Способ выплавки стали

(19) (П) З(51) С 21 С 5/52 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ фФ(ф)д ф .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий расплавление в электродуговой печи стального лома, дефосфораплавиковым шпатом. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина и Орско-Халиловский металлургический комбинат(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 358374, кл. С 21 С 5/52, 1976.2. Авторское свидетельство СССРР 605839, кл. С 21 С 5/52 1976.3. Арзамасцев Е,И. Ровнушкин В.А.,Довгопол В.И. и др. Исследованиеособенностей выплавки конструкционных сталей в 100-тонных дуговыхпечах с применением ванадийсодержащих металлизованных окатышей"Сталь", 1980, 9 11, с. 968-972. цию стали, скачивание окислительного алака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шпаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения продолжительности плавки в дуговой печи, повышения стойкости ее футеровки и увеличения усвоения ванадия сталью, в печь на зеркало металла присаживают перед началом расплавления металлизрванных окатышей известь в количестве 15-25 кг/тИ стали, восстановление ванадия и е железа из печного шлака производят в ковше, причем восстановитель " алюминий в виде гранул загружают С: в ковш порциями в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении 1:(2,3-2,7):(0,33-0,7) при общем расходе смеси 20-26 кг/т стали и продувают сталь нейтральным газом в течение 5-50 мин, начиная продувку одновременно с началом загрузки в ковш смеси алюминия с известью иИзобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к выплавкестали в дуговых электропечах, в томчисле с внепечным рафинированиемметалла в ковше. 5Известен способ получения ванадиевой стали в электродуговых печахс использованием ванадиевых шлаков,заключающийся в том, что шлак вводятв завалку или в период плавления 1 Осовместно с известью и восстановителем в соотношении 1:(0,5-1,5):(0,1 О, 5) 1,Недостатком способа является необходимость использования чистой 15по фосфору металлошихты, так как принеобходимости дефосфорации сталиявместе с окислительным шлаком будут потеряны окислы ванадия.Известен также способ выплавки вацадийсодержащих сталей и легирующие-восстановительная смесь для его осуществления 2) , заключающийся в том, что ванадиевый конвертерный шлак вводят в восстановительный период плавки в сталеплавильный агрегат совместно с восстановителями и легирующими элементами в следующем соотношении (1 кг на 1 т металлозавалки);Ванадиевыйкоцвертерцый 20 30 10-20 шлак Дробленыйферромаргацец или 35 силикомарганец Алюминиевый 5-15 порошок 40 0,1 - 1,0,или крупкаИзвестняк 1-3 или известь недостатком способа является снижение производительности сталепла,вильной печи, связанное с затратой времеци ца расплавление в восстановительный период ванадиевого шлака и восстановление из него окислов ванадия и железа. 50Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ выплавки стали, включающий расплавление в электродуговой печи стального 55 лома, дефосфорацию стали, скачцвание окнслительного шпака, расплавление вацадийсодержащих металлизованцых окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шлаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом. Суть известного способа заключается в том, что сначала проплавляют лом в количестве 70-807 садки, проводят дефосфорацию расплава, удаляют окислительный шлак, после этого расплавляют чистые по фосфору металлизованные окатыши в количестве 20-ЗОБ завалки, наводят восстановительный шлак с расходом извести 20-25 кг/т, раскисляют металл и шлак, в том числе алюминием в количестве 7,5- 1,1 кг/т, в том числе 50-бОЕ в виде порошка. В результате происходит восстановление окислов ванадия из шлака и легирование металла ванадием 3.Недостатком известного способа является уменьшение производительности дуговой печи из-за затраты дополнительного времени на восстановлениеиз шлака, образующегося при расплавлении металлизованных окатышей,окислов железа и ванадия. Степень металлизации окатышей составляет неболее 927, причем весь ванадий находится в окатышах в окисной форме.Недостатком способа является такжеразрушающее воздействие на,основнуюфутеровку дуговой печи железистогошлака пониженной основности, образующегося при расплавлении окатышей,Кроме того, использование для раскислеция шлака порошкообразногоалюминия недостаточно эффективно,в результате чего усвоение ванадиясоставляет не более 94-973,Целью изобретения является уменьшение продолжительности плавки вдуговой печи, повышение стойкостиее Футеровки и увеличение усвоения,ванадия сталью.Поставленная цель достигается тем,что по способу выплавки стали включающему расплавление в электродуговой печи стального лома, дефосфорацию стали, скачивание окислительногошлака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металласо шлаком в ковш, подогрев сталив ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, в печь назеркало металла присаживают перед началом расплавления ванадийсодержащих металлиэованцых окатышей известь1117322 зв количестве 15-25 кг/т стали, восстановление ванадия и железа из печного шлака производят в ковше, причем восстановитель - алюминий в виде гранул загружают в ковш порциями в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении 1:(2,3-2,7):(0,33- 0,7) при общем расходе смеси 20 - 26 кг/т стали и продувают сталь нейтральным газом в течение 5-50 мин, начиная 1 О продувку одновременно с началом загрузки в ковш смеси алюминия с известью и плавиковым шпатом.