Способ рафинирования жидкой стали

)5 С 21 С 7/072 Б Т И В титутмаренко родувки овше на - В кн неметалия, 1985,ДКО лавил получ жанием чшение 5%, 2 з.п, ф-лы, 1 табл. ЭфакаеЪ ится к произ стности к ст у, и может б нии сталей с а - ниже пор одству пепла ыть ис низкимога фло - повышение качесттижения содержанийв пределах 0,9- и повышение эфсса рафинирования ода хлорсодержащих о газа,достигается тем, что инирования жидкой обработку расплава СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Донецкий политехнический инс(56) Самылова Н.П. и др. Влияние иаргоном и обработки порошками в ккачество конструкционной стали.Влияние внепечной обработки налические включения, М,; Металлургс.36 - 39,(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЖСТАЛИ(57) Изобретение относится к сталеному производству, в частности книю сталей с низким содерводорода. Цель изобретения - ул Изобретение относ черных металлов, в ча вильному производств пользовано при получе содержанием водород кенообраэования. Цель изобретения ва металла за счет дос водорозда в металле 2,0 см /100 г стали фективности проце за счет снижения расх материалов и инертног Поставленная цель согласно способу раф стали, включающемукачества металла эа счет достижения содержания водорода в металле в пределах 0,9 - 2,0 см /100 г стали и повышение эффективности процесса эа счет снижения. расхода хлорсодержащих материалов и инертного газа, Суть изобретения заключается в обработке металла хлорсодержащими материалами при продувке инертным газом при парциальном давлении газообразных продуктов реакции хлора 5 10 - 20 л3 10 Па, при этом на каждый килограмм ввоздимого хлора вводят 2,5 - 12,0 м инертногозгаза, а обработку ведут в вакуум-камере при поддержании в ней общего давления в заданных пределах парциального давления. Достигается содержание водорода в металле ниже границы флокенообразования, расход аргона снижается на 20-80, расход хлорсодержащих материалов снижается на хлорсодержащими материалами, парциальСО ное давление газообразных продуктов реакции хлора в процессе обработки поддерживают в пределах 5 10 -20 10 Па.,ФьЧтобы обеспечить парциальное давле- О н: е газообразных продуктов реакции хлора в аданных пределах, обработку расплава хлорсодержащими материалами ведут совместно с продувкой расплава инертным по отношению к нему газом, при этом в расплав вводят 2,5-12,0 м инертного газа наз каждый килограмм вводимого хлора.С той же целью обработку расплава хлорсодержащими материалами ведут в вакуумкамере и поддерживают в ной общее давление в заданных проделал пзрциально 1684346го давления или комбинированием указа; - ных способов,Взаимодействие жидкого железа с хлором сопровождается образованием хлоридов железа е газообразном состоянии, При определенных условях этот процесс становится преобладаюшим, и практически весь вводимый хлор расходуется на образование летучих хлоридов железа. Очевидно, что в таких условиях рафинирование жидкой стэ. ли хлорсодержащими материалами не эффективно.Установлено, что ,нтенсивность образования газообразных продуктов и их состав зависят от парциальнога давления хлора в системе. С умеьшеием давления наиболее интенсиво снижается образование богатых хлором соединений, например РеСэ, Это позволяет путем изменения парциального давленля газообразных продуктов реакции хлора уг равлять процессом рафинирования, В частности, реакция образования Н Сслабо зависит от парциального давления хлора, и при низких давлениях хлора продукты реасцил и реимущест вен но состоят из НС 1, что позволяет при определенньх условиях достиать глубокого рафинирования расплава от водорода практически без потерь железа и с минимальным расходом хлорсодержацих материалов. Оптимальное давление при этом определяется, с оцной стороны, допустимым развитием реакции хлора с железом и., с другой стороны, доп,стииой длительностью обработки при малых концентрациях хлора. В этом случае пракплчесхими критериями служат охлаж цен ие металла за вреия обработки и полнота пубкэ) рафинирования,Независимо от вига хлорсодержащего материала и способа его ввоца и др. условий продукты реакции хлора состоят в основном из газообразных хл зрдов, При этом если их суммарное давление превышает 20 10 Па, то удалеле водорода и ра:- тически не происходи. Если парциальное давление продуктов реакции хлора оказывается ниже 5 10 Па, то скорость удале 3ния водорода падает настолько, что при обычных условиях процесса время обработки и снижение температуры расплава ок;- зывэются неприемлемс большими.