Способ предварительного раскисления стали

Союз Советскиа Социалистическии РеспубликОп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ нц 863659(22) Заявлено 2101 ЯО (21) 2872623/22-02с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 150981 Бюллетень йВ 34Дата опубликования описания 15,0981 Государственный комитет ССС Р но дедам изобретений и открытий(53) УДК 669.18. . 27 (088. 8) Г,Б. Ширер, В.К. Комельков, В.А. С аутИн, Б,СПетров,Ю.Е. Зырянов, Ь.М. Катаев, В.М. Бу елев",Ю.ф;.,;Комов,:С.С. Морозов и В.В. ДанилинлЦентральный ордена Трудового Краси го Знамени .:научно-исследовательский институт черной чиеваятцрд 1 иим. И.П. Бардина(54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ Изобретение относится к черной .металлургии, конкретно к выплавке сталей, в особенности для последующих рафинирующих переплавов.Известен способ раскислейия стали в восстановительный период электро- плавки вдуванием в металл порошка алюминия в токе аргона или азота (.11При вдувании порошка алюминия продукты взаимодействия алюминия с кис-. 10 лородом образуются в глубине стальной ванны и, хотя поток несущего газа способствует некоторому выносу не- математических включений на поверхность стальной ванны, все же сущест венная их часть остается в металле. Кроме того, способ вдувания в металл алюминия в струе несущего газа требует сооружения специальной установки, наличия нейтрального газа и зна чительных затрат как на ее сооружение, так и на эксплуатацию. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому эффекту является способ плавки с глубинным раскисленнем металла алюминием в начале восстановительного периода, причем алюминием, присаживаемым в металлическую ванну в ви де прикрепленных к штангам чушек металлического алюминия 21Недостатком этого способа является образование продуктов взаимодействия алюминия с кислородом, содержащимся в стали, в глубинных слоях металла, что приводит к загрязнению стали окисными неметаллическими включениями, а также тяжелый ручной труд по присадке в глубь стальной ванны чушек алюминия, стремящихся всплыть на поверхность металла иэ-за большой разницы в удельных весах стали и алюминия.Цель изобретечия - снижение в стали содержания кислорода и окисных не- металлических включений.Поставленная цель достигается тем, . что алюминий присаживают в отключен" ную печь на поверхность стальной ванны по всей ее.площади в количестве 0,05-0,25% от веса стали совместно с флюоритсодержащим материалом в соотношении соответственно 1:(3-4,5),затем вводят в печь углеродсодержащий материал 0,02-0,10 от веса стали, после чего печь включают.При этом процесс предварительного раскисления стали с аЛюминием протекает главным образом в поверхностномслое ванны, а нижележащие слои металла не загрязняются окисными неметаллическими включениями. Кислород, как поверхностно-активный элемент,поступает в верхние слои стали и реагирует здесь с алюминием, Образующаяся окись алюминия ассимилируется флюоритсодержащим материалом. Присадка в печь углеродсодержащего материала защищает алюминий от окисления кислородом печной атмосферы.При раскислении конструкционных и подшипниковых сталей в начале восстановительного периода погружением алюминия на штангах в металл расход его колеблется от 0,03 до 0,05 от веса стали, При раскислении алюминием по предлагаемому изобретению полезное использование его в некоторых случаях может быть ниже изза неполного скачивания окисленного шлака и расхода алюминия на дораскисление шлака, а также угара алюминия от окисления кислородом печной атмосферы. Поэтому минимальный расход алюминия принят 0,05, а максимальный - 0,25 от веса стали. Расход алюминия менее 0,05 неэффективен,а более 0,25 неэкономичен.При определении количества флюоритсодержащего материала исходят из образования легкоплавкого шлака системы СаГ -А О, Например, шлаки, состоящие из 60-70 СаГ и 40-30 А 1,10 имеют температуру плавления от 1250 до 1400 С. Для образования таких шлаков количество присаживаемого флюорита должно быть в 1,5-2,3 раза больше количества образующейся в печи окиси алюминия, вес которой примерно в 2 раза больше веса присажен - ного алюминия, Таким образом, соотношение присаженного в печь алюминия и флюоритсодержащего материала должно быть соответственно 1:(3-4,5).При определении количества углеродсодержащего материала исходят из того, что примерно 50 присаженного углерода пойдет на науглероживание стальной ванны. Поэтому для низкоуглеродистых сталей, наиболее склонных к науглероживанию, принят минимальный расход 0,02, а для высокоуглеродистых сталей - максимальный расход 0,10 от веса стали. При этом возможно науглероживание стали от 0,01 до 0,05 вес., исходя из 50-ного усвоения углерода сталью.Таким образом, расход углеродсодержащего материала. менее 0,02 от веса стали неэффективен для защиты алюминия, а более 0,10 недопустим из-за опасности чрезмерного науглероживания металла.