Способ обработки жидкой стали и реагент для его осуществления

Способ обработки жидкой стали и реагент для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке стали. Цель изобретения - повьппение степени дегазации спокойной стали с содержаниег алюминия 0,064-0,092% без ее науглероживания . Перед обработкой стали на огнеупорную футеровку ковша при ее температуре, равной 115-300 С, наносят реагент, содержащий, мас.%: кокс 10-23, концентрат сульфитнодрожжевой бражки 8-12, известняк - остальное. Причем концентрат сульфитно-дрожжевой бражки используют плотностью 1,08-1,14 г/см , после чего в ковш сливают раскисленную, с содержанием алюминия 0,064-0,092% сталь. Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки указанной плотности, нанесенный на футеровку, удерживает реагент от разложения известняка , вхоДящего в состав реагента, что позволяет удалить из стали с газообразными продуктами распада на 26-32% кислорода, 18-23% и 36-42% водорода больше по сравнению с известной технологией. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН (19) (И) А1 (51)4 С 21 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3893899/31-02 (22) 12.05.85 (46) 23.09.88. Бюл. У 35 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.С.Сапиро, В.В.Приходько, С,Н.Тимошенко, В.М.Сафонов, И.В.Куликов, А.А.Троянский и А.А.,Енин (53) 669.745(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1117324, кл, С 21 С 7/06, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

Р 863662, кл. С 21 С 7/06, 1979. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОЙ СТАЛИ

И РЕАГЕНТ ДДЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке стали. Цель изобретения — повышение степени дегазации спокойной стали с содержанием". алюминия 0,064-0,092Х без ее науглероживания. Перед обработкой сталя на огнеупорную футеровку ковша при ее температуре, равной 115-300 С, наносят реагент, содержащий, мас.Х: кокс 10-23, концентрат сульфитнодрожжевой бражки 8-12, иэвестняк— остальное. Причем концентрат сульфитно-дрожжевой бражки используют плотностью 1,08-1,14 г/см, после з чего в ковш сливают раскисленную, с содержанием алюминия 0,064-0,092Х сталь. Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки указанной плотности, нанесенный на футеровку, удерживает реагент от разложения известняка, вхоДящего в состав реагента, что позволяет удалить из стали с .газообразными продуктами распада на 26-32Х кислорода, 18-23Х азота и 36-42Х водорода больше по сравнению с известной технологией. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

1(25215

Изобретение относится к черной металлур гии, B час тнос ти к внс и еч— ной обработке стали, Цель изобретения — повьппепие степени дегазации спокойной стали с содержанием алюминия 0,064-0,09 .Х без ее науглероживания.

Сущность способа заключается в .ледующем.

При попадании реагента в ковш происходит пропитка огнеупора свя-! зующим. Одновременно с зт;- м и--за

,высокой температуры футеровки проИсходит удаление влаги из смеси, сопровождающееся разложением лигносульфонатов с образованием твердо ro геля, что обуславливает высокую

Механическую прочность наносимого, слоя и его прочное закрепление íà or- 2п, íåóïîðå. При последующем сливе метал ла происхоцит разрушение -.лоя вслед,ствие взаимодействия между ингреди—

1 ентами реагента, и дегазация стали пузырьками окиси углерода,, образую-- 25

1, пр мися на днище и всплывающими чер ез

;весь объем расплава, находящегося в ковше.

При температуре футеровки менее ,115 С испарение влаги и образование твердого геля протекают медленно,.

Связующее почти полностью расходуется на пропитку огнеупара,. вследствие чего Содержание сульфитно-дрожжевой бражки в объеме реагента снижается, что обуславливает малую механическую прочность нанесенного слоя. При сливе стали реагент размывается стр,ей и всплывает поверх металлической ванны, Hp оказывая дегаэирующего Boçäей- 4О ствия на расплав. Бследс — âèå охлаждения ковша возможно неполное испарение влаги из смеси. что может привести к аварийной ситуации — выбросу металла. о

При температуре ковша более 300 С удаление влаги протекает очень интенсивно. Слой материала на футеровке получается вспененным и непрочньи.

