Способ продувки металла кислородом

ву еКОКОикокошев .;, . и Н. зобретен 1щ Трудового Красного Зйймщййаучнститут черной металлургииП. Бардина нтральный орденаследовательский(71) Заявител иые ПОСОБ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА О турыеродувки кисло углерод ом рассто азотом труей атм азота в малоув 16% при со Изобретение относится к черной ме чаллургии, конкретнее - к выплавке стали различного назначения в дуговых печа х с использованием газообразного кислорода для окисления примесей.Известен способ продувки жидкого ме талла в дуговой печи окислительным газом, при котороминтенсивность ввода газа по ходу продувки регулируют в зависимости от состава и темпера расплава и скорости окисления угл да 1.Однако данный способ не позволяет получать низких содержаний азота в расплаве, гак как не исключает инжекциа струей окислительного газа атмосферы ,печи, поскольку не предусматривает сокрашения расстояния по ходу обезуглероживания от среза фурмы до поверхности ванны. Изменение интенсивности ввода оккслительного газа не позволяет сократить угар железа и расход кислорода без увеличения длительности продувки, так как при уменьшении интенсивнос ги ввода 2газа снижается степень перемешивания расплава. Поэтому сокращение расхода окислительного газа и, следовательно, угара железа рационально лишь при сохранении нрежней степени перемешиванияеНаиболее бпизким к предлагаемому является способ продувки металла в дуго. вой печи через водоохжокдабмую вертикальнуто фурму. Продувка металла кислородом производится при одном фиксированном положении среза фурмы относительно поверхности ванны - обычно 250 300 мм, и это положение среза фурмы по ходу продувки не меняется 12 ,Однако в процессе щю родом уменьшается содержание а в металле, что при неизменн я нии среза фурмы поверхнос рифф водит к насъвпению расплава зас оседав счет инжекции кислороднойферы печи.Повышение содержаниялеродистых сталях (до 0,03 ММ 7держаниях углерода 0,01-0,05%) непозволяют получать нестареющий по магнитным и механическим свойствам холоднокатаный лист,С другой стороны, неизменное во время 3продувки положение среза фурмы относительно поверхности ванны не позволяетснизить инжекпию атмосферы струей кислорода и сократить расход последнего кконцу продувки, так как при этом сокращается газодинамическое воздействиеструи на металл, уменьшается степеньперемешивания и, следовательно, глубинаобезуглероживания расплава. Сохранитьгазодинамическое воздействие струи нарасплав при уменьшении расхода кислорода возможно, лишь уменьипщ расстояние срез фурми - поверхность расплава.Цель изобретения - сокращение угаражелеза расхода кислорода и насьпценияметалла азотом,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу продувки металлакислородом в дуговой печи через водоохлаждаемую фурму по мере снижениясодержания углерода в расплаве уменьшают отношение расстояния от срезафурмы до поверхности ванны металла кдиаметру выходного сечения кислороднойструи с 12-20 до 0,5-5, а расход кис 30лорода на 1 т металла - с 0,30-0,42до 0,080,20 м /мин.Применение указанных приемов позволяет исключить заметаливание фурмышлакометаллической эмульсией в периодпродувки металла кислородом, посколькуопускание среза фурмы происходит помере уменьшения кипения металла в про-цессе обезуглероживания, При этом заметно сокращается инжекпия азота ваокислородную струю, Появляется возможность сократить расход кислорода дляобезуглероживания металла без увеличения длительности окислительного периода,так как сохраняется газодинамическоевоздействие струи на металл. За счетсокращения расхода кислорода снижаетсяугар железа при продувке.Параметр-отношение расстояния отсреза фурмы до поверхности ванны кдиаметру выходного сечения струи позволяет однозначно определить газодинамическое воздействие струи на ванну металла при различных дигметрай.сопла фурм,расходах и расстояниях от среза фурмыдо поверхности ванны. Такой критерийудобно связывать со временем и содер-жанием углерода в металле по ходу продувки ванны кислородом. 4Исходя из данных опытно-промышленных плавок, устанавливают, что при диаметре выходного сечения струи, равном 20-25 мм, оптимальным уменьшением отношения расстояния от среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечения струи являются величины с 1220 до 0,5-5, что исключает заметаливание фурмы брызгами шлакометаллической эмульсии в начале кипения, в процессе его проведения. Опускание среза фурмы в начале продувки на величину отношения менее 12 приводит к заметаливанию фурмы, а более 20 - к насьпцению металла азотом, Сообразно этому нецелесообразны отношения менее 0,5 и более 5 в конце продувки, Уменьшение расхода газа в началеЪ продувки менее 0,30 м /мин на 1 т металла удлиняет окислительный период, а более 0,42 м /мин - приводит к повыЭ щенному угару железа.