Способ выплавки стали

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 119 54430(22) Заявлено 021080 (21) 2989765/22-02 с присоединением заявки Йо 51) М. Кп С 21 С 5/52 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 300882, Бюллетень Мо 32 Дата опубликования описания 300882 Б.С.Иванов, Ю.Е.Самардуков, Ю.В.Гавриленко, Р,М.Мыльников,Ю.В,Зайцев, Э.В. Ткаченко, В.Д.Кайлов и Г.В., Парфенов"ф. АмитЧереповецкий ордена Ленина и ордена Трудовож ЩФфрногоЗнамени металлургический завод им. 50-летия СССР,(72) Авторы изобретения(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства стали в дуговых электро- сталеплавильных печах.Известен способ выплавки стали, прй котором алюминий для раскисления и легирования вводят в печь соответственно в количествах 0,3-8,0 кг/т перед присадкой легирующих элемейтов .и О,"3-5,0 кг/т после легирования металла 11 .Недостатком известного способа .является то, что он не учитывает влияния таких технологических параметров плавки, как температура металла,окисленность металла, насыщение подины печи окислами железа, окисленность и количество шлака в печи на угар алюминият вводимого в печь. Это приводит к широкому колебанию по содержанию алюминия в стали и вынуждает варьировать присадкой алюминия в широких пределах - 0,3-8,0 кг/т. Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий расплавление шихты, обезуглероживание, уда-. ление окислительного шлака, наводку нового шлака, раскисление, легирование алюминием, внепечную обработку шлаком и аргоном и разливку металла 2 .Основным недостатком известного способа является то, что приего реализации не учитывается влияние технологических параметров введения плавки на усвоение алюминия, что приводит к повышенному его расходу и получению металла с низким уровнем служебных характеристик.Цель изобретения - экономия легирующих материалов, снижение себестоимости стали и повышение ее служебных характеристик.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу у производства стали, включающему расплавление шихты, обезуглероживание, удаление окислительного шлака, наводку нового шлака, раскисление, легирование алюминием, внепечную обработку шлаком и аргоном и разливку, количество присаживаемого в ковш для легирования алюминия регулируют в соответствии с температурой металла в конце окислительного периода и продолжительностью продувки аргоном в ковше, увеличивая его количество сверх требуемого на 0,60- 0,62 кг/т на каждые 10 С при перегрет ве сверх 1630 вС и на 0,10-0,12 кг/т954430 Известно, что при продувке ванны кислородом наряду с обезуглероживанием имеет место окисление железа, 5 причем доля окисленного железа на единицу подаваемого в расплав кислорода увеличивается со снижением содержания углерода в расплаве. Поэтому глубокое обезуглероживание ванны 10 дС 1630 1640 1650 1660 1670 1680 с0 11110 0 12120 0 13 с 1300, О, кг Ге 0,55 67 75 80 Как показала практика, не удается полностью скачать окислительный шлак Остаточное количество шлака на опытных плавках к мОменту ввода раскисС 1630 1640 1650 1660 1670 1680 О,кг 126140 135- 165150 183 201- 225- 240223 250 267 Из представленных данных видно 30 что при увеличении температуры конца окислительного периода на каждые 10 С сверх 1630 С содержание кислорода в металле и шлаке к моменту ввода Раскислителей увеличилось соответст венно в среднем на 12 и 22,8-25,4 кг, т,.е. в сумме на 34,8-37,4 кг, что требовало дополнительного расхода С 1630 1640 1650 1660 1670 1680 Окисление А 1 при переливе, кг 143 164 180 190 87 116 лорода воздуха (при выпуске из печи)при принятой технологической схеме(раскисление в печи - легирование вковше - внепечная обработка шлакомпри переливе из ковша в ковш и аргоном в ковше)позволяет определить 55 суммарный угар алюминия при температуре металла в конце окислительногопериода 1630 дС в размере 680 кг на100-тонную плавку. Повышение температуры сверх указанной требовало допол- бО нительного расхода, как было показано выше, на 0,60-0,62 кг/т каждые10 С перегрева.При обработке расплава в ковшепосле перелива аргоном и интенсивностью 0,02-0,04 нм/т,мин через донна каждую минуту продувки металлааргоном в ковше. т.