Способ диффузионного раскисления стали

Союз СоветскикСоциапнстнческннРеспублик Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ726178(23) Приоритет по делам изобретений н открытий(53) УДК 669,187. .25( 088.8) Дата опубликования описания 07,04.80 В. Г. Падалка, А. В. Мищенко, Н, А. Двященко, Ю, А, Коваленко, В, И, Карлюк и Л, Я. Еременко. (72) Авторы изобретения Краматорснсий завод литья и поковок и Научно-производственное объединение по технологии машиностроения фцНИИТМАШф(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОГО РАСКИСИЕНИЯ СТАЛИ Изобретение относится к производству металлов и может быть использовано при выплавке стали в плавильных агрегатах, например дуговых электропечах.Известны способы выплавки стали в дуговых электропечах Щ 2, включаю- . щие диффузионное раскисление металла, которое основано на обработке шлака в печи раскислителями. В качестве основных раскислителей при этом используют10 кокс, ферросилиций, алюминий, Обработку шлака при диффузионном раскислении производят либо смесью указанных раскислителей, либо одним из них. Раскисли- тели при этом используют в виде порошка,5 который присаживают на поверхность шлака в печи.Известен также способ 31, в котором для диффузионного раскисления использо ван в качестве раскислителя порошкообразный алюминий. Применение для диф- фузионного раскисления порошкообразных раскислителей обусловлено большой поверхностью контакта их со шлаком. Однако применение для раскисления шлака элементов с большим сродством к кислороду,например, алюминия, в порошкообразномвиде приводит к значительному их угарув момент присадки в печь. При этомв атмосфере печи у рабочего окна происходит образование взвеси мельчайшихчастиц раскислителя, которая воспламеняется и сгорает с выбросами пламени идыма. Кроме того, использование порошкообразных раскислителей приводит ктому, что: в первую очередь раскисляютсяверхние слои шлака. Это связано с тем,чу порошкообразньте раскислители и вчастности алюминий, не могут погружатьсяв шлак и частично сгорают при контактес кислородом воздуха. Естествейно чтоэффективность использования алюминияпри этом уменьшается.Делью изобретения является повышение эффективности использования алюминия и улучшение качества стали,Для достижения указанной цели передприсадками алюминия шлак обрабатывают3 726угдеродсодержвшими материалами, например,отходами коксового проиэводствакоксовоф щелочью, после чего вводяталюмищй в вйде гранул с размером вйоперечйом сечении 0,5-50 мм в количестве 0,3-15 кг/т стали.Применение для диффузионюго рас " "кижбнйа гранулированного -алюминйяприводит к уменьшению его угара по двумпричинам. Во-первых, за счет уменьшеййа"поверхвостй контакта гранулированного алюминйя с кислородом воздуха. Приэтом не могут образовыватыя "легковоспламенйюпйеса взвеСи, которые" ,Сгорая:.ввоййухе, приводят к, воспламенению более тяжелых фракций порошка. Во-вторых,использование граиулировайного алюмиййа "приведет при" определенйых- условияхк югружению гранул в шлак"догрййщйшлак-металл. В этом случае в первую 20очередь будут раскисляться ближайшие"к метайлу.слои шлака, что повысит эффектйвйжгь иаиитМования алюминия.Крбме тож, в этом случае возможноболее глубокое раскисление металла, 25повышение его качества.Тайа направленность процесса раскйсления шлака невозможна при испольйзовании порошкообразных раскислителей,так как погружение твердого вещества, ЗОв жййВИРгь ойредИИется не только раз-йостью плотностей этого вещестыи жидкжги, ю и поверхности свойствамиэтой системы,Так,-для погружения несмачиваюшегрса твердого, вещества сферической формыв жидкость в первую очередь необходимо вийолнение условия:2 б . 4 зС - Яг Мтв " 40З твгде 6 - поверхностюе натяжение жидкости, дин/см",=" "г - радиус сферы твердого- вешест45ф - Плогность твердого вещества,Ф твг/см.Йай расчега ИМГмальйого"дбйусти-"могорнера ли алюминия,"которая может преодолеть юверййстйбе на":гажение шлака можю использовать следуюшие данйые: плотюсть твердого алюминия - 2,7 г/см, поверхюстное на 3тяжение шлака 400 дин/см.