Способ обработки стали
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Республик р >996464 ф, г г,Ф
°" (бт) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03.04.81(21) 3268321j22-02
Р М К з
С 21 С 7/00
С 21 С 7/072 с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 669. 046.. 554 (088. 8) Опубликовано15.02.83Бюллетень № 6
Дата опубликования описания 15. 02. 83
Г.Б.Ширер, В.К.Комельков, В.Г.Яковлев, А,Н.Шфарев,-,,.. ,С.А.Крулевецкий, Г.П.Трухман, М.Г.Королев иЮ1Ф.Вяткин
1 » -: 4
Центральный ордена Трудового Красного Знаме.и научноисследовательский институт черной металлург и им. И.fI.Áàðäèíà и Новолипецкий ордена Ленина металлургический завод (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке стали в ковше, и может быть использовано при выплавке высококачественной стали.
Известен способ обработки стали, предусматривающий продувку стали в ковше нейтральным газом с вводом в шлак раскислителей f1).
Недостатком известного способа является то, что при продувке. стали нейтральным газом происходит перемешивание металла с покрывающим его шлаком, который, постоянно насыщаясь серой, теряет свою серопоглоти" тельную емкость, и как следствие, десульфирующую по отношению к металлу способность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ продувки металла в ковше нейтральным газом путем перемещения фурмы в вертикальном направлении через границу раздела металл-шлак и погружения ее в металл. Начинают продувку с погружения фурмы в шлак на величину 0,030,8 толщины шлакового слоя с продолжительностью, равной 0,1-1,0 продолжительности последующей продувки с. погружением фурмы в металл. В процессе всей продувки производят относительное возвратно-поступательное перемещение ковша и фурмы в горизонтальной плоскости (2 ).
Предварительная продувка шлака нейтральным газом несколько улучшает условия десульфурации стали за счет более интенсивного перемешивания металла и шлака. Однако, постоянно насыщаясь серой, шлак теряет свою серопоглотительную и десульфурирующую способность, что не позволяет получать сталь с низким содержанием серы.. Кроме того, насыщенный серой рафинировочный, например известково-глиноземистый синтетический шлак, невозможно использовать повторно, например в шлако- плавильной печи изза его высокой насыщенности серой и окислами железа и марганца.
Целью изобретения является повышение десульфурирующей способности рафинировочного шлака, удаление из шлака серы и снижение в нем окислов железа, марганца и кремния.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки стали, включающему обработку металла s
30 ковше рафинировочным шлаком во вре996464,мя выпуска стали из сталеплавильного агрегата, продувку газом сначала шлака продолжительностью, равной 0,11,0 продолжительности последующей продувки с погружением фурмы в металл, относительное возвратно-поступательное перемещение ковша и фурмы в горизонтальной плоскости, рафинировочный шлак продувают окислительным газом струями, расходящимися в стороны — вверх под углом 5-15 к го- 0 о риэонтальной плоскости, после чего в шлак присаживают раскислители, а металл продувают нейтральным газом.
В качестве окислительного газа используют кислород, воздух, двуокись углерода и их смеси.
Кроме того, предусматривается многократное повторение поочередной продувки шлака окислитепьным газом, а металла - нейтральным.
Продувка окислительным газом ра- @ финировочного шлака после рафинирования им металла обеспечивает окисление перешедшей в шлак серы и удаление ее из шлака в виде газовой фазы (сернистого или серного ангидри- 25 да). В результате восстанавливается серопоглотительная емкость шлака и его десульфурирующая способность.
Продувка шлака окислительным газом с помощью погружной фурмы.струями, З0 расходящимися в стороны - вверх, предотвращает окисление металла, а присадка в шлак после его продувки окислительным газом раскислителей приводит к восстановлению окислов 35 железа, марганца и кремния, которые оказались в рафинировочном шлаке как вследствие проведения процессов раскисления и легирования, так и вследствие возможного окисления окислительным газом корольков металла, запутавшихся в шлаке.
Подготовленный таким образом шлак обеспечивает дополнительную десульфурацию стали за счет перемешиваийя. его. с металлом в процессе последукйцей продувки последнего нейтральным газом. Вместе с тем после такой обработки рафинировочный шлак, например известково-глиноэемистый, становится пригодным для повторного исполь-. зования в качестве шихтового матери ала для выплавки синтетического шлака в шлакоплавильной печи, так как он содержит незначительное количество серы, окислов железа, марганца и И кремния.
Выбранные параметры расходящихся встороны -вверх струй окислительного газа обусловлены тем, что при направлении струй под углом менее gj . 55 к горизонтальной плоскости возможно проникновение окислительного газа в металл и затягивание металла в шлак, а направление струй под углом более 15 к горизонтальной плос кости уменьшает объем шлака, контактирующего с окислительным газом и снижает полноту регенерации шлака.
