Способ внепечной обработки стали

(51 БРЕТЕ АВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ Изо ргии иой стал рное даю-ф и по еменГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИ(54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИСТАЛИ(57) Изобретение может быть использованов металлургии при производстве качественных сталей. Сущность; на дно ковша передсливом помещают огнеупорное кольцо наружным диаметром 0,75 - 0,85 среднего диаметра ковша. В зазор между футеровкой бретение относится к черной металлу способам производства качественн и, конкретно к разливке стали.Целью изобретения является повышение качества металла, увеличение стойкости футеровки ковша и экономия легирующих элементов стали.Поставленная цель достигается тем, что на дно ковша помещают огнеупорное кольцо наружным диаметром 0,75 - 0,85 среднего диаметра в ковше, в качестве шлакообразующей смеси используют нейтральную по своему составу к материалу футеровки шлакообразующую смесь, причем 15 - 300 общей массы вводимой смеси вводят в зазор между футеровкой ковша и огнеупорным 1799917 А огнеупорным кольцом вводят нейтпо своему составу к материалу фушлакообразующую смесь вве 15 - 300 общей массы вводимойзатем производят слив металла,оставшуюся часть смеси подают по ру ковша в зазор между футеровкой орным кольцом непрерывно после ния 0,25 - 0,45 высоты ковша. В калакообразующей смеси используют шлаковую смесь системы СаО - А 20 з - М 90, близкую к эвтектическому составу. Огнеупорное кольцо выполнено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению к оксидам легирующих элементов стали, 2 3. п, ф-лы. 1 табл,а, а оставшуюсямЕСи подаЮТ поежду футеровкойпрерывно послеты ковша,ктивен, если в ка- Осмеси использусь системы ак эвтектическому льцом до слива металлсть шлакообразующей сриметру ковша в зазор могнеупорным кольцом неполнения 0,25-0,45 высоСпособ наиболее эффестве шлакообразующейт шлаковую смеаО - А 20 з - М 90, близкуюставу. Способ отличается тем, что огнеуп ольцо выполнено из материала, обл щего восстановительными свойства тношению к оксидам легирующих э Ов Стали.Подача в зазор между футеровкой ковша и огнеупорным кольцом нейтральной посвоему составу к материалу футеровки шлакообразующей смеси позволяет повыситьее стойкость и увеличить межремонтный период эксплуатации сталеразливочного ковша,Дифференцированная подача смеси вковш обеспечивает образование стабильного слоя нейтрального шлака непосредственно от момента начала поступления металлаи печного шлака в ковш до окончания процесса слива,Шлак, находящийся в зазоре междукольцом и футеровкой ковша, защищает металл от окисления воздухом,Появляется возможность управленияпроцессом образования шлакового гарнисажа на стенках ковша путем изменениясостава присаживаемой по ходу слива шлакообразующей смеси,Предусмотренное способом частичноепогружение огнеупорного кольца в металлобеспечивает надежную гарантию того, чтоагрессивные печные шлаки не будут иметьконтакта с футеровкой ковша.Огнеупорное кольцо может быть изготовлено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению коксидам легирующих элементов стали, например графита. По мере растворения кольца графит поступает в шлак,восстанавливает легирующие элементы изих оксидов, одновременно предотвращаянасыщение металла кислородом, 35Присадка первой порции смеси еще дослива металла в ковш позволяет сформировать устойчивый защитный шлаковый слойнепосредственно от начала слива.Установка огнеупорного кольца диаметром 0,75 - 0,85 среднего диаметра ковшаобеспечила его свободный подъем по мерезаполнения ковша.Применение огнеупорного кольца диаметром более 0,85 затрудняло свободный 45его подъем по высоте ковша, уменьшалотолщину защитного шлакового слоя, что всвою очередь сказывалось на качестве металла,Уменьшение диаметра кольца менее 500,75 среднего диаметра ковша приводило кувеличению расхода шлаковой смеси. Приэтом часть смеси оставалась нерасплавившейся, что сказывалось на качестве металла.55Материал огнеупорного кольца выбирался по следующим признакам: плотностьпо отношению к плотности расплавленнойстали, температура плавления, восстановительная способность при растворении по отношению к оксидам легирующих элементов стали,Увеличение плотности огнеупорногокольца более 0,45 плотности жидкого металла также снижало эффект присадки защитной шлаковой смеси. При этом скоростьрастворения кольца в металле возрастала и,соответственно, снижалась его стойкость.