Способ выплавки низкоуглеродистой стали в печи с кислой футеровкой

(51) С 21 С 5/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ ЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУче рщ(56) 1. Трубин К.Г. и Ойкс Г.Н. Металлургия стали. М., ффМеталлургияф 1970, с. 162-180, 289-292.2. Явойский В.И. Теория про производства стали. М., Металл издат, 1963, с;.599-646.3. Авторское свидетельство 9 80854 1, кл. С 21 С 5/52, 12.02.79.4. Гузенков А.И, и др. Современные проблемы создания высококачественных сталей и уменьшение отходов в черной металлургии. Тезисы докл. Всесоюзннаучи-техн, конф. М., МИСИС, 1981, ч. 2, с. 209-210. цессовург"СССР(54) (57) 1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИЭКОУГЛЕРОДИСТОИ СТАЛИ В ПЕЧИ С КИСЛОИФУТЕРОВКОИ, включающий расплавлениешихты,. кипение и рафинирование металла с перегревом расплава на 100200 С выше температуры его плавленияо т л и ч а ю щ ий с я тем, что,ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ С с целью повышения качества выплавляемого металла н стойкости футеровки печи, в период кипения расплав последовательно обрабатывают карбоната" ми щелочных металлов и смесью порошков хемогенной шунгитовой породы и марганца, вводимой в металл в струе кислорода или сжатого воздуха.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что карбонаты щелоч" ных металлов вводят в расплав в количестве 2-12 от веса печного шлака за одну продувку,3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что карбонаты щелочных металлов вводятв расплав в виде поташа и безводной кальцинн-рованной соды, взятых в соотношении (30-33):(67-70) соответственно.4. Способ по п. 1, о т л и ч а- Ъф ю щ и й с я тем, что смесь хемоген- С ной шунгитовой породы и марганца вводят в расплав после достижения Ф заданного содержания углерода в нем в соотношении (50-60):(40-50) соот" ветственно при расходе шуигитового порошка 4,5-20,5 кг/т стали, 1036752Изобретение относится к черной . зталлургии и может быть использовано при выплавке ниэкоуглеродистой стали в печах с кислой футеровкой.Известен способ выплавки низко" углеродистой стали н печи с кислой 5 футеровкой,включающий загрузку шихты, расплавление, доводку и обеспечивающий восстановление кремния в пределах 0,14-0,18 (способ выплавки с частичным восстановлением кремния) и не менее 0,18 (способ выплавки стали с полным носстанонлением ;кремния или пассивный процесс) ( 1 ( и (2 ).Недостатками способа выплавкистали с частичным восстановлениемкремния являются высокая степень эа"грязненностн металла неметаллически"ми включениями, пониженные механические свойства изделий из него и ихвысокий брак,Недостатком способа выплавки стали с полным носстанонлением кремнияявляется невозможность получения спомощью него ниэкоуглеродистой стали(с содержанием углерода менее 0,25),так как после достижения указанногопредела содержания углерода восстановленный кремний начинает интенсивно окисляться, загрязняя металл мелкодисперсными включениями кремнеземистого стекла.30Известен способ выпланки стали впечах с кислой Футеровкой, включающий раскисление в печи ферротитаномс последующим восстановительным периодом, раскисленне в ковше ферромарганцем и алюминием с целью получения углеродистой легированной ста"ли с содержанием кремния в узком интервале 0,20-0,40 вес. (3,).Наиболее близким к изобретению 4по технической сущности и достигаемому результату является способ ныплавки низкоуглеродистой стали в печахс кислой Футеровкой, нключающийрасплавление шихты, кипение и рафинирование металла с перегревом расп"лава на 100-200 С выше температуры. его плавления, периодические присадки железной и марганцевой руд и иэ"вестняки, раскисление селякомарганцем и Ферросилицием по достижениизаданного содержания углерода (4 ).