Способ выплавки стали

(71) Центральный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт черной метаплургииим, И.П. Вардина(54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ в дуговой печи, включающий расплавление .шихты, оОезуглероживание расплава, удаление окислительного шлака и на. водку нового раскисления металла и выпуск его в ковш с последующим переливом во второй ковш, ь т л и ч аю щ и й с я тем, что; с цельв) сниженйярасхода шлакообразующих, новы- щения производительности печи, получения,.содержания серы в металле не более 0,0083, после удаления окислительного шлака за 5-15 мин до выпуска плавки на кщщую удаляеиую 0,0013 серы вводят в печь 0,6-1,5 кг/т из- р вести, 0,06 - 0,25 кг/т плавикового апета и 0,0 б - 0,25 кг/т алюминия, а в ковш после выпуска.на шлак дают. , 0,15 - 0,40 кг/т, ферроснликокальция.ИФ 69Изобретение отйосится к чернойметуллургии, в частности, к выплавке стали в дуговых печах.Привыплавке стали в дуговых,йечах после проведения окислительногопериода, как правило, окислятельныйшлак удаляется, наводится новый ипроводится восстановительнцй период.Целью последнего является раскисление металла, корректировка составастали, удаление серы.Наведение ввосстановительный йериод высокоосйовного шлака с низким содержаниемокислов железа позволяет получитьсталь с низким содержанием серы,Однако вследствие малой скоростидиффузия серы в системе металл-шлакпри отсутствии интенсивного перемешиванйя ванны в восстановительный период, процесс удаления серы из металла происходит медленно, что отрицательно сказывается на производи- .тельности печи. Поэтому на практикедесульфурацню стали осуществляют вне печи, при выпуске стали в ковш сошлаком, в результате чего создаетсябольшая поверхность контакта металлаи шлака, вд мйого раз ускоряющая"реакцйи, протекающие на границе металлшйак еИзвестен способ выплавки стали, .при котором десульфурацию сталй осуществляют в ковше путем обработкиее жядкйми синтетическими шлакаьж,содержащими 52-557, Са 0, 40-463А 10, не более 3,5 Ж МО , не более0,53 РеО, менее З,ОЖ ЧяО (1), Нагретый до 1650-1750 фС шлак заливают всталераэливочный ковш за несколькоминут до выпуска плавки. При обработке таким злаком сера в стапя снижается йа 50-ЗОЖ я достигает О,ООЗО,ОО 83, Однако существеиици недостатком этого способа является высоФкая стоимость шлака нз-за содержащегося в нем значительных количествдорогостоящего глинозема, являющего ся сырьем для производства алюминия,Кроме того, для выплавки сянтетичесКйх шлаков необходимо дополнйтельное оборудование. Поэтому использование синтетических шлаков по известному спОсобу удорожает 1 т сталя на2-5 рублей.Известен также способ выплавки .,стали, нри котором .после скачивания:окислительного шлака прясаживают легирующие сплавы, наводят новый шлак 1497 3из 2 б кг/т извести, 3 кг/т шамотая 5 кг/т плавикового шпата. Шлакраскисляют порошком ферросилицияи кокса, Перед выпуском в шлак при саживают дополнительно 4 кг/т плавикового апата и раскисляют металл впечи иля в ковше кусковым апюмийиемдо 1,5 кг/т (2), Обработка сталишлаком прн выпуске по этому способуснижает содержание серы при выплаЬкешарикоподшипниковой стали. Таким образом, по сравнению с предыдущимэтот способ позволяет снизить содержание серы в стали без использования 1 э дорогостоящего щлакообразукщего материала - глинозема.Сднако, и этот способ, прийятыйэа прототип, также имеет существенные недостатки Для обеспечения де сульфирующей способности шлака поизвестному способу в восстановительный перйод шлак раскисляютв печиферросилицием и коксиком в течение20-50 мйи для снижения содержаниязакиси железа и шлака до 1,53 и менее, лишь после этого плавку выпускаке в ковш. Такая продолжительностьвос:становнтельного периода не помоляет производить выплавку по известЗо ному способу ннзкоуглеродистых электротехнических сталей, для которыхуглерод и азот являштся вредиымяпримесями, так как в восстановительный период происходят дополнительное 35 насыщение металла углеродом и азотом.1Сокра 1 ейяе восстановительного периода до минимума за счет переносанекоторых технологических операций, 4 О например, раекйсленйя я сфоривроваиияшлака в ковш, позволяло бы значительно увеличить производительностьпечи, исключить насьпцение стали угле-.