При сливе стали реагент разрушается струей и сгорает в шлаке, í"-. выпол- 50 няя своей задачи по дегаэации об ьема металла, 1

Только при нанесении реагента на футеровку ковша, имеющую температуру

115-300 С, можно полност- m удалить влагу из смеси без вспенивания и прочно закрепить материал на огне-. упоре за счет. пропитки его концентратом сульфитно-дрожжевой бражки и образования твердого геля, что позволяет осуществить дегазацию стали пузырьками окиси улегрода, всплывающими с днища емкости.

Использование в качестве связующего при закреплении реагента к футеровке ковша сульфитно-дрожжевой бражки позволяет отказаться от операции коксования пека, а также исключить возможное наводороживание и науглероживание при обработке стали, При использовании концентрата сульфитно-дрожжевой бражки плотностью менее 1,08 г/см происходит ин3 тенсивная пропитка огнеупора связуюшим. Содержание связующего в слое реагента при этом снижается. Нане-. сенный таким образом материал склонен к рассыпанию. При попадании в ковш металла слой реагента смывается с поверхности огнеупорной футеровки и сгорает в шлаке без дегаэации стали.

Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки плотностью более 1, 14 г/см

Ь плохо пропитывает огнеупор. При сливе стали весь монолитный слой реагента отрывается от днища и всплывает в шлак, не дегаэируя объем металла, находящийся в ковше.

Применение связующего плотностью

1,,08-1,14 г/см и закрепление матео риала при 115-300 С дают возможность при хорошей пропитке огнеупора получить прочный слой реагента на поверхности футеровки ковша, вследствие чего обеспечить дегазацию всего объема металла газообразными продуктами между ингредиентами смеси.

Повышение степени дегазации рас.плава достигается за счет диффузии водорода и азота, растворенных в металле, в пузырьки окиси углерода, образующейся при взаимодействии продуктов разложечия известняка с углеродом кокса, 1

При содержании в смеси 1О-233 кокса и 65-82Х известняка обработка раскисленной алюминием стали не сопровождается науглероживанием расплава и окислением алюминия, Это свидетельствует o "т.ом, что углерод кокса и двуокись vr.oåðoäà, образующаяся при разложении известняка, полностью прореагировали мсжду собой с образованием окиси углерода, ния материала, что позволяет достичь максимально возможной в данных условиях степени дегазации.

Нанесение и закрепление смеси при меньшей температуре и плотности связующего (варианты 1 и 7) сопровождается всплытием частей реагента на поверхность металла и меньшей по сравнению с возможной степенью дегазации.

Проведение операций при большей температуре и плотности связующего (варианты 6 и 11) сопровождается отрывом значительной части слоя реагента от огнеупора и малой степенью дегазации стали.

Осуществление известного способа (вариант 12) не позволяет значительно удалить газы из стали вследствие непрочного закрепления реагента к футеровке и последующего отрыва материала от огнеупора, сопровождающегося всплытием смеси на поверхности металла.

Сравнительную оценку дегазирующей способности реагентов различноз

142521

При наличии в составе реагента более 23Х кокса его углеродистая составляющая не полностью расходуется на реакцию восстановления углекисло5 го газа, а оставшаяся часть углерода переходит в расплав, вызывая науглероживание раскисленных алюминием марок стали.

Обработка металла материалом, содержащим более 82Х известняка и менее 10Х кокса, сопровождается окислением алюминия вследствие неполного восстановления углеродистого газа углеродом кокса, Одновременно с этим уменьшается и общая степень дегазации стали из-за резкого уменьшения степени удаления кислорода при относительно малом количестве водорода и азота, удаляемых из расплава. 20

Присутствие в составе реагента

8-12 концентрата сульфитно-дрожжевой бражки позволяет закрепить смесь на огнеупорной футеровке сталеразливочного ковша и дегазировать сталь пу- 25 зырьками окиси углерода, всплывающими с днища. Кроме того, это дает возможность отказаться от операции по подготовке материала .при обработке и избежать возможного наводорожива- gp ния металла, происходящего при неполной отгонке летучих компонентов пека.

