Способ выплавки стали
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в кодовых сталеплавильных агрегатах. Цель изобретения - повышение степени дефосфации стали. При концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2% первые 30-40% извести загружают совместно со шлаком ПВА в соотношении 1:(), а остальную часть извести загружают при содержании углерода 0,2-0,6% в соотношении со шлаком ,1- 0,2), Причем в первой порции присаживают шлак ПВА фракции 0-20...0-30 мм, а во второй фракции 0-200...0-300 мм. Шлак ПВА мелкой фракции, вводимый в начале доводки , обеспечивает быстрое и полное ратстворение извести без снижения окисленности печного шлака, а шлак ПВА крупной фракции , вводимый в конце доводки и содержащий повышенную концентрацию алюминия, обеспечивает быстрое растворение основной массы извести, вводимой в печь. 2 з.п.ф-лы, 2 табл. W Ј
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5t)5 С 21 С 5/04
ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4754833/02 (22) 03.10.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Л.В.Белуничев, А.Л.Мясников, В.Б.Жиленко, Ю.П.Крылов, С.Ç,Ракевич, Н.В.Солодовников, Н.Н.Крапивин, С.П.Терзиян и
Л.А.Арыкова (53) 669.183.558 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1068489, кл. С 21 С 5/04, 1982.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1439128, кл. С 21 С 5/04, 1986. (54) СПОСОБ. ВЫПЛАВКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам выплавки стали в кодовых сталеплавильных агрегатах. Цель
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к выплавке стали в подовых сталеплавильных агрегатах.
Цель изобретения — повышение степени дефосфорации стали.
Способ осуществляют следующим образом.
В ванну в период доводки вводят шлак производства вторичного алюминия совместно с известью двумя порциями, причем при достижении концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2% первые 30-40% извести загружают совместно со шлаком производства вторичного алюминия в соотношении
1:(3-5), а остальную часть извести загружают при содержании углерода 0,2-0,6% в со- отношении со шлаком 1:(0,1-0,2), причем в Ы 1696485 А1 изобретения — повышение степени дефосфации стали. При концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2% первые 30 — 40% извести загружают совместно со шлаком ПВА в соотношении 1:(3 — 5), а остальную часть извести загружают при содержании углерода
0,2-0,6% в соотношении со шлаком 1;(0,10,2). Причем в первой порции присаживают шлак ПВА фракции 0-20...0 — 30 мм, а во второй фракции 0-200...0 — 300 мм, Шлак ПВА мелкой фракции, вводимый в начале доводки,.обеспечивает быстрое и полное растворение извести беэ снижения окисленнасти печного шлака, а шлак ПВА крупной фракции, вводимый в конце доводки и содержащий повышенную концентрацию алюминия, обеспечивает быстрое растворение основной массы извести, вводимой в печь. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.
Ъ первой порции присаживают шлак произ0 водства вторичного алюминия фракции 020...0 — 30 мм, а во второй — фракции
0 — 200...0 — 300 MM. ф
Пример. Сталь марки 09Г2С выплав- 00 ляют в 500-тонной мартеновской печи, ра- Ql ботающей скрапрудным процессом с продувкой ванны кислородом (интенсивность 3000ммэ/ч), . В период завалки в печь загружают 300 т металлолома и 38 т известняка и заливают 220 т жидкого чугуна, содержащего, %: углерод 3,9; кремний 0,7; фосфор 0,12; сера 0,008. Продувку металла кислородом начинают после слива 2/3 всего чугуна (150 т). В период плавления осуществляют скачивание 16 мэ первичного шлака.
По ходу доводки осуществляют присадку
1696485
50 извести и шлака ПВА по различным вариантам. Суммарная масса. введенной извести во всех случаях составляет 6 т, Раскисление стали производят силикомарганцем и 65%ным ферросилицием в ковше„Во время выпуска с помощью специального устройства отсекают 80% печного шлака. Продолжительность плавки определяют временем получения концентрацйи углерода 0,08% и температуры металла ?630 C и составляет
8,5-8,6 ч (продолжительность плавления 2,2, ч, доводки,2,1 ч).
