Способ выплавки стали в кислородном конверторе

Способ выплавки стали в кислородном конверторе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения раскислителей и легирующих элементов , улучшения качества металла и увеличения выхода годного, предварительное раскисление проводят по истечении 98-99% времени продувки путем присадки в ванну ферроалюминия, с содержанием алюминия 55-65% в количестве 2,5-3,5 кг/т стали.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(5П С 21 С 5 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

% (21 ) 3468816/22-02 (22) 14.07.82 (46) 23.10.83. Бюл. Р 39 (72) И.К.Боршевский, В.Т.Сосипатров, l0.И.Жаворонков, В.A.Nàõíèöêèé, С.Ф.Карп и Л.Н.Канаплин (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина (53) 669.184.123(088.8) (56) 1. Сталеплавильное производство.

Тематический отраслевой сборник. М., "Металлургия", 1976, с. 83.

2. Патент Японии 9 44852, кл. 10 J 154, опубл. 1972.

„„SU„„ l 049551 А

"(54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Б

КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, отличающийся тем, что, с целью повышения степени усвоения раскислителей и легирующих элементов, улучшения качества металла и увеличения выхода годного, предварительное раскисление проводят по истечении 98-99Ъ времени продувки путем присадки в ванну ферроалюминия, с содержанием алюминия 55-65% в количестве 2,5-3,5 кг/т стали.

1049551

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в кислородных конвертерах.

Известен способ выплавки кислородно-конвертерной стали, при котсром по окончании продувки металла в ванну присаживают термоантрацит и молотый ферросилиций в количестве

1 кг/т стали. После выдежки в течение 3-5 мин в ванну вводят силикомарганец и ферросилиций. Во время выпуска под струю металла дают алюминий (1 j.

Недостатком этого способа является поздняя присадка алюминия и ввод кремния в металл при высоком содержании в нем кислорода, что приводит к повышенной загрязненности стали крупными силикатными включениями, которые не успевают всплыть и остаются в слитке, снижая его качест-во.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, при котором алюминий, предварительно 30 покрытий углеродистым составом, вводят через шлак, находящийся в спокойном состоянии после окончания продувки кислородом, в ванну конвертера 2 ).

Недостатком известного способа является низкая степень усвоения раскислителей и легирующих элементов, приводящая к ухудшению качества металла за счет увеличения содержания неметаллических включений и. снижению выхода годного.

Указанный недостаток является следствием незначительного усвоения вводимого в ванну конвертера алюминия вследствие значительного его сгорания при прохождении через шлак, а также вследствие того, что он вводится в металл„ находящийся в спокойном состоянии. Это ухудшает перемешивание алюминия с металлом, огра- 50 чичивает его контакт с кислородом, растворенным в металле, в результате чего часть алюминия всплывает в шлак„ не обеспечивая необходимого раскисляющего эффекта. 55

Цель изобретения — повышение степени усвоения рэскислителей и легирующих элементов. Улучшение качест ва металла и увеличение выхода годного. 60

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали в кислородных конвертерах, включающему продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, предварительное раскисление проводят по истечении 98-99Ъ времени продувки путем присадки в ванну ферроалюминия с содержанием алюминия 55-65Ъ в количестве 2,53,5 кг/т стали.

Сущность изобретения заключается в том, что введение алюминия в металл в ьиде ego сплава с железом позволяет повысить его степень усвоения, так как ферроалюминий более чем в 2 раза тяжелее чистого алюминия. Упрощается сам процесс присадки алюминия, поскольку ферроалюминий, как и большинство ферросплавов, имеет кусковую форму и его вводят в ванну через систему подачи сыпучих материалов, существующую в каждом конвертере, т,е, процесс полностью механизирован.

Предлагаемый способ опробывали на

350 тонном конвертере c расходом жидкого чугуна 72Ъ и металлолома 28Ъ.

Вначале исследовали влияние перемешивания расплава на усвоение алюминия металлом. Расход ферроалюминия на опытных плавках составлял 1 т.

