Способ рафинирования стали в ковше

)5 С ТЕН Б К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ едовательлургии им.В. Филип- в, В.С.ВоРевтоваСР О Ы ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 389147, кл, С 21 С 7/00, 1973Авторское свидетельство ССМ 1523575, кл, С 21 С 5/52, 198 Изобретение относится к черной металлургии, в частности способам производства стали с использованием методов рафинирования стали в ковше.Известен способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуске его в ковш и ввод во время выпуска плавки шлакообразующих материалов в виде плавикового шпата и извести, и раскислителей. Недостатками способа является недостаточная степень десульфурации.Наиболее близким к предлагаемому способу по техническому принципу и достигаемому результату является способ обработки стали в ковше, включающий выпуск металла в ковш с одновременным вводом при выпуске смеси извести, плавикового шпата, последующий ввод раскислителей и продувку а ргоном, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стали, в ковш дополнительно вводят глинозем в смеси с(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ В КОВШЕ(57) Изобретение может быть использовано в металлургии при производстве стали с применением рафинирования металла в ковше шлаком, сформированным из кусковых материалов и продуктов раскисления, Сущность: плавиковый шпат и алюминий в количестве 1,5 - 3,0 кг/т и 0,4 - 0,6 кг/т соответственно вводят одновременно при наполнении металлом 3 - 80 объема ковша, а известь в количестве 6 - 10 кг/т вводят при наполнении 12 - 200 ь обьема ковша за 40 - 60 с до ввода ферросплавов. 2 табл. известью и плавиковым шпатом при соотношении (1,5 - 3,5): (4 - 6): (0,5 - 1,5) с удельным расходом смеси 4 - 8 кг/т мин, смесь вводят до выпуска 20 - 300 металла в ковш, а продувку расплава инертным газом начинают с начала ввода смеси, при этом удельный расхо газа при подаче смеси равен 0,2 - 0,5 м /ч,т, а после подачи смеси с расходом 0,5 - 1,5 м /ч т.3Известный способ производства обработки стали в ковше позволяет снизить содержание серы в металле и неметаллических включений. Однако, этот способ не позволяет стабильно получать в металле низкие значения содсржания серы, Это связано с ранним вводом смеси в ковш, что не обеспечивает быстрое формирование шлака, из-за резкого охлаждения первых порций металла и имеется опасность образования шлаковых коржей, Кроме того не обеспечивается глубокая десульфурация металла из-за позднего раскисления сталисвязанное с растворением ферросплавов. Поэтому, в способе предусматривается продувка аргоном, что требует дополнительного нагрева металла.Цель предлагаемого изобретения - повышение десульфурации. Поставленнаяцель достигается тем, что плавиковый шпати алюминий в количестве 1,5 - 3 кг/т и 0,4 - 0,6 кг/т, соответственно, вводят одновременно при наполнении металлом на 3 - 8%объема ковша, а известь в количестве 6 - 10 кг/т при наполнении на 12 - 20% объема ковша за 40 - 60 сек до ввода ферросплавов.Техническая сущность предложенного способа заключается в следующем; поскольку плавиковый шпат имеет относительно низкую температуру плавления, которая составляет около 1400 С, то при егодаче в ковш совместно с алюминием, достигается быстрое его расплавление. Окисление алюминия в этом случае компенсирует потери тепла первых порций металла, снижает их окислен ность, а образующийся глинозем дополнительно снижает температуру плавления формирующегося шлака. Последующая присадка извести в ковш производится в образовавшийся жидкоподвижный шлак. Это обстоятельство ускоряет процесс растворения извести и обеспечивает раннее формирование активного высокоосновного шлака. Ввод ферросплавов в металл с сформировавшимся активным шлаком исключает образование шлако-металлических коржей и обеспечивает их быстрое растворение и раскисление металла.Таким образом, порядок ввода обеспечиваетусловия для глубокой десульфурации металла: ранее формирование активного шлака и быстрое и глубокое раскисление металла.