Способ выплавки стали

Иллюстрации

Способ выплавки стали (патент 899662)
Способ выплавки стали (патент 899662)
Способ выплавки стали (патент 899662)
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.