Актуальность использования предлагаемого изобретения определяется возможностью получения стали с низким, менее 0,006% содержанием серы, что гарантирует высокие механические свойства стали, особенно при низких температурах. Использование предлагаемого изобретения позволяет также без дополнительных затрат на капитальное-строительство организовать повторное использование отработанного рафинировочного синтетического шлака в качестве сырья для выплавки синтетического шлака в шлакоплавильной печи.
П. р и м е р 1. В 160-т кислородном конвертере выплавляют железоуглероди стый полупродукт требуемой температуры и химического состава. Металл из конвертера выпускают с отсечкой конвертерного шлака. в ковш с жидким рафинировочным известково-глиноземистым шлаком. В процессе выпуска металла проводят все необходимые операции по раскислению и легированию металла. Ковш с металлом и покрывающим его рафинировочным шлаком подают на установку по продувке стали аргоном, снабженную трубопроводами, подводящими к погружной фурме аргон, кислород, воздух и углекислый гаэ. С помощью дистанционного переключателя подключают к кислородопроводу погружную фурму с соплами, расходящимися в стороны — вверх под углом 5 к горизонтальной плоскости, опускают фурму в шлак и продувают его в течение
5 мин кислородом., После этого фурму поднимают,подключают к аргонопроводу, одновременно присаживают в шлак раскислители (алюминий) для восстановления окислов железа и марганца, после чего опускают фурму в. металл на всю глубину ковша и продувают металл аргоном в течение 8 мин. 3а время продувки шлака кислородом содержание серы в нем снижается с 0,26 до 0,04%. Одновременно повышается содержание .окислов железа с 2,3 до 3,1Ъ и марганца с 0,05 до 0,10%. После присадки в шлак алюминия и продувки металла аргоном содержание серы в шлаке увеличивается до 0,09%, содержание окислов железа и марганца составляет соответственно 1,1% и 0,04%. Непосредственно после обработки стали синтетическим шлаком (т.е..до продувки) содержание серы в металле равно
0,007%, а после продувки аргоном снижается до 0,004%.
Отработанный синтетический шлак собран и успешно использован в качестве шихты для выплавки синтетического шлака в шлакоплавильной печи. — 99
6464
П р и м е .р 2. Все операции прово дят по примеру 1, но с использованием фурми с соплами,.расходящимися в сто° роны -вверх под углом 15 к горизонтальной плоскости, а продувку шлака и металла .повторяют дважды. При начальных одинаковых с примером 1 содержаниях укаэанных компонентов в металле и шлаке окончательное содержание серы в металле составляет0,0038, а серы, окислов железа и марганца в шлаке соответственно 0,088, 0,98 и 0,048.
Пример 3. Все операции проводят по примеру 2, но с использованием фурмы с соплами, расходящимися. в стороны- вверхпод углом 10 к гоо риэонтальной плоскости, а заканчивают обработку металла продувкой кислородом шлака и последующей присадкойв шлак алюминия. При начальных одинаковых с примерами 1 и 2 содержаниях укаэанных компонентов в металле и шлаке окончательное содержание серы в металле составляет 0,0038; а серы, окислов железа и марганца в шлаке соответственно 0,038, 1,08 и 0,058.
Давление применяемых газов и их
- расход регулируется поведением шлакометаллического расплава в ковше.
Как правило, давление окислительного газа составляет 1,5-3Ä0 ати, а аргона — 7-10 ати, а их расход соответственно 0,2-0,5 м /мин и 0,73
1,0 м /мин.
Результаты сопоставления десуль; фурации металла rr ковше по способупрототипу -и предлагаемому способу при выплавке стали марки 17Г1СУ приведены в таблице.
Результаты испытаний: показывают, что при выплавке s 160-. т конвертерах стали для сварных гаэонефтепро-, водных труб большого диаметра возможно снижение серы на 40-.508 в стали,. обработанной в ковше по предлагаемо-. му способу по сравнению со сниженйем серы на 14-178 при обработке стали в ковше по способу-прототипу. Кроме того, отработанный известково-.гли. ноземистый шпак имеет примерно в 38 раз более .низкое содержание серы.
Это существенно расширяет возможность его использования в составе шииты при выплавке свежего синтетического известково-глиноземистого шлака (см.
15 таблицу).
Аналогичные результаты получены и при применении в качестве окислительных газов воздуха, воздуха, обогащенного кислородом, и углекислого
Щ газа с различным обогащением кисло» родом. Однако эффект десульфурации шлака достигается при затрате большего времени.
При применении в качестве раскислителей силикокальция и Ферросили1ция достигается тот же эффект, но .несколько повышается содержание двуокиси кремния в шлаке. . Экономический эффект от предлагаемого изобретения за счет дополнительной десульфурации стали, исключая применение таких десульфураторов как порошкообразный силикокальций, а также.за счет повторного использования отработанного синтетического . шлака в качестве компонента шихты для выплавки синтетического шлака, составляет около 450 тыс. руб. в год с объемом рафинирования стали около
500 тыс. т в год.
