Способ обработки стали магнием

О П И С А Н И Е У 68824ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 24.01.79 (21) 2717746/22-02с присоединением заявки че -(45) Дата опубликования описания 07.10.80 осударстоеннмй комите СССР21,745 088.8) У по делам изобретений н открытийборщик, С. П, Ефименко,юшенко и Б. П. Крикунона Трудового Красного 3технический институт итн Заявитель ни ОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ МАГНИ нии расплава к недостаткам необходимость камеры в рас парами магния. Кроме того данного способа относитс погружения испарительно лав на значительную глу Изобретение относится к чернои металлургии и может быть использовано для обработки стали магнием с целью раскисления, десульфурации и модифицированияметалла. 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 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 рафиннруемый металл 2.К недостаткам способа относится низкая степень использования магния, обусловленная малым объемом металла, вовлекаемого в процесс рафинирования при перемешивабину.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 19852 Изд.501 Тираж 626 Сапунова, 2 Типография,пр,дачи в секунду, а дополнительный газ подают в количестве 0,5 - 4,5 нм на 1 кг вводимого 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 впределах 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 значи тельно увеличивает время, необходимое для обработки.При расходе газа менее 0,5 нм на 1 кгвводимого 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 З 5 смеси газа с парами магния, что становится возможным благодаря интенсивному испарению магния при температурах сталеплавильного производства.Поскольку газожидкостный поток, восхо 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 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 поверхности взаимодействия между металлом и парами магния, что обеспечивает быстрое и эффективное использование реаге 11 та. Вместе с теминтенсивная продувка расплава только газом в перерывах между подачами магния обеспечивает полноту удалепия из металла продуктов реакций рафинирования,Для продувки металла могут быть использованы аргон, азот и другие газы, нейтральные по отношению к магнию при температурах обработки.П р и м е р. Исследование возможностиобработки металла по заявляемому способупроводили при обработке стали марки 14 Г 2в сталеразливочных ковшах емкостью 140 т.Металл состава, %: С 0,15; Я 0,29; Мп 1,55;5 0,025; Р 0,028, перед обработкой раскисляли в ковше алюминием в количествеО,б кг/т, после чего через погружаемую вметалл фурму, футерованную шамотнымогнеупором, давали гранулированный магний марки МГПв количестве 0,12 кг/т.Параллельно с подачей магния вели продувку металла аргоном с интенсивностью200 нм/ч. При общей длительности обработки 8 мин расход газа составил 27 нмили 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; Я 0,28; Мп 1,55; 5 0,016; Р 0,027,Содержание кислорода в металле снизилось за время обработки с 0,007 до 0,003,азота с 0,00 б до 0,003.В результате обработки содержание примесей в металле понизилось на следующееколичество, %: 5 0,009; О 0,004, Б 0,003.Использование этого способа позволитсократить расход магния на обработку металла, что обеспечит снижение себестоимости обработки на 10 - 20 коп на 1 т металла (при цене гранулированного магнияМГП- 102 б руб/т), а также повысить качество металла за счет эффективного удаления газов и неметаллических включений,Формула изобретенияСпособ обработки стали магнием, заключающийся в регулируемом вводе в расплавгранулированного магния с одновременнымвводом газа, отличающийся тем, что,с целью увеличения степени использованиямагния и повышения качества металла, магний вводят в металл порциями 0,025 - 0,5 кгс частотой 0,1 - 2,0 подачи в секунду, а газподают в количестве 0,5 - 4,5 нмз на 1 кгвводимого магния;Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ЯаЫ цпд Е 1 зеп, 1974, (94), Юо 11,с. 474 - 486.2. Авторское свидетельство СССРМо 493507, кл. С 21 С 1/00, 1974 (прототип).