Недостатки иэнестного способавысокий расход кремнесодержащих ферроспланон, низкая стойкость футеров"ки иэ-за повышенных присадок руды иизвестняка, взаимодействующих с нею,воэможность загрязнения металла зкзогенными неметаллическими включениямипри разрушении нанарки откосов кислой печи, бОЦелью изобретения является повышение качества выплавляемого металлаи стойкости Футеровки печиУкаэанная цель достигается тем,что согласно способу, включающему 65 расплавление шихты, кипение и рафинирование металва с перегревом распла"ва на 100"200 С выше температуры егоплавления, и период кипения распланпоследовательно обрабатывают карбонатами щелочных металлов и смесьюпорошков хемогенной шунгитовой породы и марганца, вводимой н металлв струе кислорода или сжатого воздуха,Карбонаты щелочных металлов вводятв расплав в количестве 2-12 от весапечного шлака эа одну продувку.Карбонаты щелочных металлов вводят н расплав н виде поташа и без(водной кальцинированной соды, взятыхв соотношении (30-33):(67-70) соответственно.Смесь хемогенной щунгитовой поро"ды и марганца вводят в расплав последостижения заданного содержания углерода в нем н соотношении (50-60):(40-50) соответственно при расходешунгитового порошка 4,5-.20,5 кг/тсталя.Ввод карбонатов щелочных металлов,разлагающихся в жидком металле пореакцииМеСО - ъ МеО + СО 2 Фобеспечивает разжижение вязкого кислого шлака ассимилируемыми им окислами, что способствует увеличению массопереноаа кислорода через него и интенсифицирует процесс окисления углерода.Выделяющийся при диссоциации карбонатон углекислый газ также способствует окислению углерода по реакцииС + СО 2 - +2 СОФКроме того, отсутствует взаимодействие окислов щелочных металлов с футеровкой кислой печи, что благоприятно сказывается на ее стойкости.Введение их в расплан менее 2 от веса печного шлака не оказывает значительного влияния на вязкость шлака и процесс окисления углерода.Увеличение расхода карбонатон щелочных металлов свыше 12 от веса печного шлака приводит к сильному его разжижению, резкому увеличению скорости окисления углерода, что может привести к выбросам металла ин печи, а также к повышенному износу ее Футеровки.Совместное введение в шлак окисей калия и натрия, которые образуются при диссоциации поташа и безнодной кальцинированной соды, взятых н соотношении 1:2, сильнее влияет на свойства шлака, чем введение равного количества каждого из укаэанных компонентовн отдельности. Положительное влияние совместного введения.ч-мин С Мп Я 1. Я Р Вязкость шлака, мм Сг 01 Сц 00-00 0,76 0,19 0,017 0,015 0,29 270 00-30 0,65 0,21 0,01 0,018 О,015 0,30 3,60 0,09 00-40 Продувка: ЯаСО + К СО = 300 кг3 01-00 0,39 0,12 0,02 0,016 0,015 0,25 3,6001-30 0,31 .0,12 0,05 0,016 0,015 0,27 190 Продувка: йаСОЗ + К СОЗ = 180 кг 01-40 02-00 0,20 0,10 0,06 0,014 0,015 0,25 100 02-05 Продувка: шунгит + Ип = 980 кг Ъ02-10 ФМп 75-880 кг окисей калия и натрия на свойства стекол, к которым близок кислый шлак, йазывают эффектом двух щелочейф.,Ввод в расплав хемогенной шунгйтовой породы, представляющей собой комплексный материал, содержащий высокодисперсный кремнезем и шунгитовый углерод (50-60 Я 102 и 27-36 С), в количестве 4,5 кг/т стали обеспе. чивает восстановление кремния из расчетов получения его в металле на нижнем пределе марки стали (с учетом степени извлечения кремния 51) .Ввод в расплав шунгита в количестве 20,5 кг/т,стали обеспечивает восстановление кремния на верхнем пределе марки стали.