Способ выплавки трансформаторной стали

Способ выплавки трансформаторной стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ СТАЛИ, включающий завалку шихты, ее расплавление, продувку металла кислородом, раскисление расй плава углеродсодержащими мате-( риалами, скачивание окислительно ного шлака, расплавление металла кусковым ферросилицием в печи, на- , водку рафинировочного шлака, легирование кремнием и раскисление силикокальцием и алюмннием в ковше,продувку металла аргоном и его вакуукирование, отличающийся тем, что, с целью повышения усвоения кремния расплавом, снижения продолжительности плавки и увеличения выхода годного металла, раскисление и легирование металла в печи производят непосредственно после скачивания шлака присадками алюминия и ферросицилия в количестве соответственно 2-2,5 и 5,5-6,0 кг на 1 т стали, при этом наведенный рафинировочный шлак перед выпуском дополнительно раскисляют алюминием в количестве 1,0-2,0 кг на 1 т стали, а продувку металла аргоном в вакууме начи (/} Iнают при давлении 505-650 ивлрт ст., снижают давление в камере до 90С 150 мм рт. ст. и вцдерживаиот при этом давлении 55-75% всего времени обработки , после чего в металл присаживают 2,6-4,0 кг на 1 т стали силикокальция и заканчивают обработку расплава аргоном давлении в вакуумной камере не более сд Ю сл 15 мм рт. ст. 4 О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 С 21 С 5 52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2Ö 3469981/22-02 (22) 16. 07. 82

;(46) 07.11.83. Бюл., Р 41 (72) В.Е,Буланкин,,Ю.Б.Гавриленко, Б.С.Иванов, Л.А ° Кудряшов, Э.В.Ткаченко и М.A.Цветков (71) Череповецкий ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени металлургический эавод им.50-летия

СССР (53) 669.14.018 ° 584(088 ° 8) (56) 1. Поволоцкий Д.Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М;, Металлругия, 1974, с. 550.

2, Авторское свидетельство СССР

В 358372, кл, C 21 С 5/52, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

В 398623 кл, С 21 С 5/52, 1971. (54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ТРАНСФОРМАТОРНОИ СТАЛИ, включающий эавалку шихты, ее расплавление, продувку металла кислородом, раскисление расн плана углеродсодержащими мате-:: риалами, скачивание окислительно

/ ного шлака, расплавление металла кусковым ферросилицием в печи, наводку рафинировочного шлака, легиро

„„SU,„,1052546 A ванне кремнием н раскисление силикока. льцием и алюминием в ковше, продувку металла аргономи его вакууьирование, отличающий ся тем, что, с целью повышения усвоения кремния расплавом, снижения продолжительности плавки и увеличения выхода годного металла, раскисление и легирование металла в печи проиэводят непосредственно после скачивания шлака присадками алюминия и ферросицилия в количестве соответственно

2-2,5 и 5,5-6,0 кг на 1 т стали, при этом наведенный рафинировочный шлак перед выпуском дополнительно раскисляют алюминием в количестве

1,0-2,0 кг на 1 т стали, а продув- Е ку металла аргоном в вакууме начинают нри давлении 505-650 мм рт.ст.,,снижают давление в камере до 90150 мм рт. ст, и выдерживают при этом давлении 55-75% всего времени обработки,. после чего в металл при- : Н саживают 2,6-4,0 кг на 1. т стали силикокальция и эаканчивают обработку расплава аргоном при давле- (а нии в вакуумной камере не более

15 мм рт, ст. Сл

1052546

Изобретение относится к металлургии, н частности к выплавке электротехнических сталей s дуговых печах н комплексе с внепечным рафинированием.

Известен способ выплавки трансформаторной стали н дуговых печах с диффузионным раскислением через шлак, обеспечивающий содержание неметаллических включений в литой заготовке в пределах 0,005-0,008 1). f0