При содержании концентрата сульфитно-дрожжевой бражки менее 8 трудно дегазировать весь объем металла, находящийся в ковше, вследствие отрыва реагента от футеровки и его последующего сгорания в шлаке„

Присутствие более 12 . концентрата сульфитно-дрожжевой бражки в составе материала уменьшает количество окиси углерода, образующейся при взаимодействии кокса и продуктов разложения известняка. Как следствие этого, 45 ухудшаются показатели дегазации.

После смешения 10-23 . кокса,8-12Х концентрата сульфитно-дрожжевой бражки и 65-82 известняка реагент помещают в ковш с температурой футеровки

115-300 С, причем для закрепления используют концентрат сульфитно-дрожжевой бражки. плотностью 1,08

1,14 г/см . После 20-30 мин выдержки ковш подают под плавку.

Вариант 1, Реагент изготавливают иэ -10 концентрата сультфитно,".,дрожжей .вой бражки плотностью i 10 г/см

16 .кокса и 74 известняка. После смешения ингредиентов материал в количестве 350 кг помещают в коробку, иэ которой с помощью крана загружают 160-тонный сталераэливочный ковш, имеющий температуру футеровки о

195 С. После 25 мин выдержки ковш готов к приему металла.

11роверку способа проводят путем нанесения при различной температуре (варианты 1-6),цилиндрических образцов реагента, содержащего мас. .: кокс 16; концентрат сульфитно-дрожжевой бражки 10; известняк 74, высотой 45 мм, диаметром 31-38 мм на шамотный кирпич, используя связующее различной плотности (варианты 7-11).

Результаты опытов представлены в табл.1 °

Поведение закрепленного материала при взаимодействии с металлом оценивают путем погружения в сталь, имеющую температуру 1620 С, огнеупорных кирпичей с закрепленными на них образцами реагента величиной

110х70х45 мм, нанесенных при различных вариантах осуществления способа.

Как следует из приведенных в табл.1 данных, только нанесение и закрепление реагента в соответствии с предлагаемым способом (варианты

2,-5 и 8-10) позволяет обрабатывать объем металла до полного расходоваТемпеУсилие отрыва

НПа

Пл Отность

Вариратура нанесвя зующего, г/см сения, оС

Отрыв частей реагента От огнеупора и всплытие на поверхность металла

0,326-0Ä384

0,350

Реакция в объеме металла без всплытия

1,10

115

Ор522-0,574

С 538

2(;A I 10

3 14252 го химического состава проводят путам погружения цилиндрических, закрепленных на футерованной магнезитовым порошком трубке, образцов в сталь, находящуюся в тигле 60 кг инцукцион ой печи.

Результаты обработки стали приведены в табл.2.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что только примен=-ние предлагаемого реагента (плавки 14 и t 1)

Дает возможность повысить степень 1егазации металла без его науглерожи- 1 алания или окисления, Повышенное содержание известняка плавка 5) привоцит к окислению алюь иния и уменьшению степени дегазации с тали вследствие ухудшения удаления

Кислорода из расплава при небольшом

1озрастании копичества водорода и зота удаленных иэ металла, Увеличение содержания углерода

Ц coctBHe cYecH (плавка 6)

1 ается науглероживанием расплава и снижением степени дегазаиии стали о водороду и азоту.

Большее (по сравнению с пред„чага-" емым) количество концентрата суль3Q тио-дрожжевой бражки (плаька 7) ухудшает показатели дегазации, меньшее (плавка 8) не обеспечивает достаточно полнОго удаления газов и ме талл B

Обработка стали реагент.: ии по известному способу (плавки 9--10) 0,276-0 328

105 10

0,306™ сопровождается науглероживанием при меньших количествах водорода и азота, удаленных из расплава.

