Способ выплавки хромистой стали с содержанием хрома до 5

(088.8) свидетель С 21 С 5/ Производ ия, 1975, с ческая и И, % 129 -стао СССР 52, 1984.ство ферросплавов 207.нструкция Осколь 7 С - 70 - 85. ИСТОИ ДО 570 метал- алей в анием ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ХРОМ СТАЛИ С СОДЕРЖАНИЕМ ХРОМА (57) Изобретение относится к черно лургии, а именно к производству электродуговых печах с использ Изобретение относится к черной металлургии, к производству сталей, легированных хромом, в электродуговых печах на шихте с использованием металлиэованных окатышей,Цель изобретения - снижение себестоимости стали при сохранении качества.Сущность изобретения состоит в том, что в дуговую печь заваливают загрузочной бадьей необходимое количество стального лома, если требуется также никеля и ферромолибдена, и начинают плавку, После проплавления электродами колодцев в шихте приступают к непрерывной загрузке а печи и плавлению металлизованных железорудокатышей, Цель изобретения - снижение себестоимости стали при сохранении качества, При выплавке хромистой стали с содержанием хрома до 5 ф 4 с использованием желеэорудных окатышей и кислорода при плавлении после скачивания железистого шлака во время продувки кислородом в печь присажиаают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 90-70 кг на 1 т хромовых окатышей при отношении массы окиси хрома в этих окатышах к массе углерода в углеродсодержащем материале 1:(0,3 - 0,7), При плавлении окатышей поддерживают температуру стали в пределах 1650-1800 С. Кремнийсодержащий сплав и известь присаживают на шлакпосле расплавления хромовых окатышей в З количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем материале и к массе извести 1:(0,07-0,15):(0,3 - .0,6), 1 табл. ных окатышеи совместно с известью при использовании кислорода. Возможно проведение плавки на шихте из металлизованных окатышей беэ лома, После проплавления расчетного на плавку количества металлиэованных железорудных окатышей удаляют из печи железистый шлак возможно полно, сливая его через порог рабочего. окна печи, Затем расплавляют необходимое для легирования хромом количество восстановленных хромовых окатышей совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг/т окатышей, вводя а образующийся шлак углерод- содержащий материал (например, кокс крупностью 2-8 мм) в количестве, обеспечи вающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в углеродсодержащем материале как 1,(0,3-0,7),Окисление углерода ванны газообразным кислородом до содержания близкого к заданному в выплавляемой марке стали совмещают с периодом расплавления восстановленных хромоворудных окатышей, поддерживая температуру стали во время продувки кислородоа в пределах 1650 - 1800 С.После расплавления восстановленных хромовых окатышей присаживают на шлак кремнийсодержащий сплав и известь в количествах, обеспечивающих отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе кремния в сплаве как 1:(0,07 - 0,15) и к массе извести как 1:(0,3- 0,6). Во время выпуска плавки и внепечной обработки производят, в случае необходимости, легирование стали и раскисление металла алюминием.Заключительное рафинирование проводят вне печи на установках продувки аргоном и вакуумной дегаэации, после чего сталь разливают в заготовки на установке непрерывной разливки,Образующийся при расплавлении восстановленных хромовых окатышей шлак, содержащий окислы хрома, необходимо восстановить до содержания окиси хрома не более 7 - 90, С этой целью вводят в шлак углеродсодержащий материал, твердый углерод которого восстанавливает окись хрома до карбида хрома, Температура начала этого процесса равна 1107 С. При нагреве до 1400 С степень восстановления окиси хрома иэ шлака углеродом составляет 80- 100;(, Для обеспечения достаточной жидко- подвижности хромсодержащего шлака восстановленные хромовые окатыши проплавляют совместно с кварцитом в количестве 30 - 70 кг на тонну окатышей,Наличие определенного содержания углерода в восстановленных до карбидов хрома (Сг 7 Сэ и СгэС 2) хромовых окатышах, а также введение в шлак углеродсодержащего материала вызывает повышение в стали содержания углерода, поэтому необходимо окисление углерода ванны газообразным кислородом до содержания, близкого к заданному, в выплавляемой марке стали, Совмещение продувки ванны кислородом с периодом расплавления восстановленных хромовых окатышей сокращает продолжительность плавки, интенсифицирует процессы расплавления окатышей и восстановления окиси хрома шлака эа счетперемешивания последнего выделяющимися из ванны пузырями окиси углерода.