Однако этот способ характеризуется длительностью процесса рафинирования металла от кислорода и неметаллических включений, низкой стойкостью футеровки печей и стале- 35 разливочным ковшей, высоким угаром. кремния при раскалении металла через шлак и низкой произнодительностню печей, Известен также способ выплавки трансформаторной стали для холоднокатаного листа, предусматривающий полное или частичное совмещение периодов расплавления и окисления,короткую продувку кислородом для обезуглинания, предварительное раскисление чугуном перед скачиванием шлака, раскислейие s" àoññòàíoâèòåëüííé период металла кусковыми силикокальцием и ферросилицием, шлака — порошками силикокальция, ферросилиция и алюминия, введением в конце вос/ станонительного периода кускового ферросилиция для легирования стали .кремнием. После выпуска плавки н ковш металл повторно обрабатывают 35 электропечным шлаком, перелиная сталь иэ ковша в ковш с целью полной десульфации и очищения от неметаллических включений. При перели..ве корректируют . содержание кремния, 40 а корректировку содержания алюминия производят его присадкой во второй ковш в количестве 0,08-0,12 кг на

1 т стали перед переливом, или на штанге в сталеразливочный ковш при обработке металла аргоном, в том числе и в процессе вакуумирования(2).

Однако согласно этому способу необходимо использование специальной шихты (чистой по остаточным элементам),, наличие специального ферросйлицйя с низким содержанием алюминия и;;титана., Кроме того, присадка больших количеств ферросилиция и электропечь (более 5,0 т удлиняет процесс рафинирования и, тем camw, всю плавку, неблагоприят.но сказывается на технико- экономи-,. ческих показателях большегрузных электропечей и качестве стали.

Наиболее близким к предлагаемо 60 му является способ выплавки трансформаторной стали, включающий завалку шихты, ее расплавление, продувку металла кислородом,раскисление

Расплава углеродсодержащими материа 65 лами, скачивание окислительного шлака, расплавление металла кусковым ферросицилием в печи, наводку рафинированного шлака, легиронание кремнием, рафинирование стали при слике в ковш электропечиым шлаком, окончательное легиронание кремнием и раскисление силикокальцием и алюминием в ковше, продувку металла аргоном и его вакуумирование(3).

При выплавке стали осуществляется ее стадийное раскисление: углеродом и кремния в печи; силикокальцие и алюминием в ковше.

Недостатками известного способа являются повышенный и нерегулируеьаай, угар кремния при присадке ферросилиция в нераскисленный металл, имеющий нестабильную окисленность после про-, дувки кислородом в большегрузной электропечи, низкая десульфирующая способность известково-силикатных шлаков. При таком способе ввода фер» росилиция необходимы дополнительные присадки иэнести (3,0-4,0% от веса садки), для обеспечения высокой ос

НоВНосТН и, тем самым, увеличения десульфирукщей способности шлака.

При таком способе раскисления и легирования стали кремнием пе риод рафинирования составляет 30-60 мин, что отрицательно сказывается на состоянии футеров ки электропечи, а кроме того, сохраняется перелив стали из ковша в ковш и, следовательно, свя ванные с ним недостаткиг дополнительная воэможность насыщения стали азотом, высокие потери температуры, дополнительное окисление металла кислородом воздуха,обязательное наличие двух ковшей (переливного и сталеразливочного), недостаточное время обработки аргоном (иэ-за дефицита температуры) для удаления неметаллических включений.

Цель изобретения — повышение усвоения кремния расплавом, снижение дродолжительности плавки и увеличение выхода годного металла.

Посталвенная цель достигается тем, что согласно способу выплавки трансформаторной стали, включающему завалку шихты, ее расплавление, продувку металла кислородом, раскисление расплава углеродсодержа шими материалами, скачивание окислительного шлака, расплавление металла кусковым ферросилицием в печи, наводку рафинировочного шлака, легирование кремнием и раскисление силикокальцием и алюминием в ковше, продувку металла аргоном .и его вакуумирование, раскисление и легиро-, вание металла в печи производят непосредственно после скачинания шла- ка присадками алюминия и ферросилиция н количестве соответственно

2-2,5 и 5,5-6,0 кг на 1 т стали, ..1052546 при этом наведенный рафинировочный: Начало проду продувки аргоном в вакуушлак перед выпуском дополнительно раскисляют алюминием в количестве приводит к б

1,0-2 0 кг на 1 т ст л и к урному вскипанию металкг на 1 т стали, а продувку,ла и шлака, что способствует их вы. металла аргоном в ва вакууме начинают 6росу из ковша. При давлении выше при давлении 505-650 мм т ст 650 мм рт. ст. процесс дегаэации снижают давление в каме е о 90150 мм рт. ст. в е жив камере до 90- металла не получает должного р азвития. При затухании газовыделения этом давление 55-75% в