Время ввода ферроалюминия изменяли от момента 96Ъ времени от начала продувки до 30 с после окончания . продувки. Длительность продувки изменяли от 15 до 25 мин. По каждому режиму работы проведено по три опытные плавки, усредненные данные по усвоению алюминия на которых приведены в табл. 1.

Присадка ферроалюминия в момент меньше 98Ъ времени продувки приводит к практически полному выгораник алюминия, что связано с длительным временем контакта кислорода дутья с ванной. Присадка ферроалюминия в момент окончания продувки ванны кислородом или через некоторое время после окончания продувки также приводит к повышенному угару алюминия.

Это обьясняется отсутствием перемешивания ванны и большими потерями- алюминия в шлаке.

Наилучшие результаты получены при присадке ферроалюминия через 98-99Ъ времени продувки. Продувка ванны после присадки ферроалюминия в течение 9-30 с в зависимости от интенсивности продувки способствует эффективному перемешиванию ферроалюминия с металлом и обеспечивает высокую степень усвоения алюминия.

Содержание алюминия в ферроалюминии изменяли от 45 до 75Ъ. Опытные плавки проводили в 350-тонном кислородном конвертере с расходом жидкого чугуна, 72Ъ и металлолома 28Ъ. Расход ферроалюминия на плавку составлял 1 т.

Длительность продувки равна 20 мин при интенсивности подачи кислорода

1049551

1100 л13/мин. Ферроалюминий присаживали по истечении 98,5% времени продувки. По каждому режиму проведено по три опытные плавки. Показатели опытных плавок приведены в табл. 2.

При использовании ферроалюминия с содержанием алюминия менее 55% усвоение алюминия очень низкое. Это связано с тем, что такой ферроалюминий является нестойким при хранении и самопроизвольно рассыпается 1G в порошок, который во время присадки в большом количестве выносится из конвертера. Ферроалюминий, имеющий более 65Ъ алюминия, малоэффективно усваивается металлом, так как его удельный вес приближается к удельному весу шлака.

Наилучшие показатели получены при применении ферроалюминия с содержанием алюминия 55-65%. Такой алюминий является стойким против саморассыпания при хранении и технологичным при изготовлении и применении. При присадке его в ванну благодаря хорошей плотности и высокому удельному весу достигается хороший контакт с метал лом и обеспечивается высокая степень усвоения алюминия. С

Для определения оптимального расхода ферроалюминия проведены опытные плавки в 350--онном конвертере с рас- ЗО ходом жидкого чугуна 72% и металлолома 28%. Длительность продувки составила 20 мин при расходе кислорода

1100 м /MHF. Ферроалюминий с содер3 жанием алюминия 61% присаживали по истечении 98,6Ъ времени продувки, Расход ферроалюминия изменяли от

525 до 1575 кг на плавку, что соответствовало 1,5-4,5 кг/т стали. По каждому режиму работы проведено по 4О три опытные плавки„ Полученные характеристики работы конвертера приведены в табл. 3.

При расходе ферроалюминия менее

2,5 кг/т не обеспечивается необходимый (0,02-0,03) уровень его содержаФ ния в металле перед раскислением.

При расходе более 3,5 кг/т содержа= ние алюминия в металле превышает укаэанный уровень, что не желательно.

Наилучшие результаты получены при 5О расходе ферроалюминия 2,5-3,5 кг/т стали. Стабилизация содержания алюминия в металле (0,02-0,03%) обеспечивает постоянную окисленность стали, что гарантирует получение необходи- Я мого состава стали по основным регирующим элементам (марганцу, кремнию, ванадию, тит;ну). Указанное содержа- ние алюминия в стали обеспечивает также повышение жидкотекучести и тех нологичности металла при разливке на машинах непрерывного литья заготовок.

Ввод ферроалюминия до присадки кремнийсодержащих раскислителей значительно снижает количество крупных силикатных включений в стали. Кратковременная продувка кислородом способствует образованию хорошего контакта между ферроалюминием и железсуглеродистым расплавом и быстролу протеканию процессов его очищения с ò вредных примесей, особенно от серы, Ферроалюминий благодаря большему удельному весу по сравнению с алюминием, лучше усваивается металлом. Железо, находящееся в ферроалюминии,. Увеличивает выход годного металла. Повышению выхода годного способствует предварительное раскисление ванны алюминием, в результате

"егo часть железа. и марганца переходит из шлака в металл и .в значительной степени снижается угар раскислителей и легирующих.

