Способ обработки стали магнием

Способ обработки стали магнием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Q П И с Д Н И Е п11768824

ИЗОБРЕТЕНИЯ!

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.01.79 (21) 2717746/22-02 с присоединением заявки М (51) M. Кл з

С 21С 7/00

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень М 37 (53) УДК 621.745 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

В. И. Мачикин, А. М. Зборщик, С. П. Ефименко, Г. Г. )Китник, В, Л, Пилюшенко и Б. П. Крикунов

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ МАГНИЕМ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для обработки стали магнием с целью раскисления, десульфурации и модифицирования металла. 5

Известен способ раскисления и десульфурации стали путем обработки порошками кальция, магния или их соединений, которые подают в металл через погружаемую в рафинируемый расплав фурму в потоке га- 10 за-носителя (1).

К недостаткам способа относится малая степень использования магния, обусловленная выносом части магния в верхние слои рафинируемого металла, а также за его 15 пределы ранее, чем происходит его испарение. Кроме того, недостатком способа является низкая точность дозирования реагента.

Известен способ обработки стали гранулированным магнием, включающий регулируемый ввод гранулированного магния с одновременным вводом газа и испарение магния на поверхности металла внутри испарительной камеры, погружаемой в рафинируемый металл (2).

К недостаткам способа относится низкая степень использования магния, обусловленная малым объемом металла, вовлекаемого в процесс рафинирования при перемешивании расплава парами магния. Кроме того, к недостаткам данного способа относится необходимость погружения испарительной камеры в расплав на значительную глубину.

Поскольку магний обладает весьма ограниченной растворимостью в дзасплавах на основе железа, рафинирование расплава происходит путем взаимодействия между парами магния и примесями металла по границе металл — газ. Скорость рафинирования при этом лимитируется процессами диффузии примесей из объема металла к межфазной границе, по которой протекает взаимодействие, а полнота использования магния определяется временем всплывания пузырей магния из объема металла, что делает способ малоэффективным при обработке металла в ковшах малой и средней емкости.

Цель изобретения — увеличение степени использования магния и повышение качества металла за счет очистки его от продуктов реакций рафинирования.

Поставленная цель достигается регулируемым вводом гранулированного магния через погружаемую в металл фурму с одновременным вводом дополнительного газа, причем магний вводят в металл порциями массой 0,025 — 0,5 кг с частотой 0,1 — 2,0 по768824

Подписное

Заказ 1985/2

Изд. Ма 501

Тираж 626

Сапунова, 2

Типография, пр. дачи в секунду, а дополнительный газ подают в количестве 0,5 — 4,5 нм на 1 кг BBQдимого магния.

Масса порций магния выбрана равной

0,025 — 0,5 кг, исходя из того, что при массе порции менее 0,025 кг длительность обработки возрастает и требуется значитсльный перегрев рафинируемого металла. Масса порций более 0,5 кг нежелательна, так как испарение больших количеств магния 10 резко увеличивает объем выделяющихся газов, что может привести к выбросам металла из ковша.

Частота подач порций магния выбрана в пределах 0,1 — 2,0 подачи в секунду, так как 15 при частоте подач, превышающей 2,0 подачи в секунду испарение предыдущей порции магния не успевает завершиться к моменту подачи последующей. Использование частот менее 0,1 подачи в секунду значительно увеличивает время, необходимое для обработки.

При расходе газа менее 0,5 нм на 1 кг вводимого магния не обеспечивается достаточно высокая поверхность раздела парогазовой смеси и рафинируемого металла, которая необходима для эффективного использования магния. Увеличение расхода газа свыше 4,5 нм на 1 кг вводимого магния может привести к выбросам металла и требует значительного увеличения длительности обработки.

Таким образом, при этом способе обработки имеет место продувка металла периодически чередующимися порциями газа и 35 смеси газа с парами магния, что становится возможным благодаря интенсивному испарению магния при температурах сталеплавильного производства.

Поскольку газожидкостный поток, восхо- 4р дящий к поверхности металла в ковше от нижнего участка фурмы, не имеет интенсивного массообмена с остальной частью металла, то при малом содержании удаляемых примесей в металле может сложиться 45 положение, когда объем металла, вовлекаемый в движение парогазовой смесью, рафинируется до равновесного с парами магния содержания примесей ранее, чем происходит полное использование паров. Перио- 50 дическая продувка металла газом и парогазовой смесью улучшает перемешивание и увеличивает объем металла, вовлекаемого в процесс рафинирования, приходящийся на то же самое количество паров магния.

Это ведет к увеличению степени его использования. Подача газа в количествах 0,5—

4,5 нм на 1 кг вводимого магния приводит к получению малого содержания паров магния в составе парогазовой смеси и развитой 6О поверхности взаимодействия между металлом и парами магния, что обеспечивает быстрое и эффективное использование реагейта. Вместе с тем интенсивная продувка расплава только газом в перерывах между подачами магния обеспечивает полноту удаления из металла продуктов реакций рафинирования.

Для продувки металла могут быть использованы аргон, азот и другие газы, нейтральные по отношению к магнию при тем пературах обработки.

Пример. Исследование возможности обработки металла по заявляемому способу проводили при обработке стали марки 14Г2 в сталеразливочных ковшах емкостью 140 т.

Металл состава, %: С 0,15; Si 0,29; Мп 1,55;

$ 0,025; P 0,028, перед обработкой раскисляли в ковше алюминием в количестве

О,б кг/т, после чего через погружаемую в металл фурму, футерованную шамотным огнеупором, давали гранулированный магний марки МГП-1 в количестве 0,12 кг/т.

Параллельно с подачей магния вели продувку металла аргоном с интенсивностью

200 нм /ч. При общей длительности обработки 8 мин расход газа составил 27 нм или 1,6 нм на 1 кг вводимого магния.

Подачу магния вели с помощью дозатора порциями массой 0,035 кг с частотой одной подачи в секунду.

После обработки металл имел состав; % .

С 0,15; Si 0,28; Мп 1,55; S 0,016; P 0,027.

Содержание кислорода в металле снизилось за время обработки с 0,007 до 0003, азота с 0,00б до 0,003.

В результате обработки содержание примесей в металле понизилось на следующее количество, /о . .S 0,009; О 0,004, N 0,003.

Использование этого способа позволит сократить расход магния на обработку металла, что обеспечит снижение себестоимости обработки на 10 — 20 коп на 1 т металла (при . цене гранулированного магния

МГП-1 — 102б руб/т), а также повысить качество металла за счет эффективного удаления газов и неметаллических включений.

Формула изобретения

Способ обработки стали магнием, заключающийся в регулируемом вводе в расплав гранулированного магния с одновременным вводом газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени использования магния и повышения качества металла, магний вводят в металл порциями 0,025 — 0,5 кг с частотой 0,1 — 2,0 подачи в секунду, а газ подают в количестве 05 — 4,5 нмз на 1 кг вводимого магния;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Stahl und Eisen», 1974, (94), Ио ll, с. 474 — 486.

2. Авторское свидетельство СССР

М 493507, кл. С 21С 1/00, 1974 (прототип).