Поддержание при окислении избыточного углерода ванны газообразным кисло родом температуры стали не ниже 1650 Собеспечивает предохранение хрома, растворенного в стали, от окисления кислородом. При Т 18000 С снижается стойкость огнеупорной футеровки печи., что приводит 10 к увеличению себестоимости стали,ЗО 35 40 Присадка на шлак после расплавления восстановленных хромовых окатышей креьлнийсодержагцего сплава и извести позволяет довести остаточное содержание окиси хрома в шлаке до минимума.Технический эффект от использования изобретения состоит в проведении плавки хромистой стали на шихте из металлиэованных железорудных и восстановленных хромовых окатышей в дуговой печи без использования для легирования стали дефицитного феррохрома,Расплавление восстановленных хромовых окатышей совместно с менее, чем 30 кг кварцита на тонну окатышей не обеспечивает необходимой жидкоподвижности хром- содержащего шлака, что ухудшает условия восстановления окиси хрома углеродом и снижает полезное использование хрома окатышей, Расплавление восстановленных хромовых окатышей совместно с более, чем 70 кг кварцита на тонну окатышей приводит к увеличению количества шлака в печи, расхода электроэнергии и продолжительность плавки. Таким образом, использование менее ЗО кг или более 70 кг кварцита на тонну окатышей приводит к увеличению себестоимости стали. Использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по оношению к массе окиси хрома в хромово- рудных окатышах менее 0,3 не обеспечивает досталонов оссаноение окиси рома иэ хромсодержащего шлака, что снижает полезное использование хрома окатышей. Использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношеник к массе окиси хрома в хромовых окатышах более 0,7 вызывает перерасход углеродсодержащего материала, излишнее науглероживание стальной ванны, дополнител ьнсе увеличение и родолжительности плавки для окисления избыточного углерода. Таким образом, использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношению к массе окиси хрома в хромовых окатышах менее О,З или45 50 55 более 0,7 приводит к увеличению себестоимости стали.Использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношениюк массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,07 не обеспечивает максимальное восстановление окисихрома хромсодержащего шлака, что снижает полезное использование хрома окатышей, Использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в хромовых окатышах более 0,15 вызывает перерасход сплава, повышение содержания кремния в стальной ванне выше заданного предела, Таким образом, использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,07 и более 0,15 приводит к увеличению себестоимости стали.Использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в уже расплавленных хромовых окатышах менее 0,3 не обеспечивает полное офлюсование образующейся двуокиси кремния в двухкальцевый силикат, что снижает раскисляющее воздействие на шлак кремний-содержащего сплава и увеличивает потери хрома в шлаке, Использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах более 0,6 приводит к дополнительному расходу извести иэлектроэнергии на ее расплавление. Таким образом, использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,3 и более 0,6 приводит к увеличению себестоимости стали,П р и м е р 1. В 150-тонной дуговой печи выплавляют сталь со средним содержанием хрома 2,7; и углерода 0,10, В печь загружают с помощью загрузочной бадьи 46,5 т стального лома. Включают печь и после проплавления электродами колодцев в шихте приступают к непрерывной загрузке в печь и проплавлению металлизованных железо- рудных окатышей совместно со 120 кг извести на каждую.тонну окатышей. После проплавления 103,5 т металлиэованных окатышей удаляют из печи возможно полно железистый шлак, сливая его зэ счет наклона печи в шлаковню через порог рабочего окна. Затем расплавляют 12,5 т восстановленных хромовых окатышей совместно с 30 кг кварцита на тонну окатышей, которые содержат, Сгмет 22; Еемет 8; Сг 20 з 17; М 90 23; А 20 э 11; Я 02 7; СаО 3,5; С 2,7,10 15 20 25 303540 В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс крупностью 2-8 мм (900 твердого углерода) в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в углеродсодержащем материале (коксе) как 1:0,3, т.