Способ внепечной обработки стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ( 1) ЕНИ РЕ ЛЬСТВ М ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Челябинский металлургический комбинат(56) 1. В.А,Григорян и др. Теоретические основы электросталеплавильных процессов.М.: Металлургия. 1979, с. 256.2, Рафинировочный ковш. Ятаган - ор апборегасоп о 1 Яатег псозтгез пс. Нап)Иоп,пресаТу Ваг Очзоп (Яейпег .абе, И/оодВгоп Е.)//мтталЛурги, 1989, М 8, Реф, 8 В203,(54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИСТАЛИ(57) Изобретение мо одля внепечного раф Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для внепечного рафинирования качественных сталей.Известны технологии выплавки стали в электродуговых печах с последующей обработкой в ковше рафинировочным шлаком, вакуумом, инертным газом или комбинаций этих методом.Недостатком данных способов является чрезмерная длительность выплавки металла в дуговой печи, значительный перегрев металла в агрегате и связанный с этим перерасход электроэнергии и материалов, ухудшение качества стали по неметаллическим включениям,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эфФекту к изобретению является способ 1)5 С 21 С 7/10, С 22 В 9/О ных сталей. Сущность: после дачи по расчету шлакообразующих добавок в течение 4-8 мин нагрев расплава ведут дугами, удельная мощность которых составляет 0,05-0;11 МВт/т, а проуувку аргоном с интенсивностью 0,2-0,4 м /т ч, затем производят присадку металлических добавок, мощность нагрева и интенсивность продувки на период 1-3 мин повышают соответствен,но до 0,11-0,16 МВт/т и 0,4-0,6 м /т ч, после чего устанавливают первоначальнук) мощность нагрева и интенсивность продувки и нагревают сталь до температуры, на 10-30 С превышающей температуру разливки, отключают дуги, а продувку аргоном продолжают в течение последующих 3-6 мин с интенсивностьк) 0,06-0,20 мз/т ч, в первой половине этого периода вводят по расчету алюминий, а во второй - кальций. 1 табл. внепечной обработки стали, согласно которому полупродукт вь плавляют в дуговой печи, выливают в сталеразливочный ковш,переливают в печь-ковш, где осуществляют,дуговой подогрев металла и иэодуаку арго-ном снизу, доводку стали по составу и температуре, раскисление. Причем припереливе металла в печь-ковш 7-8 минрасход аргона поддерживают - на уровне420 л/мин, при последующем нагреве металла (20 мин) - на уровне 990 л/мин, придоводке металла - на уровне 990 л/мин,затем вводят 25 кг силикокальция и в тече- .ние 3 мин перемешивают расплав с расходом аргона 420 л/мин,Недостатки прототипа:1, Повышенная загрязненность сталикислородсодержащими неметаллическимивключениями, обусловленная нерациональ 1786107ным раскислением и запутыванием частичек шлака при переливе полупродукта изсталеразливочного ковша в печь-ковш,2. Повышенный расход кальция, связанный с вводом силикокальция в металл с относительно высоким содержаниемкислорода.3. Недостаточно высокая стойкость футеровки ковша. Одной из причин последнего является отсутствие связи междурежимом аргонной продувки и электрическим режимом.Цель изобретения - повышение качества стали за счет уменьшения содержаниякислородсодержащих неметаллическихвключений и увеличение стойкости футеровки ковша.Поставленная цель достигается тем, чтопосле дачи шлакообразующих добавок в течение 4-8 мин нагрев расплава ведут дугами, удельная мощность которых составляет0,05-0,11 МВт/т, а продувку производят аргоном с интенсивностью 0,2-0,4 м /т ч. Затем производят присадку металлическихдобавок, после чего мощность нагрева и интенсивность продувки на период 1-3 минповышают соответственно до 0,11-0,16 М Вт/ти 0,4-0,6 мз/т ч. После этого устанавливаютпервоначальную мощность нагрева и интенсивность продувки, нагревают сталь до температуры, на 10-30 С превышающейтемпературу разливки, отключают дуги, апродувку аргоном продолжают в течениепоследующих 3-6 мин с интенсивностью .0,06-0,2 м/т ч. В первой половине этогопериода вводят по расчету алюминий, вовторой - кальций.