Использование изобретения при выплавке качественных легированных сталей в дуговых печах емкостью 10- 50 т позволяет понизить содержание кислорода в стальной ванне в начале восстановительного периода не менее,чем на 50, при этом избежать загрязнения металла продуктами реакции взаимодействия кислорода с алюминием. фЭто обеспечивает, например, снижениесодержания в исходной стали для элек трошлакового переплава окисных неметаллических включений и повышает выход гбдного проката электрошлаковыхслитков ряда марок сталей, в особенности контролируемых на загрязнен О ность неметаллическими включениями.П р и м е р 1. При выплавке в50-тонной дуговой печи методом переплава отходов среднеуглеродистой, качественной конструкционной легирован-ной стали после окончания периодаплавления окисленный шлак удаляют изпечи и в отключенную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади присаживают 0,05 алюминиевой ц стружки от веса сталей, т.е. 25 кг,и измельченный плавиковый .шпат в соотношении соответственно 1:4,5. Ко,личество плавикового шпата 112 кг.Затем по всей поверхности стальнойванны присаживают молотый кокс 0,06от веса стали, т.е. 30 кг. Послеэтого печь включают и проводят восстановительный период. Во время выпуска плавки в ковш производят окончательное раскисление стали алюмини- ЗО ем. В результате в готовой сталисодержание кислорода снижается до0,003 вес,.П р и м е р 2. При выплавке в25-тонной дуговой печи на свежей шихте низкоуглеродистОй качественной конструкционной легированной стали после расплавления шихты и окончанияпериода кипения окисленный шлак удаляют из печи и в отключенную печь присаживают на поверхнОсть стаЛьной ванны по всей ее площади 0,15 порошка алюминия от веса стали, т.е.37 кг, и флюоритовый концентрат в соотношении 1:3,7, т.е. 137 кг, после чего по всей поверхности стальнойванны присаживается молотый кокс 0,02 от веса жидкой стали, т.е.5 кг, затем печь включают в ковш и проводят восстановительный период плавки, После выпуска плавки в ковш, производят окончательное раскисление стали алюминием.В результате в готовой стали содержание кислорода снижается до 0,004 вес а объемный процент окисных неметаллических включений не превышает 0,007.П р и м е р 3. При.выплавке в25-тонной дуговой печи на свежей шихте качественной высокоуглеродистой подшипниковой стали после расплавления шихты и окончания периодакипения окисленный шлак удаляют из печи и в отключенную печь на поверхность стальной ванны по всей ее площади присаживают рубленый чушковый алюминий в количестве 0,25 от веса стали,863659 формула изобретения Составитель А. Щербаков Редактор М.Петрова Техред Л. Пекарь Корректор Е. РошкоЗаказ 7705/40 , Тираж 621 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т.е. 75 кг, и окатыши флюоритовогоконцентрата в соотношении соответст, венно 1:3. Количество окатышей 225 кг.Затем по всей поверхности стальнойванны присаживают молотый кокс .0,10от веса стали, т.е. 25 кг. После этого печь включают и проводят восстановительный период планки, в конце которого производят окончательное расУкисление стали алюминием,В результате в исходной стали содержание кислорода снижается 1 О,с 0,0050 до 0,0035 вес., а после ееэлектрошлаконого переплава выход годного проката по чистоте от окисныхнеметаллических включений возрастает на 15. 15Экономическая эффективность изобретения может быть проиллюстрированапри использовании его для выплавкиисходной подшипниковой стали марокШХ 15 и ШХ 15 СГ для последующего элект Орошлакового переплава.При контроле готового проката.электрошлаковой подшипниковой стали,если загрязненность его окисными неметаллическими включениями выше нормы, допускаемой для металла ЭШП тотакой прокат сдается потребителю какметалл открытой плавки. При этом на. каждой тонне проката металлургическийзавод теряет (из-за разницы в ценахна сталь открытой плавки и электро- ЗОшлаконого переплава) 225-245 р. (взависимости от марки подшипниковойстали и сечения сортопроката). Приобъеме производства электрошлаковойподшипниконой стали 10 тыс. н год и З 5увеличении выхода гоцного проката электрошлаконых слитков на 15 в результате использования изобретенияв процессе выплавки исходного металла 1500 т. стали будет дополнительносдано заказчику по цене за 1 т на225 р. выше. Это составляет доход337 тыс.р. в год. Способ предварительного раскисления стали в электродугоной печи,включающий раскисление.жидкого металла алюминием в начале восстановительного периода после удаления из печи окисленного шлака, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения в стали содержания кислорода и окисных неметаллических включений, алюминий присаживают при отключенной печи на поверхность жидкой ванны по всей ее площади в количестве 0,05- 0,25 от веса стали совместно с флюоритсодержащим материалом в соотношении соответственно 1:(3-4,5), затем вводят в печь углеродсодержащий материал 0,02-0,10 от веса стали, после чего печь включают. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Меджибовский М,Я. и др. Порошкообразные материалы н сталеплавильном производстве. Киев, фТехника",1978, гл. 5,1.2. Поволоцкий Д.Я. Алюминий в конструкционной стали. М., "Металлургия", 1970, с. 170