е, на тонну окатышей вводят 51 кг твердого углерода, содержащегося в 57 кг кокса, Во время расплавления восстановленных хромовых окатышей окисляют углерод ванны газообразным кислородом, подаваемым о расходом около 1000 м /ч поддерживая температуру стали во время продувки кислородом в пределах 1650 - 1800 С. Продувку кислородом ведут до содержания углерода 0,10, заканчивая ее одновременно с полным расплавлением расчетного на плавку количества восстановленных хромовых окатышей. После этого окончательно раскисляют шлак 65;4-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе кремния в ферросилиции как 1:0,15, т,е, расходуя на плавку 490 кг 650-ного ферросили- ция крупностью 5 - 50 мм. Одновременно с ферросилицием на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе извести как 1:0,6, т,е. расходуя на плавку 1,27 т извести. Извлечение хрома их восстановленных хромовых окатышейсоставляет в среднем 96%, После этого выпускают плавку в сталеразливочный ковш, Во время выпуска производят легирование стали марганцем и кремнием, раскисляют металл алюминием в количестве 0.7 кг/т, В установке порционного вакуумирования проводят дегаэацию стали, после чего разливают сталь в заготовки на установке непрерывной разливки.По сравнению с известным способом происходит уменьшение себестоимости 1 т стали с 200 до 195 руб.П р и м е р 2. Выплавку в 150-тонной дуговой печи стали со средним содержанием хрома 2,70 и углерода 0,10 ведуттакже, как в примере 1, но восстановленные хромовые окатыши расплавляют совместно с 50 кг кварцита на тонну окатышей, В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в коксе как 1:0,5, т.е, на тонну окатышей вводят 85 кг твердого углерода, содержащегося в 94,4 кг кокса. Окончательно раскисляют шлак 65-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах1687627 температураатаги прирасглавлениихрсгмавцх окатылвй, С Отнсшенив массы окиси хрома е окатышах к массе тнеряпга углеасгл в уг- лерпдсадержащем материале Способ Иоличестна Себестоимость 1 т стали, руб Отношение массы окиси храма н расплавленных онатышах и ассе иэнести Отнсивниемассы оникварцита на1 т храманых анатыней, кг си хппма в расплавленных анатышах к массе нремнил внремнийсодеоианем сплаве 16501720 1 БОО 1720 1720 1720 1720 1640 1640 1810 1810 1700 1720 12 3 4 г0 7 Я 9 10 Иэ. ест - ныи 1 с; 1:аЭ 1:05 1 0,7 1:С,Э 1:СЗ 1:С,26 1;072 1:0,3 1:С,7 1;03 1:0 7г 1;С,7 1;:,3 1; 0,15 1;0,11 1:0,07 1:О, 15 1:0,07 1:0,15 1:О, 15 1:0,07 1;0,13 1,0,07 1;О,ОБ 1;0,15 30 50 70 28 /г 3 ) ЗО )О 30 70 30 70 30 70 30 195 193 191 196 19 Б,5 195, 8 196,3 196, 1 196 197 197,3 195,7 196,1 195,9 1:О,Б 1:0,45 1:О,З 1:06 1:0,3 1:0,6 1:0,3 1:0,6 1,0,3 1.0,6 1:0,3 1;0,6 1:0,3 1,С,7 0,2 1:0,07".95,9 70 к массе кремния в ферросилициии как 1;0,11, т.е. расходуя на плавку 360 кг ферросилиция, Одновременно на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавлении хромовых окатышей к массе извести как 1:0,45, т,е. рас.кодуя на плавку 0,95 т извести,По сравнению с известным способом достигается снижение себестоимости 1 т стали до 193 руб.П р и м е р 3, Выплавку в 150-тонной дуговой печи стали со средним содержан 14- ем хрома 2.7% и углерода 0,1 О ведут также, как в примере 1, но восстановленные хромовые окатыши расплавляют совместно с 70 кг кварцита на тонну окатышей, В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в коксе как 1:0,7, т.е. на тонну окатышей вводят 119 кг твердого углерода, содержащегося в 132 кг кокса. Окончательно раскисляют шлак 65 О-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромоворудных окатышах к массе кремния в ферросилиции как 1;0,7, т,е, расходуя на плавку 229 кг ферросилиция, Одновременно на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе извести как 1:0,3, т,е, расходуя на плавку 0,63 т извести. По сравнению с известным способомдостигается уменьшение себестоимости 1 т стали до 191 руб.Результаты плавок показаны в таблице, 5 из которой видно, что выход за пределыпредлагаемых параметров характеризуется увеличением себестоимости 1 т стали.Формула изобретения Способ выплавки хромистой стали с со держанием хрома до 5 в злектродуговойпечи, включающий плавление шихты и металлизованных железорудных окатышей с использованием кислорода, удаление железистого шлака из печи, продувку кислоро дом, введение шлаковообрузующих, в томчисле извести, легирование стали и раскис- ление шлака углерод- и кремнийсодержащими материалами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения себестоимости 20 стали при сохранении качества, во времяпродувки кислородом в печь присаживают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 30 - 70 кг на тонну хромовых окатышей при отношении 25 массы окиси хрома в этих окатышах к массеуглерода в углеродсодержащем материале 1:0,3-0,7), поддерживают при атом температуру стали в пределах 1650-1800 С, а кремнийсодержащий сплав и известь присаживают 30 на шлак после расплавления хромовых окатышей в количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем сплаве и к массе извести 1:0,07 - 0,15):(0,3-0,61.