В всего времени давление в камере снижают до 90обработки, после чего в металл приса- 150 мм рт. ст кг на 1 т стали

1 " рт сту "ри э"м наблюдает

0 ся наиболее эффективная дегазация силикокальция и заканчивают обработ расплава и продолжается не менее ку расплава аргрном при давлении . 75% времени всей обработки. Уменьв вакуумной камере не более 15 мм шение времени выдержки при данном давлении менее 55% может привести

Присадка в нераскислениый металл 15 к выбросам и уменьшает зффективчушкового алюминия в количестве 2 0- ность ег

2 5 кг на 1 кг на 1 т стали и кускового . лее 75% времени об аботки о

65%-ного ферросилиция 5 5-6 0 кг на 1 т стали приводит к полно асия р " г кг дит снижение температуры металла

Д . к полномУ Рас- Присадка силикокальция 2 6кг на 1 т стали приводит к дополкислению остатков окислительного . 4 0 r шлака и поверхностных слоев металла, нительному раскислению шлака и металпятствует быстрому окислению алюмипри этом кремний ферросилиция пре- . ла и улучшению. рафинирунхцей способности шлака, при этом ввод силикония. Ввод алюминия менее 2,0 кг на кальция менее 2,6 кг на 1.т стали

1 т стали недостаточен для полногоен для полного- 25 оказывает незначительное воздействие и остатков шлака на улучшение рафинирующей способ-. раскисления металла и и приводит к полному окислению алю- ности шлака, а ввод более 4,0 кг миния и кремния, увеличивая тем са- на 1 т стали создает т ет трудности по веем кремнезем в шлаке и снижая его обеспечению содержания кремния и ние рафинирующую способность. Ввведе- алюминия в ковшевой пробе метал а алюминия s металл более 2,5 кг

После раскисления силикокальцина 1 т стали экономически целесооб- ем интенсивность газовыделения разно и нежелательно л о для получения уменьшается.и для его поддержания марок стали с : низкими те ями о кими ваттными по-,снижают давление в камере Коне р и. Кроме того, присадка алюмю» обработки при давлении свыше 15 мм ния и ферросилиция в а илиция в укаэанных коли- рт. ст, говорит о недостаточно рас..=.

35; чествах в нераскисленный металл при- кисленном металле. водит при их окислении к резкому . Известный-способ опробован при повышению температуры поверхностных производстве динамной стали легислоев металла .что способствует при рованной кремнием, содержащей,Фг мар.

1 присадке шлакообразующих материалов 40 ганец 0,07-0,25, кремний 2,70-3,15у (2,0-2,5В извести и .плавикового алюминий 0 012-0 035. ост шпата от веса са ки) а садки) их быстрому элементы, не более: сера 0,010 фосВследствие интенсивного обезуг- На основании результатов пров енлероживания жидкого метал а металла в элект- 45, ных плавок установлено снижение со ропечи футеровка значительно насы- держания серы серы и азота в стали в щается окислами железа. При выдерж- сравнении со способом выплавки меке металла в печи они постоянно тодом стадийного раскисления (пропоступают в металл и шлак шлак, снижая тотип), а также снижение загряэненрафинирующую способность последнего. 50 ности неметаллическими включениями, Для поддержания высокого рафинирую» повышения усвоения кремния у щ о пот нциала шлака непосредствеи- ние разливаемости на УНРС в слябы но перед выпуском дополнительно при- сечением 200х1200 м4, снижение от. саживают алюминием (1,0"2,0 кг на бракованных литых слябов и горяче1 т стали) . Присадка алюминия ме- катаного аодкатапо дефектам "газовый ниэк нее 1,0 кг на 1. т стали приводит й-- 5 Пузырь трещина ™. ому усвоению кремния в ковше и лические включения . ина, . неметал1 снижению десульфирукщей способнос- . Эти результаты достигнуты за счет ти.шлака при обработке струи метал- более глубокого раскисления металла ла на выпуске и при продувке арго-. и шлака в печи перед выпуском, а ном в вакуум. Ввод алюминия более -- бО также за счет дополнительного рас0 2 кг на 1 т стал

t и приводит к по- кисления алюминием. В результате лучению в ковшевой более 0 0355 что т пробе алюминия этого получают рафинирующие шлаки отрицательно ока- перед выпуском следующего состава зывается на конечном пе на конечном переделе и (среднее по 67 плавкам)%: 8102 10,15; свойствах трансформаторной стали. у А120323; FeO 1,63; СаО 52; NgO 8,2;