Таким образом, применение предлагаемого способа совместно с реагентом позволяет удалить нз стали на

26-32% кислорода, 18-23% азота и

36-42% водорода.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Способ обработки жидкой стали, включающий нанесение реагента на огнеупорную футеровку ковша, закрепление на ней и последующий слив стали в ковш, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дегазации спокойной стали с содержанием алюминия 0,064-0,092% без ее науглероживания, реагент наносят при температуре футеровки ковша

1 15-300 С, причем в качестве связующего используют концентрат сульфитно-дрожжевой бражки плотностью

1 „. 08--1, 14 г/см

2. Реагент для обработки жидкой стали, включающий известняк и кокс, отличающийся тем, что он дополнительно содержит концентрат сультфитно-дрожжевой бражки при следующем соотношении ингредиентов, мас «% I

Концентрат сультфнтно-дрожжевой бражки 8-12

Кокс 10-23

Известняк Остальное

Т а б л и ц а

Г

Поведение образца в стали на поверхность расплава реагента

1425215

Продолжение табл. 1

0 243-0 295

А- ---А--»

0,268

300 1,10

0 045-0 062 . — Отрыв почти всего слоя

0,052 реагента от огнеупора и всплытие на поверхность металла

330 1,10

0,472-0 564

180 1, 08 Реакция в объеме металла

0,502 без всплытия реагента на поверхность расплава

0,506-0 572

То же

0,544

180 1,12

0 498-0 560

А -А===

0,534

10 180 1,14

О 090-0 120 х

О, 098. металла

Над чертой разбег, под чертой среднее значение показателя.

АФ

Разрушение образцов без отрыва от огнеупора.

0 385-0 420

4 250 1, 10 т

0,402

0,378-0 400

180 1,06

0,388 "

О 310-0 331

180 1,16

А 2

0,324

Отрыв частей реагента от огнеупара и всплытие на поверхность металла

Отрыв значительной части слоя реагента от огнеупора и всплытие на поверхность металла

Реакция в объеме с последующим отрывом частей материала от огнеупора и всплытием на поверхность! о

1 о м о о

14 е а

I It% о

v й

О4

О

О а

С Ъ

СМ ь а

О а

О

1Ч

О а

О

И1

О а

О

О а ь

CaI Ю1 а . °

Ю

ФМ (Е - 4

C4 l

00 е.44

441

Р

О ь а

1 а

1 а

О

О а

И

4О

О ь а

4 3

О

О а

1 Ф I

4О

О

О а

О

Ф

О

О

1

Ю 1а о о о Ф

<Ч.

О0

О

О

44

О

CO

О

О о

ФЧ

Cta

О

0

УЪ

О а

О4 3

D а

6Ч

О

О

О а

В м

Ж

ЧР Ф

00 чР

О О

44 ° Ь

О О

00 О ь

О жоаж

М CO 6 61

4Г1 а Щ

ы33

zowie

Ф 10 и Ф.й Ф Я

Ф 6 5

1 NxvR

V mI0O

М Э е е ее

Ф ОЗФ

CIИOy самоу

2 3

1 * О

Э Е Cl V

I О

И

D а

CO

44)

CC Ф - Ф

44 l

О D о о о С0 сам

ОЭ а

О и

4 4

О е»

° 1 4

О О

С Ъ а ь

М 1

Ф а

С1.О 4 1.Э

Ф Ia е Са

I Ф

1

ФЧ е

О О а а

О О

ФЧ

М а, а

О О

at 4 g

О О

О О а а

Ю О

0Ь Сс

1а. 4О

Я О

° 4 а

О О

1

I

I

1

Щ I0

1е ° о м

Il j 3

O 37l

И М Ю

ФХС

Ф CI Ф 94

gvgan а,хо

C: O C" I0

10 щ 0

О0 Эао

М Ф

Э Q 9 Ф

5 IC 4 5 ф

О Я Й Х

Д 4Г) а

v м

Ю IC CC CO

I0. 4II е© 04 ф