Каждый из приведенных в отличительной части формулы изобретения признаковявляется необходимым для выполнения поставленной цели (примеры 2-14 в таблице),в совокупности же данные признаки позволяют по сравнению с прототипом, уменьшить обьемный проценткисл ородсоде ржа щих не металлическйхвключений с 0,0028 до 0,0018 и увеличитьстойкость футеровки ковша (шлакового пояса) с 10 до 15 плавок (пример 1 в таблице),Наличие совокупности указанных признаков и достигаемого эффекта позволяет. утверждать, что заявленное техническоерешение соответствует критерию "положительный эффект", а заявленные признаки -критерию "существенные отличия",Если при обработке стали в печи-ковше не производить псрвоочередной операции - присадки шлакообразующих, ухудшается качество стали по содержанию серы (см. пример 2 в таблице).Длительность первого нагрева расплава в ковше обусловлена, с одной стороны, получением химанализа стали, с другой - потерей производительности (пример 3 в 5 таблице).Мощность дугового нагрева и интенсивность аргонной продувки должны быть взаимосвязанными: чем выше интенсивность продувки, тем сильнее турбулентные потоки 10 верхних слоев шлака и металла в ковше. Тембольше вероятность контакта электродов с расплавом. В результате нарушается электрический режим обработки, повышается расход электродов, футеровки ковша, и на оборот. Поэтому существенное изменениемощности нагрева расплава при средней интенсивности аргонной продувки 0,3 м/т ч в ту или иную сторону нецелесообразно.При мощности нагрева менее 0,05 МВт/т 20 увеличивается расход электродов (пример 4в таблице), более 0,11 МВт/т - повышается износ футеровки ковша (пример 4 в таблице).Изменение интенсивности продувки 25 (при средней мощности нагрева 0,08 МВт/т)менее 0,1 м /т ч приводит к уменьшению стойкости футеровки ковша, более 0,4 м /т ч - к увеличению расхода электроздов (пример 5 в таблице). 30354045 50 Длительность второго периода нагреваобусловлена, с одной стороны, потерей производительности, с другой - существеннымповышением износа футеровки ковша (пример 6 в таблице).Аналогичным образом изменение(сверх заявленных пределов) интенсивности продувки и мощности дугового нагрева при втором нагреве для растворения присаженных металлических добавок приводит либо к потере производительности, увеличению расхода электродов, либо к увеличению износа футеровки ковша (примеры 7 и 8 в таблице).Установление первоначальных интенсивности аргонной продувки и мощности дугового нагрева обусловлено повышением производительности обработки на установке печь-ковш, а также сохранением стойкости футеровки ковша на высоком уровне (пример 9 в таблице).Перегрев металла, на 10-30 С превышающий температуру разливки стали, обусловлен необходимостью нормальной разливки стали после ее раскисления алюминием икальцием и снижения длительности обработки стали в ковше, а значит, и расхода материалов при достижении высокого качества металла (пример 10 в таблице), При длительности заключительной продувки менее 3 мин, несмотря на некоторое1786107повышение .стойкости ф те овки кфу р ковша, ность нагрева и интенсивность продувкирезко повышается загрязненность металла (или изме )и изменяли) и нагревали сталь до темпекислородсодержащими неметаллическими ратуры на 0-40 ОС , превышающей темперавключениями; при длительности продувкитуру раз . Оливки. тключали дуги, продувкуменьшолее мин - заФиксировано существенное 5 аргоном продолжали в тече 1-8чение - мин стабли е),у ьшение усвоения кальция (пример 11 в интенсивность С 0-0 26 /тьЮ, - , м т ч. АлЮмйнИЙи кальц"й вводили в различные периодыц),Подогрев расплава дугами в заключи- заключительной частити аргонно продувкийтельную часть продувки отсутствует, так как металла.