Способ внепечного рафинирования стали

металла производят порошками, содержащими барий с интенсивностью 0,10,3 кг Ва/(т мин),Обработка металла при пониженных "температурах с периодическим подогревом позволяет устранить перегрев металла в сталеплавильной печи, чтоповышает производительность печи,снижает расход огнеупоров, уменьшаетгазонасыщенность исходного металлаперед обработкой. 10Внепечное же рафинирование стали,особенно с продувкой порошками, неэффективно без восстановительногошлака на поверхности металла.Вакуумирование металла .при пониженных температурах и более низкихсодержаниях газов дает лучший рафинирующий эффект за счет более низких значений равновесных содержанийгазов в металле.РаФинирование при температуре более низкой, чем тро - 40 С, недоапустимо из-за сильного увеличениявязкости стали и высокой вероятностии образования настылей (козлов) наповерхности футеровки ковща. 25Для компенсации тепловых потерьстали в ковше производят подогревсо скоростью 1-2,5 С/мин в период.между вакуумированием и продувкой порошками, 30Скорость охлаждения стали в ковше зависит от емкости и футеровкиКовша, Огыт эксплуатации большегрузных ковшей показывает, .что скоростьохлаждения металла в 100-тонном ковше с шамотной футеровкой составляет0,3 С/мин и с высокоглиноземистойфутеровкой около 1,0 С/мин.В периодкогда аккумуляция тепла футеровкойне закончена, температурные потери 40составляют от 1 С/мин на шамотнойфутеровке до 2,5 С/мин на высокоглиноземистой Скорость поступления кислорода из футеровки в металл или изшлака в металл определяется общим выражением(С,Р-С )При внепечной обработке вакуумом содержание кислорода равновесного с составом металла весьма низкое,оце ниваемое в 10 .Если количество кислорода - Ч Г, то единственной возможностью, при прочих равных условиях (состава футеровки ковша, состава шлака и 55 атмосферы), уменьшить поступление газов, например кислорода, в металл является уменьшение времени нагреваОднако увеличение скорости нагре ва сверх 2,5 С/мин увеличивает скорость эрозии шлакового пояса футеровки ковша за счет усиления физико- химического взаимодействия ее со шлаком. 65 Уменьшение скорости нагрева ниже1 С/мин увеличивает чрезмерно продоложительность (7,) этой операции, приэтом количество кислорода и другихгазов, поступающих из футеровки ишлака в металл, также сильно возрастает.В период подогрева металла передразливкой допускают увеличение скорости нагрева сверх 2,5 С/мин, В этотопериод рафинирующая обработка закончена, Сохранение низкой жидкотекучести шлака не играет роли. Напротив,его некоторое загущение даже желательно, что и происходит при увеличении поступления окиси магния из шлакового пояса при повышенной скорости нагрева выше 2,5 С/мин.Повышение скорости нагрева сверх5 С/мин нежелательно из-за условийнизкой стойкости ковша и резкого увеличения расхода огнеупоров.Для снижения скорости (количества) поступающих газов из шлака и газовой фазы продувку и нагрев необходимо производить только в инертнойатмосфере под давлением 1,0-1,05 атмдля исключения подсоса воздуха,Для увеличения эффекта очищениястали от кислородных неметаллическихвключений при одновременной глубокойдесульфурации рекомендуется применять барий, в количестве 0,10,3 кг/(т мин) в зависимости от уровня проходимой десульфурации. Крометого, имеет значение количество бария, введенного в металл, Оптимальноеколичество бария, вводимого в сталь,определяемое загрязненностью ее включениями, находится в пределах 0,10,3 кг Ва/т мин.П р и м е р 1. Сталь марки ШХ 15выплавляют в 100-т дуговой печи насвежей шихте.После расплавления, окисленияфосфора и углерода и скачивания окислительного шлака в металл присаживают Ферросилиций на 0,1 и на поверхностьего шлакообразующие:известь (26 кг/т),плавиковый шпат ( 5 кг/т), шамот ( 5 кг/т)После проплавления в ,порошки-раскислители шлака: ферросилиций (3 кг/т),кокс (2 кг/т), алюминий (0,8 кг/т).При температуре 1590 ОС металл выпускают в ковш, футерованный высокоглиноземистым кирпичем вместе со шлаком состава, Ъ: СаО 50, 50 15,М 90 10, СаР 10, Ее 0 0,4,При температуре, не превышающейверхнего предела температуры разливки стали ШХ 15, равной 1570 С, металлвакуумируют,корректируют химсоставпо Сг, Мп, 5 и С, раскисляют.алюминием.