Способ выплавки стали

Союз Советских Социааистичесних РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ(22) Заявлено 12.0779 (20) 2791365/22-02с приссединеиием заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 150381, Бюллетень Й 18Дата опубликования описания 150381 11829684 51)М Клэ С 21 С 7/10 Государственный комитет СССР ио дьам изобретений н открытий(53) УДК 669.18 е .27(088.8),Ю.Е. Самардуков, Б.С. Иванов, Ю.В. Гавриленке,.Р.М. Мыльников, О.Е.Молчанов, Ю.В. Зайцев,Э.В. Ткаченко и В.А. МарышевЧереповецкий ордена Ленина металлургйцаакийзавод им. 50-летия СССР(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к выплавкестали в дуговых печах. При выплавкекачественных сталей одношлаковым процессом окончательное раскисление илегирование металла производят в ковше,Известен способ. выплавки стали,где после проведения окислительногопериода и скачивания шлака вводятраскислители и шлакообразующие впечь и через 5-10 мин выпускаютрасплав со шлаком в ковш, В ковш перед выпуском присажнвают Ферросилиций, алюминий и марганец для.,окончательного раскислення и легирования,После выпуска металл иэ первого ковша переливают во второй с цельюдесульФурации металла шлаком и равномерного распределения химическихэлементов в расплаве. Такой способвыплавки позволяет обеспечить высокую производительность печи, получить заданный химический состав стали и гарантировать ультранизкое(до 0,001) содержание серы 10Однако наличие в способе выплавкиперелива из ковша в ковш связанос дополнительным насицением металлаазотом, повышенным угаром алюминия,увеличением загрязненности стали неметаллическими включениями.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эФФекту кпредлагаемому является способ выплавки стали, по которому для сниженияугара алюминия легирование алюмнни"ем проводят под вакуумом. По этомуспособу в ковш перед выпуском прнсаживают Ферросилиций, ферросиликокальций и алюминий с целью раскислениаи введения кремния, затем сталь переливают в другой ковш и вакуумируют, После вакуумной дегазации в И сталь вводят алюминий, РЭМ (резкоземельные элементы) и проводят повторно вакуумную дегазацню 2 .Недостаток способа заключается втом, что нри переливе иэ ковша в 20 ковш, наблюдается повышение содержания азота в расплаве при переливе идополнительное окисление металлакислородом воздуха. Кроме того, вакуумная обработка металла в два приема, до присадки алюминия и после,затягивает плавку, требует дополнительного перегрева металла в печи,что, в свою очередь, вызывает новышенный угар легнрующих элементови раскислителей.Цель изобретения - снижение угара алюминия, повышение качества стали за счет снижения загрязненностиее неметаллическими включениями.Поставленная цель достигаетсятем, что перед выпуском металла изпечи в ковш присаживают ферросилиций,марганец и 10-30 всего расходуемогоалюминия, выпускают металл из печив ковш, который устанавливают затемв вакуумной камере, присаживают нашлак в ковш остальное количествоалюминия и начинают вакуумировать,продувкуаргоном для перемешиваниярасплава в ковше начинают при давлении в вакуумной камере 200-500 ммрт, ст, выдерживают металл при этомдавлении в течение 20-50 всего времени обработки в вакуумной камереи заканчивают при давлении не более10 мм ртз. ст. после расхода 0,030,06 нм аргона на каждый килограммвведенного алюминия в ковш передвакуумированием, причем в процессепродувки аргоном интенсивность продувки увеличивают с 0,005-0,01 до0,02-0,05 нм /т мин по мере снижения давления в вакуумной камере.Способ опробован при выплавкеэлектро-технической стали, легированной 1-3 кремния и 0,2-04 алюминия. На основании проведенных плавок установлено снижение соцержанияазота в стали и уровня загрязненности неметаллическими включениями,увеличение усвоения алюминия, Наиболее высокое усвоение алюминияосуществляется при вводе всего алюминия на шлак в ковш непосредственно перед вакуумированием. Однакоприэтом отсутствует эффект десульФурации при обработке металла шлакомпри выпуске из печи, т-. в ,к как гляуспешной десульфурации необходимоиметь в металле не менее 0,05 растворенногс алюминия. Поэто.лу с целью увеличения содержания серыв готовом металле менее 0,008 установлена необходимость прис;:,цкиалюминия в ковш перед выпус,ом изпечи в количестве 10-30 от всегоприсаживаемого в ковш алюминия,Этот прием обеспечивает снижениесодержания серы в расплаве до 0,0100,012. Дальнейшая обработка металла шлаком под вакуумом снижает содержание серы до 0,006-0,008,Иегирование металла алюминием ввакууме через шлак приводит к увеличению его вязкости. Поэтому водород, резко выделяющийся из шлака иметалла при снижении остаточного давления в вакуумной камере, вызываетвспенивание шлака и выброс последнего из ковша. Продувка расплавааргоном усугубляет это явление. Опытными плавками установлено, что вспенивание и, выброс шлака может бытьустравен, если продувку аргоном на-. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 чинать при остаточном давлении в пределах 200-500 мм рт,ст. и проводить обработку металла при этом давлении в течение 20-50 всего времени обработки.в.