 1580oC После скачивания максимально возможного в этих условиях количества шлака (около 953 ) в конвертер загружают

5 кг малофосфористого марганецсодерводства следуоцего химического состава,4: 1О 25, Мп0 65; СаО 5,5;

Fe0 0,2, А0>0> 2,2; Hq6 2,3, P 0,01.

Одновременно с подачей шлака дают. 2,5 кг извести и продувают ванну аргоном в течение 12 мин через донную фурму с соплом диаметром 2 мм и интенсивностью 1,5 м /мин на тон3 ну стали. Основность в этом случае составляет 2,3, Затем, начиная со второй минуты продувки, в конвертер дают пять порций по 0,175 кг 753-но" го ферросилиция и 0,6 кг извести, ин;тервал между подачей порций состав ляет 2 мин. Благодаря таким подачам извести основность шлака поддерживают на уровне 2,2-2,25. Через две минуты после подачи последней порции ферросилиция и извести металл сливают в ковш. Перед сливом температура металла составляет 1600 С. При сливе металла под струю дают 160 г феррованадия (содержание. ванадия 453 ), азотированный марганец с содержанием азота 53 в количестве 256r и 50г алюминия. Полученный металл разливают в изложницы для слитка массой 20 кг.

Слитки проковывают на карты толщиной

20 мм и после .термообработки на них определяют механические свойства.

Для сравнения качества стали

03Г4АФ, полученной по предлагаемой технологии и по известной схеме, была проведена сравнительная плавка стали 03Г4Аф в том же конвертере с вводом металлического марганца. Полученный металл также был проко ван на карты толщиной 20 мм. На опытных и сравнительных картах определяли химический состав (табл.1) и механические свойства (табл. 2) стали после нормализации и отпуска.

Т а б л и ц а 1.

0 04 0 25 4,5 0,,012 0,020 0 13 0,016 0,04

Опытная плавка

Сравнительная плавка 0,04

ТУ14-232-26-77 Н.б.

0,05

040 44 0,016 0019 014 0018 005

0,2- 3,9" Н.б. Н.б. О, 10- О, 015- 0,015

0,5 4,6 0,020 0,020 0,14 0,025 0, 050

1013489

Таблица2

Т кгс/мм

Вариант выплавки

Опытная плавка

64,0

58,0 16,0

5,6

73,0

55,0 14,0

63,54,5

72,0

° Иеталл, полученный согласно пред- . лагаейому способу, соответствует металлу, полученному по обычной технологии, при снижении себестоимости стали на 1,2i.

Составитель И. Клюев

Редактор О. Половка Техред.Л.Пекарь Корректор И. Демчик

Заказ 2944/34 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сравнительная плавка

66, кгс/мм си 5ОоС е кгс. м/см

Ожидаемый экономический эфФект от внедрения предлагаемого изобретения при производстве 100000 т слитков стали 03Г4АФ в год составит 1,5 млн. руб.