родом и азотом, Кроме того, по способу, принятому за прототип на образование восстановительного шлака расходуется до 1 О кг/т весьма дорогостоящего материала - плавикового шпата, Дифференцированный подбор опти- эО иального количества шлакообразующях.для каждой конкретной плавки в соответствии с химическим составом вцплавляемой стали йоэволйло бы сократить их расход до разумных пределов .Я с сохранением высокой десульфирующейспособности шлака.Целью изобретения является создание технологии выплавки, позволяю"3 6914 щей производить в крупных дуговых печах электротехническую сталь с низким содержанием углерода и азота, обеспечить сокращение продолжительности плавки, удалить, серу из металла, сократить расход шлакообразующих материалов.Поставленная цель достигается тем, что после проведения окислитель" . мого периода и удаления окислитель ного шлака за 5-15 мин до выпуска плавки на каждую удаляемую О,ОО 1 Х .серы, из содержащихся в расплаве стали 0,006 Х, вводят в печь 0,6- 1,5 кг/т извести, 0,06-0,25 кг/т 15 плавикового шпата, 0,06-0,25 кг/т алюминия, и в ковш .на шпак после выпуска дает 0,05-0,40 кг/т Ферросиликокальция. После выпуска металла .в первом ковше образуется активный, 20 хорошо раскисленный шлак, который при переливе вместе со сталью во :второй ковш эффективно удаляет из. металла серу. Таким образом, в печи лишь расплавляют шлакообразующне 25 :окончательное же формирование .оптимального состава шлака проводят в. /ковше. Это позволит сократить продолжительность плавки на 10-30 минО ытиыми плавками былоустановле- ЗО. .но, что достаточной десульфирующей способностью обладает шлак, содержащий 55-ба Са 0, не более 18 Х кремнезема, не менее 2% глинозема, 7-9 Х окиси магния, 3-53 плавикового шпата.,Однако, эффективное удаление серы зависит не только от оптимального состава шлака, что является необходимым, но недостаточным условием, но также и от его количества, так как количество шлака, при прочих равных условиях, определяет количество удаленной серы, т.е. глубину десульфурации с тали еОпытным путем было установлено, 45что для обеспечения удаления серы . "иэ стали до 0,0057 - 0,008 Х послескачивания окислнтельного шпаканеЖходимо на каждую удаляемую 0,001 Хсеры нз сверк имеющихся 0,008 Х5 О " вводить в печь указанные вьппе количества извести, плавикового шпаТа, . алюминия, а в ковш - ферросиликокаль-.цияеНижние пределы количестванрйсадок обусловлены тем, что обычно норасплавлении ппхты содержание серысоставляет не менее 0,015-0,02 ОХ,97 4а верхние пределы тем, что сера порасправлении редко бывает выше0,040-0,045 Х. Кроме того, количествовводимых присадок корректируетсяв указанных вьппе пределах с учетомколичества оставшегося в печи окислительного шлака, при выплавке Экрупных печах,"который практическиполностью удалить не удается. Поэто. -му, если в печи остается 4-5 кг/тшлака, вводят добавки ближе книжнему указанному пределу, нрй остаткешпака в пределах 10-12 кг/т вводятдобавки в количестве, ближе к верхним пределам, Ниже дачы примеры осуществления способа. Предлагаемыйспособ был осуществлен при выплавкеэлектротехническойдйнамной) сталив 100-тонной дуговой йечи,П р и м е р 1. Шихта состояла из15 т чугуна, 45 т обрези блюминга,60 т обрезн листопрокатного цеха,По расплавлении металл содержал0,17 углерода, 0,12 Х марганца,0,007 Х фосфора, 0,025 Х серы О,ОЗХхрома, 0,07 Х никеля. После проведения окислительного периьда в течение 1 б мин с применением газообразного кислорода при интенсивностипродувки равной 2250 нм /час металл.3содержал 0,025 углерода, 0,023 Х серы, 0,05 Х хрома, 0,07 Х никеля, т.е.