1052546 мггО 1,27;АЙ!О 0,18;Р 0 0,035;3 0,058, Выдержка металла со шлаком в печи 1015 мин, Короткая выдержка в электропечи способствует получению шлака с высокими. параметрами рафинирующих свойств:

5 1г MgO=8 2 — -- О 44

Сао,, Sf Os

Я1О М О>

FpO=1,б3Ф; С 90,где С вЂ” суль. фидная емкость ЙЬ 4а.

Обработка таким шлаком в процессе выпуска металла иэ печи способствует ассимиляции включениЯ А1 О и

710,очищению металла от неметаллйческих включений.

Химический анализ ковшевого шлака (среднее по 52 плавкам),%:

О 12г2 AlgОэ27 4j FeO. 0

СаО 48,7; MgO 9, О, МпО 0,22, TiO>0,46

Р О следы; Б О, 26. ббработка аргоном под шлаком вышеуказанного состава в вакууме,где практически исключено взаимодействие металла .и шлака с воздухом, способствует дополнительному очищению металла от нежелательных примесей, а также значительному перемешиванию взаимодействующих фаэ и снижению гаэонасыщенности шлака и металла.

В табл. 1 приведены сравнительные данные промышленных .плавок,выплавленных по предлагаемому и известному спосОбам.

Снижение содержания водорода (с 8,6 до 3,7 см З/т) и азота (в среднем на 0,005% абс,) в стали при- водит к устранению на непрерывнолитых слябах дефекта (газовый пузырь) .В связи с повышением качества металла, выплавленного по предлагаемому способу, пониженной газонасыщенности и загрязненности неметаллическими включениями возрастает выход высших марок трансформаторной стали у потребителя.

В табл. 2 приведены данные выхода высших марок и магнитных свойств стали, выплавленной по известному способу (стадийного раскисления ) и предлагаемому .Пример 1. Сталь выплавляют в 100-тонной дуговой печи. Шихта состоит иэ стального лома и чугуна.

После расплавления шихты и нагрева расплава до 1580 С ванну продувают кислородом через сводовую водоохлаждаемую фурму. При достижении температуры металла 1660 С и содержания углерода 0,02% продувку прекращают и в металл вводят тонну прокаленного передельного чугуна. Окислительный шлак скачивают, после чего в печь присаживают 250 кг кускового алюминия и 550 кг 65%-.ного ферросилиция; включают печь и присаживают 2,0 т извести и 0,5 т плавикового шпата с помощью машины брос кового типа. Через 2-3 мин после присадки шлакообразующих материалов печь отключают и вводят дополнительную порцию алюминия 200 кг, металл со шлаком перемешивают гребками и выпускают в сталеразливочный ковш, Продолжительность от расплавления шлака до выпуска 10 мин.

На дно сталеразливочного ковша, оборудованного шиберными затворами

10 для бесстопорной разливки стали и пористой огнеупорной фурмой для продувки аргоном,присаживают основную навеску прокаленного 65%-ного ферросицилия на нижний предел по

15 марочному содержанию кремния.

Металл со шлаком выпускают в ковш, устанавливают в вакуумную камеру, измеряют .температуру металла, которая составляет .1640 С; опре 2О деляют продолжительность продувки аргоном в вакуумеиэ расчета ее снижения 3,5 С/мнн, т.е. общая продолжительность обработки 15 мин до температуры 1590 С; отбирают 5 пробу металла для экспрессного определения кремния и определяют количество силикокальция, необходимого для получения кремния 300 %, навеска составляет 300 кг.

После присадки раскислителей осу ществляют. вакуумную обработку.и при достижении разряжения 600 мм рт. ст, начинают продувку аргоном. Выдержка при этом давлением 9 мин.

