Способ выплавки стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ае аи за С 21 С 5/52 1ю ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТВ К АВТОРСИОЬГ ульев,ов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство ССС1 Ф 924116, кл. С 21 С 5/88, 1981.2. Авторское свидетельство СССРУ 495363, кл. С 21 С 5/52, 1974,(54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий загрузку на подину печи окислов металлов, углеродсодержащего ма-; териала, шлакообразующих, металлоЭшихты и расплавление металла, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения производительности . сталеплавильного агрегата, окислы металлов загружают в смеси с карборундом и флюсом, содержащим хлористые соли магния .и/или кальция, в соотношении 1:(0,3-6,5):(О, 10-6,5) .1 11227Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способу выплавки легированных сталей в мартеновских и электродуговых печах.Известен способ выплавки шихтовой заготовки, включающий порционную загрузку стружки и мелкофракционных абразивных отходов легированных сталей и сплавов, флюсующего реагента и раскислителя, расплавление шихты, 1 О последующее раскисление металпа силикоалюминиевым сплавом и доводку расплава по температуре и обеспечивающий более высокую степень усвоения легирующих элементов из металло- абразивных отходов 1,1Однако при этом способе значительна продолжительность периодов плавления и рафинирования вследствие низкой скорости растворения углеродсо держащего материала (кокса) в жидком металле и повышенного содержания вредных примесей (в частности, серы), переходящих в металл из карбюризатора. Кроме того, присутствие в металле включений глинозема, образующихся в стали при ее раскислении силикоалюминиевым сплавом, делает невозможным применение данного способадля выплавки высококачест-3 О венной стали.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ выплавки стали, включающий загрузку35 на подину печи окислов металлов, углеродсодержащего материала, шлака" образующих, металлошихты и расплавление металла 21. Недостатками известного способа . 4 О являются значительная продолжительность плавки вследствие длительности процессов шлакообразования, растворения углеродсодержащего материала и восстановления окислов металлов, а так же низкая степень рафинирования металла от вредных примесей (водоро" да, серы) в период плавления.Цель изобретения - повышение производительности сталеплавнльного агрегата.Поставленная цель достигается тем, что при способе выплавки стали, включающем загрузку на подину печи окислов металлов, углеродсодержащего 55 материала, шлакообразующих, металло- шихты и расплавление металла, окислы металлов загружают в смеси с 07 2 карборундом и Флюсом, содержащим хлористые соли магния и/или кальция, в соотношении 1:(0,3-6,5):(0,10-6,5).Введение в завалку лечи смеси окислов и карборунда, являющегося комплексным восстановителем, позволяет восстанавливать практически любые элементы из их окислов (например, вольфрам, ниобий, ванадий, молибден, хром, титан и др,). Кроме того, избыток карборунда, вводимого в завалку, обеспечивает протекание следующих реакций:шРе,+п 81 С=п 811 шРе+п СД; (1)ЗРеО+81 С=810 +ЗРе+СО; (2)Ре 81+2 РеО - ф 810, +ЗРе (3)Реакции (1)-(3) сопровождаются экзотермическим эффектом, что способствует более быстрому нагреву металла и уменьшает продолжительность периода плавления. Кроме того, реакция (1) способствует науглероживанию металла, что снижает расход чугуна, а по реакциям (2)-(3) происходит восстановление окислов железа, что уменьшает расход стального лома, вводимого в завалку печи.Ввведение в смесь Флюса, содержащего хлористые соли магния и/или кальция, обеспечивает быстрое растворение карборунда в жидком металле, его науглероживание и протекание реакций восстановления, так как элементы-акцепторы валентных электронов, к которым относится хлор, увеличивают растворимость углерода в железоуглеродистом расплаве. Кроме того, присутствие в смеси СаС 1, уве" личивает скорость разложения вводимого в завалку известняка (при выплавке стали в печах с основнойфутеровкой), что способствует быстрому Формированию высокоактивногогомогенного шлака. Продукты диссоциации МяС 1, и СаС 1, реагируют с растворенными в металле серой и водородом, образуя соединения Мя 8, Са 8и НС 1, удаляемые из расплава, чтоспособствует более полному рафинированию стали от вредных примесей, атакже приводит