Кольцо практически наполовину погружалось в расплав металла, часть печного шлакапроникала к футеровке ковша, а стойкостькольца снижалась,Присадка в первоначальной порциишлакообразующей смеси в зазор между огнеупорным кольцом и футеровкой ковша вколичестве 15-30 общей массы смеси доначала поступления металла в ковш в количестве 15 - 30;6 общей массы до начала поступления металла в ковш позволилаорганизовать защитный шлаковый слой непосредственно от начала слива металла.При уменьшении количества первоначально присаживаемой смеси менее 15общей массы вводимой в ковш смеси еезащитные свойства ухудшались, Шлаковыйрасплав быстро перегревался, что отрицательно сказывалось на образовании гарнисажного слоя на стенках ковша. Это явлениееще более усугублялось тем, что часть шлаковой смеси переходила во внутренний объем ковша в момент поступления первыхпорций металла вследствие вымывания.Увеличение количества присаживаемойсмеси более 30 от ее общей массы такженерационально, поскольку смесь не успевала полностью расплавиться и часть ее теря- .лась на дне, а часть пересыпалась черезкольцо и терялась в общем объеме шлака вковше,В ходе экспериментальной проверкиэффективности изобретения было установлено,что первые порции шлакообразующихкомпонентов, загружаемые в ковш до начала заливки металла, оказывают эффективную защиту футеровки ковша за счетобразования шлакового гарнисажа в первую половину периода слива, Затем вследствие интенсивного его расхода наобразование шлакового гарнисажа эффективность защиты снижается, Поэтому былопредложено после наполнения 0,25-0,45высоты ковша металлом производить дополнительную присадку твердых шлакообразующих компонентов смеси в зазормежду стенкой ковша и кольцом из специальных щелевых бункеров,Присадка шлакообразующих компонентов до наполнения 0,25 высоты ковша неэффективна, поскольку усложняет сам процессприсадки, наблюдается недостаток для пол510 20 25 30 35 40 45 50 55 ного и быстрого расплавления новых порций смеси, поступающих в ковш.Подача шлакообразующих после наполнения более чем 0,45 высоты ковша ухудшала условия защиты футеровки из-за малой толщины защитного слоя и его перегрева, Ухудшалась также стойкость огнеупорного кольца,П р и м е р. В индукционной печи ИСТ - 0,4 выплавляли коррозионную сталь 10 Х 18 Н 10 Т. Перед сливом в ковш, футерованный основными огнеупорами, устанавливали кольцо, изготовленное из смеси углеродистой массы, идущей на изготовление графитированных электродов для дуговых печей, и высокоглиноземистой огнеупорной массы,Наружный диаметр кольца составлял 0,75-0,85 среднего диаметра ковша, т. е, при среднем диаметре ковша, например, 750 мм 560 - 640 мм, Высота 65 - 70 мм.Перед сливом металла кольцо устанавливали на подину ковша и в зазор между футеровкой и его наружным диаметром засыпали измельченную шлаковую смесь системы СаО - А 20 з-М 90, близкую к эвтектическому составу, Сталь сливали из печи, а после заполнения металлом 0,25 - 0,45 высоты ковша в зазор непрерывно досыпали остаток смеси до момента полного слива металла. Общее количество шлаковой смеси на ковш составляло 10 - 12 кг.Основные технико-экономические показатели разливки металла по предложенному способу (варианты- Ч), а также способу-прототипу приведены в таблице.В результате проведенных испытаний было установлено, что при опробовании варианта 1 стойкость футеровки ковша снижалась до 13 плавок, Наиболее интенсивное разрушение футеровки наблюдалось в нижней части ковша.