вакуумной камере, т.е, в течение 4-8 мин, Обработка менее 4 мин при указанном выше давлении не позволяет удалить водород до "безопасной", с точки зрения вспенивания шлака, его кондентрации, обработка больше 8 мин нежелательна, так как лишь затягивает процесс рафинирования. Ввод аргона при давлении более 500 мм рт.ст. приводит лишь к дополнительному расходу аргона, так удаление водорода происходит не эффективно. При продувке аргоном при давлении ниже 200 мм рт, ст, наблюдается вспенивание и выброс шла-. ка. Вакуумную обработку заканчивают при давлении 3-8 мм рт.ст., так как это давление обеспечивает достаточно полное удаление водорода и высокое усвоение алюминия.При продувке аргоном с интенсивностью более 0,005-0,01 нм /т.мина т даже при давлении в пределах 200- 500 мм рт. ст. не исключено вспенивание и выброс шлака. Поэтому интенсивность продувки увеличивают до 0,02-0,05 нм /т мин только по мере снижения остаточного давления в вакуумной камере, Интенсивность продувки ниже 0,02 нм 3/м мин не позволяет провести десульфурацию металла из-за недостаточного перемешивания металла и шлака. Интенсивност продувки в пределах 0,02-0,05 нм/- мин обеспечивает эффективное перемешивание раоплава ь ковше, а гальнейшее ее увеличение приводи к дополнительному расходу аргона, излишним тепловым потерям и выбросами металла из ковша. Расход аргона в количестве 0,03-0,06 нм на 1 кг введенного алюминия достаточен для равномерного распределения алюминия по всему объему металла. Расход больший, чем 0,06 нм аргона приводит к затягиванию процесса вакуумной обработки и потере температуры металла ниже допустимого, ри расходе менее 0,03 нм 3 аргона распределение алюминия в объеме расплава недостаточно равномерно. Способ осуществляют при выплавке динамной стали в 100- тонной дуговой печи.П р и м е р . Шихта состоит из 15 кг чугуна, 60 т обрези блюминга, 45 т обрези листопрокатного цЕха. После расплавления шихты проводят окислительную продувку ванны кислородом с интенсивностью 2000 нм/ч в течение 18 мин. К моменту скачи- ванин окислительного шлака металл содержит, : 0,022 углерода, 0,12 марганца, 0,008 Фосфора, 0,026 серы, 0,05 хрома, 0,08 никеля. После скачивания окислительного шлака ванну829684 формула изобретения Составитель А. ЩербаковТехредж. Кастелевич Корректор Н. Швыдкая Редактор А. Долинич Заказ 3442/57 Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,раскисляют присадкой 200 кг алюминия и 550 кг 65-ного ферросилиция,присаживают 2500 кг извести и 500 кгплавикового шпата, включают печьна 3 мин н выпускают плавку из печи в ковш. Перед выпуском в печь присаживают 200 кг алюминия. В ковшенаходится ферросилиций для легирования стали кремнием, марганецметаллический и 200 кг алюминия. Послевыпуска металл содержит 0,013 серы.После замера температуры ковш с металлом устанавливают в вакуумнуюкамеру. Из коробки на шлак присаживают 500 кг алюминия, накрывают камеру крышкой и включают пароэжекторный насос, 15По достижении давления 350 ммрт.ст. начинают продувку металлааргоном через. пористую Фурму, .установленную в днише ковша, с интенсивностью 0,007 нм /термин (7 нм/тх 20мин) и в течение 5 минут обрабатывали расплав в этом режиме.Давление в камере поддерживают науровне 350 мм рт.ст. регулировкойрежима работы пароэжекторного насоса. Далее остаточное давление понижают до 5 мм рт.ст. Увеличиваютинтенсивность продувки аргоном до0,03 нм/т мин, и продолжают вакуумирование. Обработку заканчивают после расходования 20 нм аргона, т,е. ЗО3после расхода 0,04 нм аргона на31 кг алюминия, введенного в ковшнепосредственно перед вакуумированием (20 нм : 500 кг - ; 0,04 нм кг).ЭГотовый металл содержит, : 0,025 35углерода, 0,35 марганца, 0,95 кремния, 0,008 серы, 0,008 фосФора,0008 азота, 0,003 кислорода, 0,28алюминия.Таким образом, предложенный способ позволяет снизить содержание азота с 0,012 до 0,008 за счетисключения перелива, снизить расход алюминия на 3 кг/т, уменьшитьзагрязненность металла неметаллыческими включениями с 0,065 до0,041 об,. Способ выплавки стали, Включаварйвыплавку полупродукта в печи, выпуск расплава иэ печи и легирование его р ковше., в том числе алюминием, с вакуумировангзм и щюдувкой расплава аргоном, о т л й ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества стали и снижения угара алюминия, 10-30 всего алюминия, нрисаживаемого в ковш, дают на дно ковша перед выпуском металла иэ печи, а остальное количество присаживают на шлак в ковш перед вакуумированием, при этом продувку аргоном начинают при давлении в вакуумной камере 200- 500 мм рт.ст. выдерживают металл при этом давлении в течение 20-50 всего времени вакуумирования и заканчивают обработку при давлении не более 10 фм рт.ст. после расхода 0,03-0,06 нм аргона на каждый килограмм введенного алюминия в ковш перед вакуумированием, причем в процессе продувки аргоном интенсивность продувки увеличивают с 0,005-0,01 до 0,02-0,05 нмЗ/т мин по мере снижения давления в вакуумной камере,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 597734, кл. С 21 С 7/10, 1978. 2. Патент франции Р 2316334,кл, С 21 С 7/10, опублик. 1977.