металл содержал сверх 0,008 Х серыеще 0,015 . После скачивания окислительного шлака в соответствии спредлагаемым способом с учетом содержанйя серы и остатка окнслйтельного шлака 5 кг/т необходимо ввестина каждую 0,001 Х серы, О,В кг/т извести, 0,1 кг/т плавикового шпата,0,1 кг/т алюминия в печь, в ковш нашлак после выпуска - 2,2 кг/т ферроснликокальция. Таким образом., всеговвелй в печь 0,8 ф 5=2 кг/т извести,0,1"15 кг/т плазикового пщата,0,1 "1,5 кг/т алюминия, в ковш .0,1515=2,25 кг/т ферросиликокаль-ция, После расплавления присадок впечи, что заняло б мин, плавку выпустили в ковш, в котором находилиськорректировочные добавки. Из первогоковша:сталь вместе со шлаком перелиливо 2-ой ковш и разлили на УНРС, Готовый металл содержал 0,026 Х углерода, 0,20 Х марганца, 0,50 Х кремния,0,007 фосфора, 0,00 бХ серы, О,Об хрома, 0,07 Х никеля, 0,007 кислорода и 0,008 Х азота.Составитель Л. ИагаюмоваТехред Й.Олейник Корректор Т. Колб Редактор А Титоваеее еаа а аааа ее еаеае еаееаюе ееЕааа еа еее еЕ аеааеаЮЕее ае аееееае а еа. Заказ 4947 . . ;. Тираж б 5 . : Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 1 13035, Мосйва, Ж, Раушаса кая: наб., д, 4/5МЕ еее е е ае а юа ефаее еаеае аеее еаеф е еееа е аее аа ееееВ6914976П р ии е р 2, Металлическая часть копрового лома, 60 т обрезн блюминга. шйхты состояла из 15 т чугуна, 45 т . После расплавлаания шихты ванну про-обрези блйэинга, 55 т обрези лнст 6- дули газообразным кислородом в те прокатного цеха. По расправленни шнх-; чение 17 мин с интенсивностью тй проведи окислительную продувку.2200 нм-/час, Иеталл к концу окис-. ванны кислородом с интенснвностыо ,литеаьиого периода содержал 0,02 ОХ 2000 нм /час в течение 18 минут. . углерода, 008 Ж марганца, О,0113 К моменту скачивания окислнтельного Фосфора, 0,0373 серы, О,О 4 хрома, шлака металл содержал 0,0223 углеро- О,093 никейя, После скачнвания окйсда, 0,123 марганца, О,ООЗХ Фосфора, 1 О лительного:шлака в: неча осталось 0,0293 серы0,053 хрома, 0,083 ни- . около 12 кг/т шпака. В печь за келя. После скачнвания окислйтельно-.15 минутдо выпуска ввели с учетом гошпака в печи осталось около количества серы, содержащейся в ме ООС кг шлака. (10 г/т). Таким об- . талле сверх ОАОЗХ, извести 1,5разом, с моменту присадки шпакооб 10,029:0,001),43,5 кг/т плавикового разушщнх металл содержал сверх шпата 0,25 ф.(0,029;0,001) 7,35 кг/т О,ООВЙ серы еще 0,0213 С учетомалюминия 0,25(0,029:0,001) 7,35 кг/т, количества оставшегося шлака в соот- в ковш .- Ферросиликокальция 0,40 ветствни с предлагаеиьвю способом вве- (0,029:0,001)=11,6 кг/т. В ковш ли в печь за 8 минУт до ва ыпУска плавае 26 неРед евыпУском пРисадили коРРектиРУвки извести 1 (0,021:0,001)= 21 кг/т, щие добавки Ферросплавов. Восле выплавикового шпата 0,15(0,021:0,001)пуска плавкй .из печи в первый ковш щ 3,15 кг/т алшминия 0,15 к(0,021: выполнйли перелив металла вместе со :0,001) 3,15 кг/т, в ковш на шпак " шлаком во второй ковш, Сталь разлили Ферроснликокальцнй 0,28 к(0,021;0,001)=25 на УНРС. Химический состав ковшевой5,88 кг/т. Поеле расплавления доба" пробы был спедушщий: 0,022 Ж углерода, вок плавку выпустилй в ковш. В ковше 0,383 марганца, 0,78 кремния, 0,013 находились ферросплавы дня корректи- фосФора, 0,0062 серы, 0,053 хрома, ровкн химического состава стали, в 0,093 никеля, 0,013 алюминия, 0,0063 том числе Ферросилиций нэ расчета Зо кислорода, 0,0093 азота, введения 1,83 кремния. Затем металлвместе со Шпаком перелили во второй Таким образом, нредлагаемый способ ковш и подали на разливку. Готовый выплавки позволяет производить в металл . содержал 0,0233 углерода,крупных дУговйх печах злектротехнй,3 я марганца, 1,72 Ж кремйня,ческую сталь с низкйм содержанием, О,ООЗЙ Фосфора, 0,0053 серы,углерода н азота, обеспечить сокраще,007 Й хрома 0,083 никеля, 0,812 Х ние продолжительности плавки, удаалвмнния, 0,005 кислорода, 0,6083.лить серу из металла без значительныхП р н м е р 3 Металлическая часть расходов дорогостоящих матернашихты состояла из 5 т чугуна, 45 т лов.