В этом отношении важным является момент ввода в ковш присадок. Согласно изобретению вначале необходимо вводитьплавиковый шпат и алюминий в период наполнения ковша на 3 - 8% его объема, Если плавиковый шпат вводить раньше, то быстрого расплавления его не будет наблюдаться, поскольку при поступлении первой порции металла в ковш идут большие потери тепла на нагрев футеровки ковша, Если плавиковый шпат и алюминий вводить когда ковш наполнится металлом более чем на 8,0% его объема, то при последующем вводе извести последняя не успевает раствориться в шлаке. Указанные расходы алюминия 0,4 - 0,6 кг/т и плавикового шпата 2,0 - 3,0 кг/т стали аналогично связаны с тепловым балансом первых порций металлапоступающих в ковш, Меньшее количество10 15 20 25 30 35 40 50 55 указанных пределов не обеспечивает формирование требуемого количества шлака для растворения извести, большее - резко охлаждает металл, что удлиняет период растворения плавикового шпата. Кроме того, возможно образование шлако-металлических коржей,Если известь вводить в ковш ранее его наполнения металлом на 12%, то быстрого растворения ее не будет, поскольку сформированный шлак еще не получил от металла требуемого перегрева. Присадка извести после наполнения 20% объема ковша металлом затягивает формирование рафинирующего шлака, Присадка извести менее 6 кг/т ст, образуется небольшое количество шлака с низкой основностью, Количество извести более 10 кг/т стали ведет к образованию гетероченного шлака и переохлакдению металла.Устранить эти недостатки повышением температуры не всегда возможно. Поэтому выход за пределы перечисленных параметров отрицательно сказывается на десульфурации стали.Интервал времени в 40 - 60 с после присадки извести необходим для полного формирования рафинирующего шлака и его нагрева, Ввод ферросплавов ранее 40 с по.сле окончания присадки извести может привести к ошлаковыванию ферросплавов и образованию шлако-металличесикх конгломератов, Ввод ферросплавов позднее 60 с приводит к позднему раскислению металла, что делает процесс десульфурации не полным.Изобретение иллюстрируется следующим образомП р и м е р 1. В конвертере получили полупродуктсостава; С,08%, Мп - 0,20%; Я- 0,017% с температурой 1630 С, который выпускали в 160-т сталеразливочный ковш. В период наполнения ковша металлом на 3 - 8% одновременно ввели 108 кг алюминия из расчета 0,4 кг/т стали и 540 кг плавикового шпата из расчета 3 кг/т ст, Затем при наполнении ковша металлом на 20% присадили известь в количестве 1080 кг, из расчета 6 кг/т ст, и через 40 с после присадки извести вели 4 - 5 т ферросплавов. К моменту ввода ферросплавов рафинирующий шлак был сформирован, В готовом металле получили 0,006% серы, Степень десульфурации составила 64,7%, в то время как при известном способе она не превышала 55%,П р и м е р 2. В конвертере получили полупродукт состава: С - 0,09%, Мп - 0,15%, Я - 0,017% с температурой 1640 С, При наполнении ковша на 3 - 8% присадили 90 кг1788030 Таблица 1 алюминия (0,5 кг/т ст,) совместно с 450 кг плавикового шпата. Затем при наполнении ковша на 16% присадили 1240 кг извести (8 кг/т ст.) и через 50 с после его ввода - 4,5 т ферросплавов. К моменту ввода ферросплавов шлак в ковше был уже сформирован. Время выпуска составило 6 мин. В готовом металле получили 0,005% серы. Степень десульфурации составила 76 о .П р и м е р 3, В конвертере получили продукт с температурой 1645 С, состав: С - 0,09%; Мп - 0,10 о , Я - 0,024 , При наполнении ковша металлом на 3 - 8 О/о ввели 72 кг (0,4 кг/т ст.) алюминия совместно с 360 кг (2 кг/т ст) плавикового шпата, При наполнении ковша металлом на 13% его объема присадили 1800 (10 кг/т ст) извести, а ферросплавы ввели через 60 с. Время слива металла в ковш составило 8 мин, Содержание серы в готовом металле получили 0,006 о , а степень десульфурации составила 75 О/Преимущества предлагаемого способа подтверждаются данными, полученными опытным путем и представленными в табл, 1 и 2,Как видно из табл.1 и 2 лучшие результаты были получены по вариантам рафинирования 7 - 13, которые обеспечивают степень десульфурации металла в пределах65 - 75%, что на 7 - 19% выше по сравнениюс прототипом (вариант 14), Выход одногопараметра за оговоренные граничные зна 5 чения, даже при оптимальных значениях остальных, не обеспечивают достиженияпоставленной цели (табл.1 и 2 варианты 1 -76).Экономический эффект от использова10 ния изобретения, обеспечивающего снижение содержания серы в металле, образуетсза счет повышения потребительскисвойств металлопроката и увеличения егсвыхода,15 Формула изобретенияСпособ рафинирования стали в ковше,включающий слив металла, присадку алюминия, плавикового шпата и извести до наполнения металлом 20% объема ковша,20 присадку ферросплавов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степендесульфурации за счет быстрого формирования шлака, плавиковый шпат и алюминиьв количестве 1,5 - 3,0 и 0,4 - 0,6 кг/т соот25 ветственно вводят одновременно при наполнении металлом 3 - 8 ообъема ковша, аизвесть в количестве 6 - 10 кг/т вводят принаполнении 12 - 20 ообъема ковша за 40 -60 с до ввода ферросплавов.301788030 Таблица 2 25 30 Составитель И, Сим Техред М,Моргентал Корректор Л, Лук едакто роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 аказ 50 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5