в противном случае также наблюдается зна Как уже отмечалось выше, по очительный угар кальция.е отмечалось выше, подробноеПо е жани ивлияние заявленных признаков на цель изооддержание интенсивности заключи- бретения обобщенои представлено втаблительной части продувки менее 0,06 л 1/т ч ийкость футеровки ковша оценивалиболее 0,20 м /тч нецелесообразно, В пер- Стойкость фвомслучаеповышается загрязненностьста по величине износа фноса футеровки шлаковогоескими включениями, во пояса ковша после каждой йлавки.втором - резко повышается угар кальция Ожидаемый экономический эффект отпример 12 в таблице).Пвнедрения заявленного технического решери даче алюминия в металл во второй ния составит 1 8-3 4 б/ру /т вцплавляемойполовине заключительной части продувки 20 стали.зафиксировано повышенное содержание вметалле кислородсодержащих неметалли- Ф о рм ла и бческих вкл чючении (пример 13 в таблице). Способ внепечной обработки стали,и нагрев расплава в ковПрисада в металл кальция в первой поло- включающийдугово али неитральным газом, корвине заключительного периода продувки 25 ше,продувкустатава шлака введениемприводит к низкому усвоению данного эле- ректировку химсосшлакообразующих добавок и химсоставастали введением металличе бу упр дукта производили в раскисление металла, о т л и ч а ю щ и й с яских до авок,дуговой электропечи емкостью 60,0 т. Полу тем, что, с целью павыелью по цшения качества сталипродукт заданной кондиции выпускали в за счет уменьшения соде жания кислспециализированный ковш и е на, предназначен- содержащих неметаллических включений иный для дугового нагрева расплава, Перед увеличения стоь кос фтойкости футеровки ковша, пораэующих добавок в течео ра сткои расплава в печи-ковше произ- сле дачи шлакооб ашлакооб аэ ю их:водили дачу на шлак твердых материалов 35 ние 4-8 мин нагрев распласплава ведут дугами,р ующих): известь, алюминий, удельная мощность которых составляетт т, а прод вку - аргоном сплавиковый шпат. Материал присаживали 0,05-0 11 МВт/иэ расчета получения в шлаке массовых до- интенсивностью 0,2-0 4 м /т чт м тч,затемпроиз , а = - . Затем вклю- водят присадку металлических добавок, почали дуги и в течение 2-10 мин производили 40 сле чего мощность нагрева и интенсивностьи риод - мин повышают сонагрев расплава дугами с удельной мощно- продувки на ер 1-3стью 0,02-0,14 МВт/т при одновременной ответственно до 0,11-0,16 МВт/т и 0,4-0,6продувке металла аргоном снизу с интен- м /т ч, затем стсивностью 0,1-0,5 мз/т ч,м т ч, затем устанавливают первоначальПоную мощность нагрева и интенсивностьосле получения химического анализа 45 продувки и на рнагревают сталь до температу ыпробы стали, отобранной из ковша до абра- на 10-30 С 3 ботки металла, производили присадку в рас, превышающей темпе а азливки, отключают дуги, а продувку аргономплав неметаллических добавок. После чего продолжают в тдолжают в течение последующих 3-6щ тьнагреваи интенсивностьпродув- минсинтенсивностью 006-02 /кинапе ир од 0-4 мин повышали соответст вой половине этого пеью, - , м/т ч, в первенно до О 9-0 19 МВ / О 3-0 7т т и, -, м /т ч. чету алюминий, а во второй половине -Затем устанавливали первоначальную мощ- кальций.+ 6 0,08 0,36 0,08 0,3 4,5 0,13 0,0022 15 Редактор Заказ 229 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 0,0030 0,0024 0,0016 0,0016 0,0022 0,00280,0022 0,0018 0,0018 0,0018 0,0018 Составитель И, ЗинуровТехред М.Моргентал Корректор Л. Ливринц