При разливке по вариантумассовая доля оксидов титана в основном печном шлаке снижалась до 0,55 - 0,65, а стойкость футеровки повышалась до 16 плавок, Начальная порция шлаковой смеси полностью расплавлялась еще до заполнения ковша на высоту 0,25 его полной высоты,Наиболее высокие результаты были получены при опробовании варианта . Первая порция шлаковой смеси полностью расплавлялась, а последующая ее догрузка после заполнения 0,35 высоты ковша металлом трудностей не представляла. Содержание оксидов титана в шлаке снижалось до 0,45 - 0,50;, а колебания температуры металла в печи и ковше составляли 20 - 25. Огнеупорное кольцо теряло не более 15-20; своей первоначальной массы,Следует отметить как положительный тот факт, что дифференцированная присадка шлаковой смеси по ходу слива после заполнения металлом 0,35 высоты разливочного ковша обеспечивала образование неполностью расплавившегося слоя на поверхности шлака, находящегося в зазоре между стенкой ковша и кольцом. Это предохраняло металл от дополнительных потерь тепла, а также способствовало формированию устойчивого шлакового гарнисажа на футеровке ковша При разливке по варианту И несколько снижалась стойкость футеровки ковша из-за повышенного ее износа в нижней части, Разбег температур металла увеличивался до 35 - 40 С. Увеличилась скорость растворения материала кольца из-за чрезмерного погружения и большого контакта кольца с расплавом стали, Испытания варианта Ч показали, что увеличение диаметра кольца и плотности его материала приводят к усложнениям процесса ввода кольца и загрузки шлакообразующих в зазор, увеличивают скорость растворения материала кольца,Стойкость ковша снижается, а перепад температур возрастает, что связано с недостатком шлаковой смеси в зазоре.При испытаниях способа-прототипа обнаружены следующие недостатки. Затрудняется введение кольца в ковш и последующее его свободное всплывание, Перепад температур перед сливом в печи и в ковше перед разливкой составил 50-60-",ь,а стойкость ковша снизилась до 10 плавок.Таким образом, предложенный способ позволяет повысить стойкость разливочных ковшей, снизить концентрацию оксидов легирующих элементов в шлаке и их безвозвратные потери и улучшить качество металла,Экономическая эффективность при использовании предложенного способа образуется за счет повышения срока эксплуатации разливочных ковшей и снижения расхода дефицитных огнеупорных материалов; уменьшения безвозвратных потерь легирующих элементов; повышения качества металла и отливок за счет снижения содержания кислорода, включений, а также улучшения качества поверхности.Формула изобретения 1, Способ внепечной обработки стали, включающий размещение на днище сталеразливочного ковша огнеупорного кольца, выпуск металла из плавильного агрегата в разливочный ковш через огнеупорное кольцо, загрузку шлакообразующих в ковш поФ1799917 между футеровкой и огнеупорным кольцом непрерывно после наполнения 0,25-0,45 Высоты коВша.2. Способ по и, 1, отл ич а ю щи й с я 5 тем, что в качестве шлакообразующей смесииспользуют шлаковую смесь системы СВО - А 20 з-М 90, близкую к эвтектическому составу. 10 3, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что огнеупорное кольцо выполнено из материала, обладающего восстановительными свойствами по отношению к оксидам легирующих элементов стали,Стойкость фу Температура металла, СКоличеПлотВысота запол нения ковДиаметрогне- упорноВариант ность ма- ство перВ ковше теровки В печи перед сливом воначальтериала перед ковша,ша го плавок металлом до подачи шлакооб- разуюкольца кои щих 0,75 13 16 18 17 15 1530 1530 1560 1560 1535 1585 1580 1580 1590 1585 0,20 10 15 22 30 35 0,10 0,70 0,66 0,25 0,15 0,75 0,50 0,35 0,30 0,80 0,55 0,45 0,45 0,85 0,5 0,65 0,50 0,90 Способп ототип 1590 0,95 10 1540 0,1 0,95 Составитель В,МалыгинТехред М,Моргентал Корректор М;Керецман Редактор Заказ 1139 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ходу слива, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла, увеличения стойкости футеровки ковша и экономии легирующих элементов стали, огнеупорное кольцо имеет наружный диаметр 0,75 - 0,85 среднего диаметра ковша, в качестве шлакообразующей смеси используют нейтральную по своему составу к материалу футеровки шлакообразующую смесь, причем 15 - 300 общей массы вводимой смеси вводят в зазор между футеровкой ковша и огнеупорным кольцом до слива металла, а оставшуюся часть шлакообразующей смеси подают по периметру ковша в зазор кольца но ввопо отно- димой шению к смеси, 0 плотности ме- талла Количество оксидов титана в шлаке перед разливкой,;