Технической сущностью изобретения является создание на всех этапах доводки благо приятных условий для проведения процесса дефосфорации. В начале доводки при высоком содержании углерода в металле, низкой его температуре и высокой окисленности шлака оптимальным вариантом дефасфорации является повышение основности шлака без снижении его окисленности и температуры, причем растворение извести должно быть проведено быстро и с максимально возможной полнотой протекания процесса. Дли реализации этого режима в предлагаемом способе используется мелкая фракция шлака производства вторичного алюминия (шлака ПВА), быстро растворяющаяся в печном шлаке и содержащая минимальное количество металли ческого алюминия. Небольшие добавки извести к шлаку ПВА необходимы дли снижения его температуры плавления и повышения скорости растворения, При этом происходит быстрое нарастание основности шлака эа счет перевода в жидкое состояние извести, образовавшейся при разложении известняка, введенного в завалку.
В начале присадки первой порции шлакообразующих материалов при содержании углерода более 1,2% замедляется процесс их растворения в печном шлаке иэ-эа его низкой температуры и высокой пенистости.
При этом вводимые материалы ошлаковываются, образуются труднорастворимые конгломераты — "корки", что ведет к снижению скорости шлакообразования и снижению скорости нарастания асновности ( печного шлака. При вводе первой порции шлакообразующих материалов при содержании углерода менее 0,7% в значительной степени сокращается период активной обработки металла высокоосновным шлаком при этом, если продолжительность доводки . сохраняется неизменной (а это обязательное требование, связанное с необходимостью поддержания на заданном. уровне обьема производства стали), степень дефосфорации ":,а период доводки снижается за счет повышения содержания фосфора в готовой стали.
При вводе в первой порции более 40% извести от общего ее количества, расходуемого на плавку, снижается степень ее усвоения из-за того, что одновременно в шлак переходит известь, неусвоенная в период плавления. Вследствие того, что масса извести,усваиваемой шлаком в единицу времени, является конечной величиной, ввод избыточного количества извести приводит к повышению гетерогенности шлака и снижению его рафинирующей способности, в первую очередь фосфоропоглотительного потенциала. При вводе в первой порции менее 30% шлак не достигает полного насыщения известью, что приводит к недоиспользованию его рафинирующих возможностей и снижению степени дефосфорации металла в период доводки.
При соотношении извести и шлака ПВА в первой порции более 1 3 (более 0,3, т.е., например 0,5) массы введенной в шлак окиси алюминия недостаточно для полного растворения неусвоенной извести, содержащейся в шлаке после расплавления ванны, а также извести, вводимой в первой порции, что приводит к снижению фосфоропоглот "-..льной способности шлака и степени дефо орации стали.
При соотношении извести и шлака ПВА в первой порции менее 1:5 (менее 0,2, т.е. например, 0,05) в шлаке образуется избыток глинозема, повышающий температуру плавления печного шлака, т.е. снижающий величину нагрева над линией ликвидус, что приводит к повышению вязкости шлака, снижению скорости дефосфорации и ее степени за время доводки.
Присадка основной массы извести, т.е. второй порции, при содержании углерода более 0,6% нецелесообразна вследствие того, что в этот период еще не завершено растворение извести первой порции и ввод большой массы извести приводит к загущеHHIo шлака эа счет повышения его гетерогенности с соответствующим снижением скорости дефосфорации.
Присадка второй порции извести при содержании углерода менее 0,2% нецелесообразна вследствие того, что при этом резко сокращается время рафинирования стали высокоосновным шлаком. Даже в случае выплавки ниэкоуглеродистой стали с заданной концентрацией углерода перед выпуском 0,07.-0,08% к моменту ее получения и достижения требуемой температуры процесс растворения основной массы извести в этот период только завершается, т.е, времени на обработку стали высокооснов1696485
Фракция ала- Массовая дока ПВЛ> ни ля Фракции, 2
Коилонвнты алака ПВА, нас.2
l. l
»;. (c > >.,с. > $ >,„j > „
И„А О, 5,3 2,4
5,2 2,6
5 ° 2, 2,4
3,6 2,5
1,8 1,4
17 17
1 ° 6 1,6
0,1
1,3
4,4
4,0
2,0
l>4
1,7
8,7
8,7
8,3
8,2
8,2
8,l
8,1
74,8
69,6
65,6.
63,2
61,0
56 3
56,2
4,2
5.9
7,8
"12>4
19,6
24,8
24,8
6,9
6,7
6,3
6 ° 1
6>0
6,0
6,0
18
27
39
56
81
94
100
0-10
0-20
0-30
0-100
0-200
0-300
0-500 (валовый аиалиэ) ным шлаком практически не остается, что приводит к снижению степени дефосфорации металла.