Наилучшие услови с точки зрения полноты протекания реакции образования хло. ристого водорода и эффективности процесса в целом достигаю гся при продувке расплава-аэообразной смесью хлора и инертного газа, В этом случае заданное пэрциэльное давление гэзообрзэных продук 5 10 1 Р 20 25 30 40 45 50 55 тов реакции хлора обеспечивается за счетразбавления их инертным газом. Гвсход газа определяется условием, что на удаление1 м водорода необходимо ввести не менеез1 м хлора (или нэ 1 г удаляемого водорода3- 35 г хлора), что обусловлено их соотношением в молекуле НС. Поскольку хлор частично расходуется на образование другиххлоридов, его фактический расход может несколько превышать указанное количество,причем это превышение зависит от конкретньх условий и обычно составляет 5-10 О, НадаждьЙ килограмм вводимого хлора вводят2,5 - 12,0 м инертного газа, Такое количестзво инертного газа обеспечивает разбавление газообразных продуктов реакции хлорадо заданного парциального давления, Еслиинертного газа меньше 2,5 или больше 12,0м, парциальное давление газообразныхпродуктов реакции хлора находлтся за пределами предлагаемого,Обработку расплава хлором возможновести в вакуумкамере. В этом случае хлорсодеожащие материалы подают в заборныйпатрубок вакууматора, Скорость подачи определяется конкретными характеристиками установки и подбирается такой, чтобы впроцессе обработки откачная система обеспечивала общее давление в вакуумкамере взаданных пределах парциэльного давления,Проведена обработка углеродистой иниэколегированной стали в ковше емкостью30 т, Г-;ход хлора выбирался в соответствии с количеством расплава, с начальнымсодержанием водорода в расплаве и требуемым уровнем конечного его содержания,Заданное парциальное давление газообразных продуктов реакции хлора достигалиподачей инертного газа в количестве 2,5 -12,0 мз на килограмм хлора, В качествеинертногс гээа использован аргон, В расплав через пористые пробки в днище ковшасовместно с эргоном вводили хлорсодержащий материал - четыреххлористый углерод,Отбор проб на водород осуществляли передобработкой (исходное содержание водорода) и после обработки (конечное содержание), Продолжительность обработки 5 - 6мин,Даннье проводимой обработки приведены в таблице. Для сравнения в таблицеприведены также данные обработки расплава по известному способу.Привеценные результаты показывают,:то соблюдение предлагаемых режимовприводит к существенному на порядок) снижению расхода хлорсодержащих материалов при одновременном существенномповышении эффективности процесса, о ко1684346 Конечное ПарциальВремяобработки,Расход аргона Исходное содержание Не,см/100 г Расходхлора,кг/тстали Расплав асход хлорсоерканих еталлов, г/т стали ное давление хлорндов, 10 Па содержание Н 7см /100 г м/тстали м /кгстали Сталь уг роди стая 6,3 41 з,40 5,1 г,о о,5,12, 160,5 20,0,5"О,з,о 5,вестный аргона ,и /кг С 1) по данным известно ешения рассчитаны авторамн,асход хл тором можно судить по конечному содержанию водорода в расплаве. Минимальное парциальное давление газообразных продуктовреакции хлора ограничивается уровнем, при котором применение хлора не дает 5 заметных преимуществ по сравнению. например, с обычной продувкой аргоном. Кроме того, в этих условиях расход инертного газа становится неприемлемо высоким по технологичес .им соображениям длитель ность обработки, охлаждение металла и др,). За указанным верхним пределом парциального давления газообразных продуктов реакции хлора происходит резкое падение полезного использования хлора 15 Согласно приведенным данным повышение парциального давления хлоридов на 25 оД (от 20 10 до 25 10 Па) приводит к повышению остаточного содерхкания водорода вдвое. В этих условиях вводимый хлор рас ходуется преимущественно на образование летучих хлоридов железа (как в известном способе),В таблице приведен расход аргона в м /т стали для удобства сопоставления с 25 зсоответствующим параметром известного способа. Кроме того, эта величина является привычной технологической характеристикой продувки, Для реализации способа удельный расход инертного газа на одну тонну расплава не является существенным,Формула изобретения 1. Способ рафинирования жидкой стали, включающий обработку расплава хлор- содержащими материалами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла и эффективности процесса рафинирования, парциальное давление газообразных продуктов реакции хлора в процессе обработки поддерживают в пределах 5-20)10 Па.2, Способ поп,1, отл ича ющийс я тем, что, с целью поддержания парциального давления газообразных продуктов реакции хлора в заданных пределах, обработку расплава ведут совместно с продувкой его инертным по отношению к нему газом, при этом в расплав вводят 2,5- 12,0 м инертнозго газа на каждый килограмм вводимого хлора.3. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью поддержания парциального давления газообразных продуктов реакции хлора в заданных пределах, обработку расплава ведут в вакуум-камере и поддерживают в ней общее давление в заданных пределах парциального давления.