к сокращению продолжительности плавки и повьппению качества металла,Уменьшение в соотношении содержания карборунда менее .0,3 не позволя, ет использовать его как науглероживатель, а также уменьшает усвоение легирующих элементов при восстанов3 11лении из окислов. Увеличение в соот-ношении карборунда свыше 6,5 приводит к значительному науглероживаниюметалла, повышению по углероду(Ь С),в результате чего возрастает продолжительность плавки,Уменьшение в соотношении флюсаменее 0,10 приводит к уменьшениюскорости растворения последнего вжидком металле, а также к ухудшениюусловий рафинирования расплава отвредных примесей. Увеличение в соотношении флюса более 6,5 не приводитк повышению скорости растворениякарборунда в жидком металле, Однакопри этом увеличивается расход шлакообразующих,Введение в печь смеси окисловметаллов, карборунда и флюса, нагретой до температуры плавления последнего, обеспечивает тесное соприкосновение компонентов смеси, что способствует более быстрому протеканиюреакций восстановления окислови процессов рафинирования металла,Способ осуществляется следующимобразом,На подину печи загружаются окислыметаллов в смеси с карборундоми флюсом, содержащим хлористыесоли магния и/или кальция, в соотношении 1:(0,3-6,5):(0,1-6,5), затем осуществляется загрузка шлакообразующих и металлошихты. Послеэтого металл расплавляется, доводится до заданного химического состава и температуры и выпускается вковш.Бып проведен ряд лабораторныхплавок, позволяющих определить оптимальные соотношения между окислами,карборундом и флюсом. Плавки проводились в печи емкостью 10 кг с футеровкой, выполненной из плавленногоэлектрокорунда.Результаты плавок даны в таблице.П р и м е р 1. Данным способомвыплавляют сталь марки 38 ХНЗМФА схимическим составом по ГОСТ 4543-71.Выплавку производят дуплекс-процес,сом в основной и кислой мартеновскихпечах емкостью 100 т. При выплавкешихтовой заготовки производят легирование молибденом. Для этого в за-, 22707 4 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 валку печи вводят трехокись молибдена (ИоО), карборунд и хлористый кальций в количестве. 6, 6 и 3 кг/т соответственно. Затем заваливают известняк и металлошихту, после чего металл расплавляют, рафинируют. от серы и фосфора, доводят содержание углерода до 0,9-1, 1 , выпускают металл в ковш и переливают в кислую мартеновскую печь.Содержание молибдена по расплавлению в основной печи составляет 0,38(усвоение 98 ), экономия чугуна и стального лома 12,0 и 5,5 кг/т соответственно, степень удаления серы и водорода 62 и 30 соответственно, продолжительность плавки 6,5 ч (вместо 7,5-8,5 ч по известной технологии). Кроме того, на опытных плавках наблюдается более высокая скорость удаления фосфора по сравнению с обычными плавками.Во время перелива шихтовой заготовки в кислую печь присаживают закись никеля в количестве 22 кг/т,карборунд 5,2 кг/т и хлористый магний 3,0 кг/т. После этого производят доводку металла до заданного химического состава и температуры, выпускают в ковш и разливают в изложиицы.П р и м е р 2. Выплавка жидкого полупродукта осуществляется аналогично примеру 1. Во время перелива заготовки в кислую печь заваливают металлоабраэивные отходы (РеО 20- ЗОХ, 81 С 35-50 , остальное окислы Сг, Ыо, 7, И) в количестве 10 кг/т и пРиРодный бишофит (ИдС 1 95-97 Х, СаС 1 0,9-1,8 Ж, остальное КС 1 и ИВт ) Железную руду при этом не присаживают.Общая продолжительность плавки дуплекс-процессом 9,0 ч (вместо 11,0 ч по известной технологии), экономия шихтовых материалов, кг/т: чугун 12,0, стальной скрап 7,8,железная руда 2,5Ожидаемый экономический эффект от использования данного способа выплавки стали складывается из экономии шихтовых материалов и повышения производительности печей и со" ставит 29 руб/т.1122707 Соотношение компонентов смеси УсвоеРасход ОЬ 0 81 С Флюс СтальЧугунаногоскрапа 53 21 3-10 .55 26 3-00 5,2 2,7 З,О Предлагаемый 3,0 6,0 3,0 1 3,4 3,3 98 41,6 22,0 70 33 2-30 1 6,5 6,5 98 104,0 54,2 75 45 2-40 3,0 3,0 1 7,0 7,0 98 120,0 65,6 77 48 2-50 50 20 3-20 60 Извест"ный1 Составитель А.ПруссТехредй.Гергель.4 в Редактор И.Николайчук Корректор Н.Король Заказ 8102/24 Тираж 539 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способвыплавкистали 3 0 3,0 ние, НЬ % 0,80 0,05 571 0,30 О, 10 70 Снижение расхода шихто"вых материалов, кг/г Степень удаления вредных примесей, % Прополжитель" ность плавки ч-мин