Шлак производства вторичного алюминия является отвальным продуктом 5 предприятий, что определяет его недефицитность и низкую стоимость. В процессе исследования шлака flBA установлено, что различные его фракции содержат различную концентрацию металлического алюми- 10 ния. Данные химического анализа, характеризующие эту зависимость, приведены в табл. 1.
Существенные различия в химическом составе отдельных фракций шлака ПВА 15 обуславливают необходимость их раздельного применения. Так, на первом этапе присадки извести, когда необходимо максимально снизить вязкость печного шлака, не раскисляя его, целесообразно ис- 20 пользовать шлак ПВА фракции 0 — 30 мм, так как содержание алюминия в нем незначительно, а масса разжижающих компонентов (Al203, NazO + К20) максимальна. При этом в предварительных экспериментах уста- 25 новлено, что при снижении фракции шлака, применяемого в первой порции, менее 0-20 мм незначительное изменение его химического состава не приводит к каким-либо технологическим изменениям. При 30 использовании в первой порции шлака крупностью более 0 — 30 мм содержание ме.таллического алюминия повышается до значений, при которых происходит снижение окисленности печного шлака, а содержание 35 разжижающих компонентов снижается, что приводит к повышению вязкости печного шлака, при этом степень дефосфорации металла снижается.
Во второй порции вводимого в печь 40 шлака ПВА, присаживаемого вместе с большим количеством извести, высокое содержание металлического алюминия является полезным вследствие того, что выделяемое тепло за счет его окисления обеспечивает 45 быстрое растворение вводимой извести в шлаке малой вязкости, образовавшемся после присадки первой порции шлака ПВА.
Кроме того, основная масса алюминия сосредоточена в крупных кусках шлака„име- 50 ющих низкую плотность и плавающих по поверхности шлака, что создает условия для преимущественного окисления алюминия атмосферным кислородом, т.е. при сохранении достаточной окисленности печного шлака.
При использовании во второй порции шлака ПВА крупностью менее 0-200 мм снижается масса вводимого в печь алюминия с соответствующим замедлением растворения извести и снижением степени дефосфорации металла. При вводе во второй порции шлака ПВА фракции более
0-300 мм крупные куски не успевают раствориться в шлаке, а содержащийся .в них металлический алюминий не принимает участия sпроцессе,,при этом снижается масса шлака ПВА, принимающего фактическое участие в процессе, замедляется растворение извести, повышается вязкость шлака, что в итоге приводит к снижению степени дефосфорации стали.
Результаты опытных плавок представлены в табл. 2.
Формула изобретения
1. Способ выплавки стали, включающий ввод в ванну в период доводки шлака производства вторичного алюминия отдельными порциями извести, отличающийся тем, что, с целью повышения степени дефосфорации стали, шлак производства вторичного ал;оминия вводят в ванну в смеси с известью двумя порциями, причем первую порцию вводят при концентрации углерода в расплаве 0,7-1,2 ф при соотношении масс извести и шлака производства вторичного алюминия 1:(3 — 5), а вторую порцию вводят в ванну при содержании углерода 0,2-0,6 при соотношении масс извести и шлака производства вторичного алюминия 1:(0,1О,Z).
2. Способ по и 1, от л и ч а ю щи и с я тем, что в первой порции в ванну вводят
30-40 ф, от общего количества извести.
3. Способ по и п.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в первой порции присаживают шлак производства вторичного алюминия фракцией 0-20...0 — 30 мм, а во второй— фракцией 0 — 200...0-300 мм.
Таблица!
1696485
Насса алака IIOA присавеи» ного внбсте с первой порцией извести> т
>аблицаг
Содермание углерода в момент присадки первой порции извести, 2
Содермание
Соотновенне известь; влак ПБА в первой порции
Соотновение извести и врака, ПВА во второй пор цим
Содермание углерода в маиент присадки второй порции извести, 2 ласса прнсаменной в первой порции. известм
Степень деросйо рации
Фракция вла" ка ABA йасса извести во второй порции, т йасса лака
04 во торой орции, т т 8 от обзего количества в гото вой стааль\ в металле tlo расплввла>я>и ванин во второй порции в первой порции
Составитель В. Остринский
Техред M.Moðlåíòà7f Корректор М,.Ujäðîùù
Редактор И. Дербак
Заказ 4277 Тираж
ВНИИПИ Гос а ств
Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101 ю
° °
0,6
0,7
1 0
1,2
1,3
0,60
0,7
lid
1,2
1 ° 3
0,60
0,7
1,0
1,2
1 ° 3
0,60
0,7
1,0
1,2
\ 3
0,6
0,7
1,0
1>2
l !.3
0,6
0>7
1>0
1,8
13
1,2
1;1
1,0 я1,0
-1,0
1 2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,8
1,8
1,8
1,8 !, 8
2,1.