Пример. В кислородный конвертер загружали 290 т чугуна и 110 т металлолома. Продувку осуществляли кислородом с интенсивностью 700 м /мин.

Известь в количестве 10 т присаживал1 на металлолом до заливки чугуна, а затeì на 3,6 и 12.мин вводили еще

15 т извести. Плавиковый шпат в количестве 0,8 т присаживали порциями на 6, 15 и 20 мин. 3а 20 с до окончания продувки, длившейся 25 мин, в ванну присаживали 1 т ферроалюминия с содержанием алюминия 61%. Во время выпуска в металл вводили марганец, кремний, ванадий и титан.

С целью изучения качества металла отбирали пробы из конвертера перед выпуском и из ковша.

Для сравнения проведены плавки с присадкой в ванну алюминия после окончания продувки металла кислородом. Результаты исследований приведены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, содержание неметаллических включений и кислорода снижается в 2,7 раза, серы — в

1,7 раза. Содержание азота остается в том же уровне. Предлагаемый способ обеспечивает стабильные результаты по усвоению легирующих элементов.

При этом повышение усвоения составляет, абс,Ъ:кремния 22 марганца 13, ванадия 7, титана 20. Выход годного металла увеличился на 1,2%. Прокат полученный из опытного металла, обладает улучшенными физико-механическими свойствами.

Экономический эффект за счет увеличения выхода стали на 1,2% составит при производ =тве 0,3 млн.т стали 288 тыс.руб. в год.

1049551

Т а б л и ц а 1

Показатели

Режим работы

Время присадки ферроаллюминия, В от нача- 30 с после ла продувки 96 97 98 99 100 продувки

Длительность продувки 15 мин, расход кислорода 1500 м /мин

Время продувки после присадки ферроалюминия, с

2? 18 9

Содержание алюми ния в металле на выпуске,Ъ 0 0,005 0,021 0,028 0,016 0,008

Длительность продувки 20 мин, расход кислорода 1100 м3/мин

Время продувки после присадки ферроалюминия с

48 36 24 12

"Содержание алюминия в металле на выпуске,В . 0 0Ä003 0,025 0,028

0 015 0,009

Длительность продувки 25 мин, расход кислорода 700 м /мин

Время продувки после присадки ферроалюминия, с

45 30 15 60

Содержание алюминия в металле на выпуске,Ъ 0 0,003 0,027 0,032 0,018 0,011

Таблица 2

Режим работы

Показатели

Содержание алюминия в ферроалюминии, % 45 50 55 60 фВ > 70 75

Содержание алюминия в металле на выпуске, Ъ 0,010 0,011 0,020 0,026 0,025 . 0,015 0,012

1049551

Та блица 3

Режим работы

Показатели

Удельный расход ферроалюминия, кг/т

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

Содержание алюминия в металле на выпуске, %

0,011 0,016 0,021 0,026 0,030 0,033 0,038

Таблица 4 °

С о держание, Ъ

Усвоение, В

Номера плавок

2 2

Предлагаемый способ

0,0032 0,0038 0,0073 0,013 90. 95, 100 87

0,0036 0,0040 0,0074 0,015 92 96 100 88

0 0030 0,0035 0,0076 0,014 90 94 100 89

0,0038 0 0041 0,0077

0,012 91 95 100 87

Известный способ

0,0093 0 0125 0,0070 0,021

79

0,0085 0,0092 0,0075 0,026, 83

О, 0121 О, 0143 О, 0060 О, 019

О, 0072 0 0088 0,0078 О, 027

81

Составитель A. Тимофеев

Техред В.Далекор и КорректорЛ.Патай

Редактор Г. Беэвершенко

Тираж 568

Заказ 8362/28

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Неметаллические включения

92 63

97 76

90 54

93 75