Способ выплавки стали

Способ выплавки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы

Г. В.Первушин, М.М. Кудрявцев, С.И. Дьяков, Т.Г.Фофанова, (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использова но при выплавке стали в мартеновских печах.

Известны способы выплавки стали в мартеновских печах с предварительным раскислением алюминием в печи и окончательным раскислением алюминием совместно с другими раскислителями в ковше. Алюминий вводится в печь в виде алюмошлака АК-45, содержащего 30-60Х металлического алюминия 1) и (2) .

Недостатками известных способов являются неравномерное усвоение и быстрое окисление алюминия из ванны

-металла и, как следствие, неэффективная защита ее при последующей .выдержке в печи, в частности при легировании и корректировке химического состава стали. Предварительное раскисление алюминием в количестве, .превышающем в несколько раз стехиометрически необходимое для связывания кислорода ванны, нежела тельно из — за сильного раскисления печного шлака и связанной с этим рефосфорацией металла.

Наиболее близким к предпагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ выплавки стали в мартеновской печи с предварительным раскислением алюминием в виде сплава АМС.

Сплав содержит 5-10Х алюминия, 10207.кремния и марганца и имеет плотность, превышающую плотность жидкой стали. При введении в печь он меньше взаимодействует со шлаком, что

15 способствует лучшему усвоению алюминия в ванне металла (31.

Однако и при этом способе алюминий быстро окисляется И не защищает ванну металла при дальнейшей выдержке в печи

Цель изобретения — уменьшение угара и колебаний содержания легирую.

899662 щих элементов н стали при выплавке в мартеновских печах.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали, включающему предварительное раскис" ление алюминием в печи и окончательное раскисление в ковше, предварительное раскисление в печи проводят . сплавом алюминия с титаном на основе железа с плотностью 7,1-7,5 г/см и размером кусков 50-200 мм за 515 мин до выпуска в количестве соответственно 0,015-0.,030 и G,0200,040% от массы стали.

Способ осуществляется следующим образом.

Благодаря высокой плотности куски сплава опускаются на дно ванны металла, способствуя высокому усвоению в ней алюминия и титана. Раскисление и последующая защита ванны металла осуществляется обоими элементами, причем 2-3 мин основную роль играет аломиний — более сильный раскислитель, затем с уменьшением содержания алюминия основное влияние начинает сказывать титан.

При совместном применении реализуются полностью положительные свойства обоих элементов: высокое сродство алюминия к кислороду — для быстрого снижения активности кислорода в ванf не металла, прекращения примерно за 1 мин) кипения и фиксации содержания углерода в ней, высокая (на

1-2 порядка большая, чем у алюминия) скорость диффузии титана — для более равномерного и глубокого раскисления всего объема ванны металла на первой минуте предварительного раскисления и для поддержания содержания титана в пограничном со шлаком слое металла на уровне, достаточном для защиты ванны при последующей выдержке в печи, Защита ванны облегчается и существенно меньшей по сравнению с алюминием скоростью окисления титана из стали.

Преимущественное .растворение сплава на две ванны обеспечивается с одной стороны большой (7, 1 см /100 г) плотностью сплава, а с другой— размером кусков более 50 мм. Максимальная плотность сплава лимитируется условиями его выплавки и не превышает 7,5 см /100 r, использование 9 же кусков сплава размером более

200 мм нежелательно из-за опасности закозления подины печи нерастворив4 шимися в стали остатками этих кусков. Выбранные интервалы присадки сплава в печи (за 5-15 мин до выпуска) обеспечивает выполнение необходимых после предварительного раскисления технологических операций в печи (легирования и корректировки химического состава стали) более ранний ввод приводит к неоправданному увеличению расхода раскислителей, более поздний ввод осложняет доводку металла. Количество вводимых раскислителей определяется стехиометрическими соотношениями по отношению к кислороду ванны с учетом образования окислов А1 0> и Ti0y. Введение алюминия и титана в количество более 0,030 и 0,035% от массы стали практически не увеличивает эффективность защиты ванны металла в печи, в количестве менее

0,015 и 0,020Х от массы стали — отрицательно сказывается на усвоении легирующих элементов.

Вместе с сплавом можно вводить в металл небольшие количества слабых раскислителей, например до 0,060,08% кремния. Это способствует лучшему удалению продуктов раскисления из стали в печи, уменьшает количество присадок, вводимых з сталь при выпуске из печи в ковш.

Пример. Сталь марки 40Х.выплавляли в 45-тонной мартеновской печи. Температура металла перед предварительным раскислением в печи

1600 С, химический состав металла,Х.: углерод О, 30, марганец 0,14, кремний 0,0, фосфор 0,010, сера 0,025, хром 0,12, содержание кислорода

0,021.

16

1$

И

За 12 мин до выпуска произвели предварительное раскисление металла в печи сплавом с удельным весом около 7,1 г/см, содержащего 2% алюминия, 3% титана, 7% кремния, 3% углерода, остальное — железо, Общее количество введенного сплава 500 кг, расчетное количество введенного алю® миния и титана — 0,025 и 0,037Х со,ответственно от веса металла. Через

l мин после полного прекращения ки.пения ванны присадили 700 кг ферро хрома из расчета ввода 0,90Х хрома

И и 0,06Х углерода..

Состав стали перед выпуском из ечи,Х: углерод 0,39, кремний 0,07, 5 8 марганец 0,14, фосфор 0,010, сера

0,024, содержание кислорода и расчет ная активность кислорода в стали— соответственно 0,018 и 0,002Х. При выпуске из печи в ковш произвели окончательное раскисление металла, присадив из лотка !2 кг алюминия, 400 кг силикомарганца, 100 кг ферросилиция.

99662 4 ними данными рядовой технологии приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить расход раскисли-. телей по сравнению с известньм спо. собом, обеспечить надежную эашиту ванны рн легировании и корректнровке химического состава в печи, снизить угар и колебания содержания элементов в стали. Зкономический эффект от использования предлагаемо" го способа coñòàâëÿåò !28 тыс. руб. в год.

Содержание элемента, Х

Способ ЭлеСтепень усвоения, мент

Расчетное Фактическое Отклонение

Предлагаемый

0,39

0,40

0,01

8,66

0,04

0,70

86,7

82,5

0,05

0,27

0,32

84,1

0,08

0,94

I,02

0,36

0,04

0,40

Известный С

77,6

0,07

0,63

0,70

Мп. 67,3

0,11

0,24

0,35

82,2

0,09

0,91

1,00

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 12075/35 Тираж 586 Подписное

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

Расчетное и фактическое содержание элементов в стали, а также степень усвоения их в сравнении с средСпособ выплавки стали в мартеновских печах, включающий предварительное раскисление алюминием в печи и окончательное раскисление в ковше, отличающийся тем, что, с целью уменьшения угара и колебаний содержания элементов в стали, пред; варительное раскисление в печи проводят сплавом алюминия с титаном на основе железа с плотностью 7,17,5 г/см и размером кусков 50200 мм за 5-15 мин до выпуска в ко личестве соответственно 0,0150,030 и 0,020 — 0,040Х от массы стали

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Назюта и др. Раскисление спокойных углеродистых сталей, выплавляемых в мартеновских печах. — "Металлург", Р 11, 1978, с, 18-21.

2. "Нойп1М (РМ.), 1977, 44, Ф 9, а. 379-385.

3. Поволоцкий Д.Я. Алюминий в конструкционной стали. И., "Металлургия", 1973 с. 15I-154.