Сокращение расхода кислорода в конце продувки до величины менее 0,08 м/мин на 1 т металла прйводит к заметаливанию фурмы, а более 0,20 м/мин - к повышенному угару железа и расходу кислорода.П р и м е р 1. При выплавке стали 20 для трубной заготовки в 100-тонную дуговую печь загружают скрап, чугун, известь (30 кг/т), железорудные материалы (25 кг/т);После расплавления шихты и проведения дефосфорации приступают к продувке металла кислородом. Устанавливают срез фурмы с диаметром выходного сечения струи, равным 20 мм, на расстояние 400 мм от поверхности ванны (при этом отношение расстояния от среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечения струи составляет 400;20=20). Определяют содержание углерода, которое равно 0,6% и подают кислород на фурму с расходом на 1 т, равным 0,42 маймин, При снижении содержания углерода в металле до 0,50, 0,40, 0,35, 0,30, 0,20 и 0,12% срез фурмы ус на 360, 300,200, 100, 80 и 10 мм, а расход кислорода на 1 т металла снижают до 0,40, 0,36, 0,30, 0,26, 0,24, 0,20 м /мин соответственно и заканчивают продувку при последних значениях указанных величинчто соответствует отношению 10: :20=0,5,Угар железа сокращается на 2,1%,расход кислорода на 28%, а насыщениеметалла азотом на 47%.5 9888П р и м е р 2. При выплавке стали 25 Г 2 С в 100-гонных дуговых печах после расплавления шихты приступают к продувке металла кислородом. Устанавливают срез фурмы с диаметром выходного сечения струи, равным 25 мм, на расстояние 300 мм (при этом отношение расстояния от среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечения струи составляет 300:25=12). Опре- М деляют содержание углерода в металле которое равно 0,46%, и подают кислород на фурму с расходом на 1 т, равным 0,36 м/мин. При снижении содержания углерода до 0,40, 0,30, 0,20 и 0,15% уменьшают отношение расстояния от среза фурмы до поверхности ванны к диаметру выходного сечения струи до величины 10, .8, 6 и 5 соответственно, а расход кислорода на 1 т металла до 0,28, 20 0,20, 0,18 и 0,14 м /мин соответствен 3но. При последних указанных величинах заканчивают продувку, Угар железа сокращается на 1,8%, расход кислорода на 34%, а насьпцение металла азотом на 2 з 33%.П р и м е р 3. При выплавке углеродистой стали Ст 5 в 60-тонной дуговой печи после расплавления шихты и проведения дефосфорапии приступают к продув- З ке металла кислородом. Устанавливают срез фурмы с диаметром выходного сечения струи, равным 20 мм, на расстояние 320 мм от поверхности ванны (при этом отношение расстояния от. среза фурмы35 до поверхности ванны к диаметру выходного сечения струи составляет 320:20= 16). Определяют содержание углерода в металле, которое равно 0,20%, и подают кислород на фурму с расходом на 1 т, равным 0,30 мЪмин. При снижении содержания углерода в металле до 0,16, 0,12, 0,05 оуменьшают отношение расстояния от среза фурмы до поверхности 70 бванны к диаметру выходного сечения струи до величины 12,6 и 2,75 соответственно, что соответствует расстоянию от среза фурмы до поверхности ванны 240, 180 и 55 мм соответственно, а расход кислорода на 1 т металла до 0,22, 0,11 и 0,08 м /мин. При последЭних укаэанных величинах заканчивают продувку кислородом. Угар железа сокра шают на 1,05%расход кислорода на 24%, а насьпцение металла азотом на 38,7 .Опробование предлагаемого способа продувки металла кислородом в мошных 100-тонных дуговых печах .показывает, что за счет снижения угара железа (в среднем на 1,65%), расхода кислорода (в среднем на 27%) и насьпцения металла азотом (в среднем на 40%) годовой экономический эффект на 1 т стали составляет 2 руб. 06 коп. формула изобретения 1Способ продувки металла кислородомв дуговой печи через водоохлаждаемуюфурму, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью сокрашения угара железа,расхода кислорода и насыщения металлаазотом, по мере снижения содержанииуглерода в расплаве уменьшают отношение расстояния от среза фурмы до поверхности ванны металла к диаметру выходногосечения кислородной струи с 12-20 до0,5-5, а расход кислорода на 1 т метаж,ла - с 0,30-0,42 до 0,08-0,20 м /мин.Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 248724 й кле С 21 С 5/529 1969 ф2. Михайлов О. А. Производствоэлектростали с применением кислорода.МфМеталлургия, 1964, с. 58.Составитель С, БакумаРедактор Е. Лазуренко Техред Т,.фанта Корректор С. ШекмарЗаказ 10993/34 Тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретейий и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП фНатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4