Порошок марганца, вводимый в смеси с порошком шунгита, в струе кис-. лорода или сжатого воздуха, окисляясь, компенсирует тепло в микрообьемах металла, затрачиваемое на рекцию восстановления кремния ЯЮ 2 + 2 С - + Я 1 + 2 СО - 0Уменьшение содержания порошка марганца в смеси менее 40 приводит к .охлаждению. сталеплавильной ванны, что нежелательно, так как последующая разливка холодного металла в изложницу ведет к массовому браку слитков.Увеличение содержания порошка марганца в смеси более 50 приводит к сильному разжижению шлака всплывающими окислами марганца и насыщению стали газами, что после достижения заданного содержания углерода в металле отрицательно сказывается на его качестве.Способ. выплавки стали осуществляют следующим образом.В печи с основной футеровкой выплавляют жидкий полупродукт, который затем выпускают в ковш и переливают в кислую печь. Перед переливом наподину кислой печи заваливают оборотный кислый шлак в количестве 4,56,0 от массы асей металлическойшихты.5 После того, как ванна закипит,производят периодические продувкиметалла карбонатами щелочных метал"лов в количестве 2-12 от веса печного шлака. Карбонаты вводят в ме" (О талл в виде поташа и безводной каль"цинированной соды, взятых в соотно"шенин 1:2.После получения в металле задан"ного содержания углерода производятпродувку его смесью порошков хемогенной шунгитовой породы и марганцав соотношении (50-60):(40-50) соот"ветственно при расходе шунгитовогопорошка 4,5-20,5 кг/т стали в завис 20мости от количества восстановленногкремния в металле. Через 5-15 минпосле ввода смеси производят раскис-,ление металла ферромарганцем и дальнейшее легирование. Металл выпускается с перегревом 100-200 еС над темпе" .25 ратурой плавления марки стали.П р и м е р. Предлагаемым способомвыплавляли сталь марки 20 Х 2 Н 4 А схимическим составом.по ГОСТ 4543-71:С Мп Я 1 ЯР Сг 01 Сц 300,16 0,30 Ор 17 С 1 у 25 3,25 40,22 0,600,37 0,025 1,65 365 0,30В основной мартеновской печивыплавлен жидкий полупродукт следую щего химического состава, :С Мп ЯР Сг Я 3.0,82 0,40 0,017 0,015 0,28 3,25Никель был отдан в завалку основной мартеновской печи из расчета 4 р получения его в пределах заданногохимического состава.Ход плавки в кислой мартеновскойпечи приводится ниже.103675202-13 ФХ 0,25-1600 кг 02-45 Выпуск 8 Р Сг Ы Сц Окончательныйсостав 0,18 0,50 0,25 0,014 0,015 1,48 3,60 0,08 Из стали опытной плавки аалято 25 слитков массой 3,7 и 5,2 т.В табл, 1 приведены результаты исследований влияния технологии. выплавки стали 20 Х 2 НЧА на механические свойства иэделий иэ неера в табл.2 расход кремнесодержаших Ферросплавов в пере чете на Ферросилиций марки ФС 2,5 и расход огнеупорных материаловдля наварки подины печй. таблицаСпособ ба 6бкг/мм кг 7 мм обра Меха еские свойства продо г о 5 , 0 0 мь 1 й 87,0ческие сво85,0 78,0 2тва танген74,0 1 5,0 азцов льных63,0 12,0,0 21,0 67,0 редлагае абл асход Расход Ферматерна- сплавов к ов,кг/т сталитали Способ т эвестны редлагаемый 15 00,Составитель Ю. АникТехред И,Метелевае Ф Еорре Редактор Н. Джуган Демчик Тираж 568 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 акаэ 5942/25 П 1 Патен Ужгород, ул. Проектна илиал Иэвестный ПредлагаеМехан Известный как видно из табл. 1 и 2 использование предлагаемого способа Выплавки стали обеспечивает высокое еекачество, снижение расхода кремнесодержащих Ферросплавов и огнеупорных 15 материалов. Кроме тогор по ходу опыт"ных плавок наблвдалссь некотороеснижение содержания серы в металлев результате взаимодействия окисловщелочных металлов с серой.