Далее увеличивают мощность отсоса газов и присаживают иэ дозаторов вакуумной камеры 300 кг силикокаль- гция, а продувку аргоном продолжают еще в течение б мин до достижения разряжения 5 мм рт.ст, 40 Пример 2. В 100-тонную дуговую печь загружали стальной лом, чугун,флюсующие материалы и окислите- ли, расплавление ведут с применением гаэокислородных горелок для интен45 сификации плавления, окисление углерода и других примесей производят . с помощью кислорода, подаваемого через водоохлаждаемую фурму. При достижении температуры 1650 С и содержания Углерода 0,03% продувку кислородом прекращают .и в металл присаживают 500 кг передельного чугуна.

Окислительный шлак скачивают.

На зеркало металла присаживают

200 кг чушкового алюминия и 600 кг

65%-ного ферросицилия, включают печь и вводят с помощью бросковой машины 2,5 т извести и 0,5 т плавикового шпата. После расплавления шлаковой смеСи в металл присаживают 100 кг

60 алюминия, перемешивают шлак продувкой газообразным аргоном через трубку и металл со шлаком выпускают в сталераэливочный ковш, оборудован" ный устройствами для бесстопорной

65 разливки и продувки металла аргоном

1052546 с предварительно загруженной навеской ферросицилия для легнрования стали кремнием.

Ковш с металлом устанавливают в вакуумную камеру, отбирают пробу для анализа кремния, измеряют температуру металла (1630 С) и .определяют время обработки аргоном и вакууме до нужной температуры и корректировочную присадку силикокаль- 10 ция для получения заданного содер" жания кремния в стали.

Продувку аргоном в вакууме начинают при достижении разряжения 520 мм рт. ст. Газы интенсивно откачивают 5 до достижения разряжения 90 мм рт.ст.

При этом разряжении продувают аргоном в течение 8 мин, после чего иэ доэаторов в .вакууме присаживают 270 кг

8 силикокальцня и начинают интенсивный отсос газов..Обработку аргоном в вакууме продолжают в течение 4 мин до достижения разряжения 10 мм рт.ст.

Далее вакуум снимают и откатывают крышку камеры. Температура металла в ковше 1580 С, а содержание кремния 2,94%. Металл разливают на УНРС и слябы сечением 200х1070 мм.

Зкономический эффект от внедрения в проваааленное производство данного изобретения составит 18 руб/т за счет снижения расхода раскислителей н легирующих,добавочных материалов, сокращения продолжительности плавки и расхода электроэнергии, . снижения аварийных потерь на УНРС, увеличения вЫхода годных слябов в ЗСПЦ. о«

))оц

)6и

I к о м а «). о о«о а

Cfg д,«!4й

a ) O «I «) k,1

Ц хан

О 1« (Ч

Ф о

l

I

1!

l

I !

1

I Щ о.м х ) и)

Хдч! (ф

СЧ

В )14

Ю (М

1

I

I

1 ъ ох!

Kà

) !> 1

О\

4Ч

C) ОО

\ ° (Ч

«)Э I сч

О

1О

М о

tll

Р 1

1 ц)а н она

Oe«)gg

«)):оке

) но

)) )«5 Ф а )» ф

EO м

1 Ф

55 ооо

М а «) I

1 (, I

l

t tI

И н о (1

Ф о о

6,I

1 ф 1

3 нн

1 М

). 5 ы

l М I хй

1041

0 -О

0% gn а )» д l

3 28 о !. а Ф« я ч)

Зоые

1052546

Ю С>

3 4 )

О1 О

1052546

Таблица. 2

Процент выхода выс:ших марок,%

Толщина мм

Колнче ство плавок, шт

Ое50 1ю30-l 80

Предлагаемай 84

2,0- 2,75 1,78-1,90

i)55-2 20 1g80 1 90

82 0

88 0

0,35 .,0,90-1 50

Известный (3) Ч

О, 50 1, 50-2, 50,2, 4-3, 25 1 72-1, 86

19р0

101

0 35 1 25-2 10 1р65-3,00 1 75-1 90

23,0

«« E

\«Ф» 4»

Составитель С. Бакума

Редактор В.Ковтун ТехредТ.Фанта Корректор В.Гирняк

Заказ 8796/19 Тирах 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

» «««

Филиал ППП Патент, г. Уагород, ул. Проектная, 4

«««««««««««««««««««««» »««««««««»»«««««««««««««» ««» «« «Ю»

Магнитная индукция 1 при напряиенности магнитного поля А/м (не менее

2500)