2)
S I»
И с
С(>ф
4 (ее . ° о
» е
О В со
СЭ
I »
СЭ
I.
1 I
M сэ о
» о (»е о о
0Z
ВВЕЛ
«е2 и 3 L. о а
cse
° .4
С3 ъ
Ю о
Ф о. о,Ф
ei ф ВЭ
Ri iС с о
s c кз 3 ос 2 ! Ф V
ФЭ 1» 3
Z Y сссC u и z о у
ВС О
1 1
«С
Cl е о
»
СЭ
Cl о
Cl! б
У Х
У (О
e>Y И ф 4> а е»
CXZ
4С Ñ II
Е 0
O >(> бсб (-:. д з
Сб е 4 сс*.С. Л еч (ч о о
L(>> (Ч
СЭ ф у
o o
C> O о о
° С
СЭ
СЭ
Cl ВЭ >ЭЭ о о о о о о
>(L
СЭ о
»
С>.Э.
o o о о с>>\
С>
Cl с
5) (Я ф щ 1»
®u8 о ееk
СУ0
И 0Е 41
В" 3 В.
1 б с
Э
1
Э
1
I
Ф л л
О О
О О с» о л о о о
Э. и
1 О ! I
1 б
° С(л
ВЧ ВЧ
» о о
L4L
ФЧ
1.
В
1
1 л л о о о
» Ф о е
L!t Л о р
a Ct
> °, h
О CI
LO о
С3 ь
9»
ВВЭ
Ih о
Феъ б.
I I
4 1
° °
t 1
1 I! °
1 I 1
1 В
I ° б
I Э
4 1
1 I
1 Э
I е 1
I Ф
1 !
1 !
1 4
1 1
1 1
1 I
1 Ф
I Ф
В ° I
Ф . 1
I В
I t
I 1
I I
1 I
1 !
1 1 е
Э . б с с
l 1
I 1
I 1
l I
1 1! В
1 dt t
1 б
1 Q 1 а
O с u (Э 1! ФЭ 1! s 1 х
1 A 1! М I
I 4L (! ВЭ б
I Cf 1 е о
В Э I
996464.
I ° I в
1 Cf (5 1 °
1 I — — >
I 1 °
1;;
I X 1
В! ClI В I. Ф б
Фе )
-С ° СЭ I» t
I4ЭВаЕае
I У С С Ю 1
I Е В Ф
I g Э I
Э 1 О I ! Ю I I 1 ос а* ! 1 C ° с
I б 1 (В
° 1
Ф I 1 !! !ХЕ>С с
Се б. 3 б! а е й
С С ВЭ Е
I е с (1
l Е l !
ИЕ оаС аз с с еI 1
I I I 1
ye>S I ае Ф с се
Y Э > I
Е 1 О сР
Ф >
<е
I С> I» >У с
I CLÅ) I
X (Q I » е е о с
l». 1 е
uI 0C а s ,(ВЭ б C (б ct e >s
I
I е
Ф Y
I (O Ф 1 е
° (е о
Вюб аs
1 1 С 1-
1 1 !
1 I
1 б Ф
g e >s ае 3
С С б> !
I е t 0
° б» ° 1- I
° I f S ° фе е» Р о
»
o o o
° С LIL СЭ
М М ВЧ
» Ю » о Ю
1.
1
1
1
> б
Ф
1
Э
I
I ! .1
1
1
В !
1
I
1
I
I
В е (I
1
Ф
1 ес з
z
В
Ф
° С б V ! л
1 !. е
1 С
1 В ! б C
Э 2
1 В
1 X
В а
9964
6,4
Формула изобретения
Составитель В.Долгий
Редактор Л.Повхан Техред О.Неце Корректор Н.Король
Заказ 846/38 Тираж 566 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "ПатЕнт", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
1. Способ обработки стали, включающий обработку металла в ковше рафинировочным шлаком во время выпуска стали из сталеплавильного агрега-. та, продувку газом сначала шлака продолжительностью, равной 0,1-1,0 продолжительности последующей продувки с погружением фурми в металл, относительное возвратно-поступательное перемещение ковша и фурьи в горизонтальной плоскости, регламентацию глубины погружения фуражи в шпак и металл, о т л и ч а ю щ и и L я тем, что, с целвю повышения десульфурирующей способности рафинировочного шлака, 1S удаления из шлака серы и снижения в нем окислов железа, марганца и кремния, рафинировочный шпак продувают окислительным газом струями, расходящимися в стороны — вверх под углом
5-15 к горизонтальной плоскости, после чего в шлак присаживают раскислители, а металл продувают нейтральным газом.
2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве окис« лительного газа используют кислород, воздух, двуокись углерода и их смеси.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 720028, кл. С 21 С 7/06, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР
М 651889, кл. В 22 0 1/00, 1977.