2,1
2,1
2,1
2,1
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
3,0
3,0
3,0
3t0 э,о
1,2
1,8
2,1
2,4
3>0
1,8.
2,4
1,8
1,8
3,0
l,8
20 20
30, .30
30 35
- 50
50 >
3о
2;4
3,6
4,8
6,6
7,2
3,6
5,4
7>2
9>0
10>8 .
4,2
6,3
8 4
10,5
12> 6
4,8
7,г
96
12,0
14, !>
6,0
9>0
12,0
15>0
18,0
2,4
5,4
8,4
12i0
18,0
9,0
),2
9,0
15,0
5,4
1:2
1!3
1;4
I:5
1:6
l:2
1:3
1:4
l:5
\:6
1:2
1:3
1:4
1!5
1:6
1:2
1:3
1:4
1 5
1:6
1:2
1:3
I:4
1:5
1:6
1:2
1:3
l;4
1:5
1:б
1:5
1:3
1:3
1:5
I:5
1:3
0,15
0,20
0,40
0,60
0,70
0>15
0,20
0,40
0,60
0,70
0,15
0,20
0,40
0,60
О ° 70
0,15
0,20
0,40
0,60
0,70
0,15
О;20
0,40
0,60
0i70
0,15
0,20
0,80
0 60
0,70
0,2
0,6
0,4
0,7
0,4
0,4
4,8
4 ° 8
4, 8
4,8
4,8
4,2
4,2
4,2
4,2
4,2
3,9
3,9
,9
39
3,6
3 ° 6
3,6
3,6
3,6
3,0
3iO
3,0
3,0
3,0
4,8
4,2
39
3,6
3>0
4,2 )>б
4,2
3>0
%,2
1:0,03
1:0,10
1:0,15
130,20
1:О ° 30
I:0,03
1:0,10
1:0,15
1:0,20
l:0,30
1:0>03
1:0,10
1:0,15
110,20
1:0,30
l:Î,03
1:0,10
1:0>15
1:О ° 20
1:0,30
1:0,03
1!0,10
1:0,15
1:0,20
1 0,30
1:0,03
1:0,10
1:0,15
1:0,20
1:Oi30
1:0>2
1:0,1
1!0,1
Iç:0>2
1:0,1 .
1:0,2
0,144 -10
0,48 -10
0,72 -10
0,96 -10
1!44 -10
0,126 -20
О, 42 -20
0,63 -20
0,84 -20
1,26 -20
0,117 -25
0,39 -25
0,585 -25
О, 78 -25
l 17 -25
0,108 -30
0,36 -30
0,54 -30
0,72. -30
l,О8 -30
0,09 -40
0,30 -40
0,45 -40
0,60 -40
0,9 -40
О, 144 -40
0,42 -!О
0,585 -20
0,72 -30
0 ° 9 -40
0,84 -30
0>36 30
0,42 -50
1, 84 -20
0>3 "30
0,84 -30
-100
-200
-250
-300
-400
-100
-250
-300
-400
-100
-400
-100
-200
-300
-400
- 100
-200
-300
-400
-100
-200
"250
-300
-400
-300
-300
-500
-200
300
0,063
0,058
0,062
0,059
0,064
0,060
0,058
0,063
0,061
0,058
0,062
0,063
0,064
0,063
0,059
6,064
0,059
0,063
0,062
0,063
0i062
0,066
0>061
0,060
0,062
0,060
0>061
Oi061
0,061
0,659
О, 051
0,060
0,060
0i OIIA
0 059
0>062
О, 021
0,019
О, 023
0,619
0; 024
0,022
0,0О7
0,08
0,0О8
0,018
0,023
0,007
0,007
0,07
0,022
0>020
0,07
0," 006
OiOOB
0>022
О, 024
0> 023
0,024
0,021
0,024
6,018
0,025
6,624
0,021
0 622
0,006
0,007
0,026
Oi020
0>025
0,023
0,67
0,67
0,63
О ° 68
0,63
0,63
0,88
0,87
0,87
0,,69
О, 63
0Ä89
0,-33.
0,063
0,63
0,88
0,90
0,87
0,65
0,62
0,62
0,61
0,65
0,61, 0>70
0,59
d,61
6,66
0 63
0,9О
< 6,88
0,67
0 ° 69
6,58
0.6Ý