Введение в печь извести в количестве 15-25 кг/т стали перед началом расплавления окатышей повышает основность образующегося при плавлении окатышей шлака и тем самым умень шает разрушающее воздействие шлака на основную футеровку печи. 20Перенесение операции восстанов- . ления окисленного печног 6 шлака из печи в ковш сокращает время пребывания жидкого металла в печи и увеличивает тем самым ее производитель ность. Современные установки внепечного рафинирования оборудованы устройствами электродугового подогрева стали и шлака и продувки их нейтральным газом, например аргоном, Благодаря этому возможна органиэация процесса полного восстановления окислов ванадия шлака в ковше и увеличение усвоения ванадия сталью. Загрузка алюминия в ковш в смеси 35 с известью и плавиковым шпатом способствует полноте протекания реакции восстановления алюминием окис 1 лов ванадия шлака за счет образования химических соединений типа ЗСаО 40 Х А 120 и 5 СаО ЗА 120, Восстановительный шлак, близкий по составу к этим химическим соединениям, обладает высокой жидкоподвижностью, относительно низкой температурой плавления ( с 500 С), достаточной жидко- подвижностью и хорошей десульфурирующей способностью по отношению к стали.Продувка расплава в ковше нейт ральным газом во время раскисления шлака способствует увеличению зоны взаимодействия раскислительной смесо со шлаком, полноты протекания реакции восстановления ванадия, ско рости и полноты осаждения в сталь из шлака корольков восстановленного сплава ванадия с железом. Благодаря этому увеличивается степень усвоения ванадия сталью.Введение в печь перед проплавлением металлизованных окатышей извести менее 15 кг/т не обеспечивает оптимальной основности печного шлака, а введение извести более 25 кг/т приводит к дополнительному расходу электроэнергии и затягиванию плавки в связи с образованием излишнего количества шлака.Соотношение алюминия и извести менее 1:2,3 не обеспечивает образование химически стойких алюминатов кальция. Соотношение алюминия и извести более 1:2,7 приводит к излишнему увеличению расхода электроэнергии на расплавление раскислительной смеси во время подогрева стали в ковше.Присадка извести с плавиковым шпатом в указанных соотношениях позволяет сформировать известковый шлак с содержанием СаГ 2 в пределах 5-107. Уменьшение содержания СаГ 2 ( 5 Е не позволяет получить достаточно жидко- подвижный 1 длак. В свою очередь, увеличение содержания СаР в шлаке ) 103 неоправданно увеличивает скорость разъединения футеровки плакового пояса ковша и общую стоимость шлакообразующих.Расход раскислительной смеси менее 20 кг/т стали не обеспечивает полного восстановления окислов ванадия из шлака, а расход смеси более 2 б кг/т стали не экономичен, так как вызывает дополнительный расход алюминия.Продолжительность продувки металла нейтральным газом в течение 5-50 мин объясняется,с одной стороны, необходимостью проведения восстановления ванадия и железа из шлака и осаждения корольков металла, а, с другой - проведения десульфурации и дегазации металла. Для тех марок стали, для которых нет необходимости проводить десульфурацию и дегазацию металла время продувки ближе к нижнему пределу указанного интервала. Окончание продувки стали в ковше ранее, чем через 5 мин от начала загрузки в ковш очередной порции смеси алюминия с известью и плавиконым шпатом не обеспечивает полноты осаждения в сталь из шлака корольковсплава восстановленных ванадия и же-леза. Окончание продувки стали вЭаказ 7153/17 Тираж 539 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ковше позже чем через 50 мин не приведет к дальнейшему снижению содержания серы и водорода в металле,а также вызовет дополнительный износфутеровки и снижение температурыстали,Актуальность использования изобретения при производстве конструкционных сталей, легированных ванадиемопределяется возможностьюих выплавки без использования феррованадия при сохранении производительности дуговой печи на уровнеплавок с использованием феррованадияи без ущерба для футеровки печи.П р и м е р 1. В 100"тонной дуговой электропечи выплавляют стальмарки 15 ХФ, содержащую 0,06-0,12 Жванадия, В печи расплавляют 85 тлома, проводят дефосфорацию и необ"ходимое окисление углерода, скачивают окислительный ш ак, загружаютпа поверхность металла известь -2,5 т и в процессе непрерывной загрузки расплавляют 25 т металлизованных окатышей, содержащих около0,47. ванадия (0,77 ЧОу), 8-153закиси железа и 1,5-2,5 Х углерода,после чего сталь доводят до 1600 Сои выпускают со шлаком в ковш. Ковш. передают на установку электроподогрева, На шлак в ковше порциями загружают раскислительную смесь изгранулированного алюминия, известин плавикового шпата в соответствии1:2,3:0,33.Общий расход смеси 2 т.Продувку стали аргоном производятчерез 2 пористые вставки в днище ковша. Продолжительность продувки5 мин. Уменьшение продолжительностиплавки в дуговой печи в сравнениис известным способом составляет 5 23 мин, а извлечение ванадия в стальв сравнении с известным способомувеличивается на 27.П р и м е р 2, Плавку стали марки 10 Хф ведут как в примере 1, нона поверхность металла загружаютизвесть 2 т, в ковш загружают раскислительную смесь иэ алюминия, извести и плавикового шпата в соответствии 1:2,5:0,53 Расход смеси2,3 т, Продолжительность продувкистали аргоном 30 мин, Уменьшение продолжительности плавки в сравнениис известным способом составляет25 мин, а увеличение перехода ванадия.в сталь увеличивается на 25 Х. П р и м е р 3. Плавка проводится как в примере 1, но на зеркалоФ25металла загружают известь - 1 5 тУ Ув ковш загружают раскислительнуюсмесь из алюминия, извести и плавикового шпата в соотношении 1;2,7:0,7.Расход смеси 2,6 т. Продолжитель"ность продувки аргоном 50 мин. УменьЗ 0 шение продолжительности плавки всравнении с известйым способом составляет 27 мин, а увеличение переходаванадия в сталь увеличивается наЗ,ОЖ.35 Экономическая эффективность изобретения определяется сокращениемдлительности плавки в 100-тонной дуговой печи примерно на 25 мий.