После вакуумирования в течение20 мин металл подогревают в ковше соскоростью 1,0 С/мин,По достижении температуры 1560 Сметалл через погружную фурму продува954437 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 6369/22 Тираж 587 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 ют порошком алюмобария марки ВАв струе аргона с интенсивностью 0,1 кг Ва/(т мин) в течение 18 мин при давлении под крышкой 1,05 атм.Затем ковш с металлом подают снова на стенд для подогрева, где металл подогревают в атмосфере аргона со скоростью 2,6 С/мин до нижнего пределаотемпературы разливки равной 1540 С. После чего металл разливают.П р и м е р 2. Подшипниковую или 10 конструкционную сталь в 100-т печи, . выплавляют также, как и в примере 1, однако перед присадкой ферросилиция на 0,1 51 и наводкой восстановительного шлака в металл в печи присажива ют на нижний предел феррохром и ферромарганец.Вакуумирование начинают при темпеРатУРе Ер - 40 С = 1570-40 = 1530 С, После вакуумной обработки металла с коррекцией химсостава и раскислением алюминием металл подогревают в ковше в инертной атмосфере при давлении 1,05 атм со скоростью 2,5 С/мин. По достижении 1540 С металл продувают порошком алюмобария БАс интенсивностью 0,3 кг Ва/(т мин) в течение 6 мин под давлением 1,0 атм. Затем ковш подогревают в атмосфере аргона при давлении 1,0 атм до температуры разливки 1530 С со скоростью 5 С/мин и разливают в защитной струе аргона(в инертной атмосфере).П р и м е р 3. Подшипниковую или конструкционную сталь выплавлут в 100-т дуговой печи (как в примере 1), Вакуумирование металла начинают при температуре 1550 ОС в течение 15 мин металл подогревают со скоростью 2 оС/мин в атмосфере аргона до температуры 1550 С и затем продувают по рошком алюмобария с интенсивностью 0,2 кг. Ва(т мин) при давлении 1,02 атм в течение 9 мин. После чего металл подогревают в атмосфере аргона со скоростью 3. С/мин при давленийо45 1,02 атм до температуры 1530 С и разливают.П р и м е р 4. Подшипниковую или конструкционную смесь выплавляют в 100-т печи также, как и в примере 1, с тем отличием, что в процессе совместного выпуска металла и шлака производят раскисление металла в ковше алюминием в количестве 1,0 кг/т. При 1560 С производят продувку металла порошками алюмобария с интенсивностью 0,2 кг.Ва/(т мин) в течение 9 мин при давлении инертной атмосферы над расплавом 1,02 атм.Затем металл подогревают в атмосфере аргона при давлении 1,0 атмо со скоростью 1,5 С/мин до 1560 С.После чего металл вакуумируют в течение 20 мин с коррекцией химсостава. Затем металл подогревают в атмосфере аргона при давлении 1,05 атм со скоростью 2,5 С/мин до температуры разливки 1530 С и разливают в инертной атмосфере.Таким образом, способ применим для производства высококачественной стали с низким содержанием газов, серы и неметаллических включений. Например, путем внепечной обработки подшипниковой стали можно снизить содержание неметаллических включений более чем в 1,5-2 раза, повысить долговечность подшипников з 2-2,5 раза, Кроме того, за счет выноса операций восстановительного характера и подогрева вФ ковш возможно увеличение производительности дуговой печи на 10-20. 1. Способ внепечного рафинированиястали, включающий обработку металлав ковше восстановительными шлаками,продувку порошками, содержащими щелочноземельные элементы, в струеинертного газа через погружную фурму,.вакуумирование вне ковша порционнымили циркуляционным способом, о т л ич а ю.щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества стали и сниженияпотерь производства, вакуумированиеи продувку порошками производят в интервале температур СроЗл С(проел40 С), при этом продувку. порошками производят в инертной атмосферепод давлением 1-1,05 атм, а междустадиями вакуумирования, продувкипорошками и перед разливкой металлподогревают в ковше в инертной атмосфере под давлением 1-1,05 атм.2, Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что подогрев металламежду стадиями вакуумирования ипродувки порошками производят соскоростью 1-2,5 С/мин, а перед раз-.ливкой - со скоростью 2,6-5,0 С/мин.о3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что продувкуметалла производят порошками, содержащими барий, с интенсивностью0,1-0,3 кг Ва/т мин,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Р 1 сЬе Каг 1-Не 1 пг. Ргос 3 гд1 пегп. - "1 гоп апЙ 5 Сее 1 Сопцгп,С 6 са 9 о 111 1978 Иеса 1 ь Раг 1, 061 о1979 р. 620-625.2, И. Негвапп ц.а. - 5 йаЬ 1 цпд51 ьеп", 1979, 99 М 22, 1221-1227.Ь