Численное значение радиуса гранулыюйоминия, при котором она не будет погружаться в шлак (даже при бсльшей, плотюс ги гранулы); йаходитсав" "йределах1 мм. Поверхностюе-натяжение шлаков 178 4может находиться в пределах 200-600 дин/см, поэтому минимальный размер гранулы принимает 0,5 мм. Вторым ус ловием погружения твердого тела в жидкость, как известно, является положительная разность плотностей твердого тела. и жидкостиД или д -у 0В связи с тем, что плотность алюминия в твердом состоянии равна 2,7 г/см,3 а плотюсть жидкого шлака находится в пределах 2,5- 3,5 г/см 5 (в зависимости от состава шлака), второе условие йогрукении гранулированного алюминия в Шлаках в ряде случаев не будет выйолйяться. Поэтому предлагается перед присадкой в печь алюминиевой дроби обрабатывать шлак углеродсодержащими. материалами, например, коксом. Предва- рительная обработка шлака углеродсо-держащиМи материалами приводит к вспучиванию шлака и образованию шлаковой пены за счет образования пузырей СО при протекании в шлаке реакций углерода с окислами железа и марганца, Шлак при этом поднимается", т.е. резко увеличивается толщина слоя шлака, и эффективная плотность шлака ( у, ) уменьЭФшается.При присадке гранулированного алюминия в момент значительного уменьшения эффективной плотности шлака будет выполняться условие урэР,., Это значит, что грайулированнйй алюминий будет погружаться в шлак и тем самым будет повышаться эффективность использования алюминия и улучшаться качество стали за счет более глубокого раскисления.Предлагаемый способ выплавкй стали в элЪктропечах осуществляется следуюцимобразом.Расплавленный в электропечи металл доводится до требуемого содержания. углерода. Затем производится скачивание окислительного шлака и наводка рафийировочного. Позде расплавления рафиниро,вочного шлака в печь присаживается молотый кокс и делается выдержка в течение 5-15 мин. Последующее более глубокое раскисление шлака делается раскислителями, обладающими большимсродством к кислороду, чем у углерода. Такими раскислителями являются кремний, в виде ферросилиция и алюминий. Шлак может раскисляться либо одним из этих раскислителей, либо их смесью.г Составитель А. ШербаковРедактор Е. Братчикова Техред С, Мигай Корректор С. Шекмар Заказ 607/23 Тираж 608ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 7261 Прн раздельной присадке ферросилиция и алюминия шлак вначале раскисляют присадками, ферросилиция, а затем присадками алюминия. Перед присадками алюминия шлак обрабатывают углеродсодержа щнми материалами, после чего присаживают алюминий в виде гранул с рммерами 0,5-50 мм в поперечном сечении.Количество присаживаемого алюминия зависит от марки выплавляемой стали 10 и находится в пределах 0,3-15 кг/т. Нижний предел рекомендуется для сталей, остаточное содержание алюминия в которых не должно превышать 0,02%, верхний предел для сталей, легированных алюми- нием.Проведение опытных плавок в условиях электросталеплавильного цеха завода ЛиП показало, что использование гранулированного алюминия по данному способу поз воляет снизить окисленность конечных рафинированных шлаков на 10-15% (относительно). 78 б Формула изобретения Способ диффузионного раскисления сталив плавильных агрегатах, включающий иопользование алюминия для раскисленияшлака, о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что, с целью повышения эффективностииспользования и улучшения качествастали, перед присадками алюминия шлакобрабатывают углеродсодержащими материалами, после.чего вводят алюминий ввиде гранул сечением 0,5-50 мм в количестве 0,3-15 кг/т стали.йстоники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сб. научных трудов Челябинскогополитехнического института 1975,% 163, с. 74-79,2. Журнал фСталь 1977, М 8,с. 223-225.3. Сб. научных трудов Челябинскогополитехнического института 1978,Ж 183, с. 74-79.