е. при увеличении температуры металла в конце окислительного периодасверх 1630 С на каждые 10 С увеличи-.вается угар алюминия при переливе всреднем на 20 кг.Таким образом, повышение температуры металла в конце окислительногопериода требует для обеспечениязаданного содержания алюминия дополнительного его расхода на 0,600,62 кг/т на каждые 10 С перегревасверх 1630 С,Учет всех источников кислорода,поступающего в металл и шлак в процессе выплавки, в том числе кислорода атмосферы печи (при.даче присадокв печь), кислорода подины печи, кис"(до 0,02 углерода и менее) сопровождается увеличением содержания кислорода в расплаве, окислов железа вшлаке, повышением температуры. На основании выполненных плавок в 100-тонной дуговой печи была установлена дляокислительного периода следующая зависимость между температурой расплава в конце окислительного периода,содержанием кислорода в ванне и закиси железа в шлаке лителей составляло обычно 1,35-1,50 т,т.е.количество кислорода в остаточномшлаке в зависимости от температуры в конце окислительного периода составляло алюминия на 40-42 кг на 100-тоннуюплавку,Анализ опытных данных показал, что угар алюминия в процессе перелива металла из ковша в ковш также можно представить в зависимости от температуры металла в конце окислительного периода:ные пористые фурмы также происходило окисление алюминия кислородом воздуха, При этом было установлено, что угар составляет 0,12 кг/т в минуту, если продувка аргоном осуществляется с интенсивностью 0,04 нм 3/т.мин и 0,10 кг/т в минуту, если интенсивность продувки составляет 0,03 нмэ/т.мин, При интенсивности продувки на уровне 0,04 нм /т.мин имело место оголение3расплава в большей степени, чем при 10 продувке с интенсивностью на уровне 0,02 нм /т мин, и окисление алюминия кислородом воздуха в этом случае увеличивалось.На чертеже приведен график зависимости угара алюминия от температуры в конце окислительного периода и продолжительности продувки аргоном в ковше: цифры у кривых - продолжительность продувки аргоном, мин, вес плавки - 100 т.Установленная зависимость позволила регламентировать количество присаживаемого алюминия, получать строго заданное содержание алюминия, что в свою очередь позволило снизить расход алюминия, уменьшить эагрязнЕнность металла неметаллическими включениями, повысить магнитные характеристики стали.Изобретение характеризуется приве- ЗО денными ниже примерами реализации способа выплавки стали.П р и м е р 1. Сталь выплавляют в 100 т дуговой печи. Шихта состоит из стального лома и чугуна. После 35 расплавления шихты и нагрева расплава до 1590 С.печь отключают, ванну продувают кислородом. По достижении температуры 1630 ОС продувку кислородом прекращают и скачивают окисли тельный шлак, Остаточное количество шлака в печи составляет 1,5 т. К моменту скачивания окислительного шлака металл содержит,вес.: углерод 0,025, кислород 0,11. Содержание сум марной закиси железа в окислительном шлаке составляет 42. После скачивания окислительного шлака в печь присаживают 400 кг алюминия и 550 кг ферросилиция для раскисления и наводят новый шЛак из извести и плавикового шпата. Через 10-15 мин после присадки шлакообраэующих плавку выпускают в ковш. В ковш перед выпуском присаживают ферросилиций 500 кг, марганец металлический 250 кг, алюминий кусковой 600 кг. После выпуска металла переливают из ковша в ковш, Во втором ковше металл продувают аргоном, Из присаженных 1000 кг алюминия в печь и в ковш ушло на раскисление металла, ф шлака и окисление кислородом воздуха при переливе иэ ковша в ковш 680 кг и 20 кг угорело при продувке металла аргоном в ковше в течение 2 мин (фиг, 1), в металле остается 300 кг, 65 Готовый металл содержит,вес.: углерод 0,032, марганец 0,38; кремний 0,78; фосфор 0,01, сера 0,006, алюминий 0,28 р кислород 0,004. Вес жидкого металла составил 106 т,П р и м е р 2. Так же, как в при-. мере 1, но продувку кислородом ведут до получения более низких содержаний углерода и прекращают ее по достижении 1665 С, К моменту скачивания шлака металл содержит, вес.: углерод 0,022, кислород 0,145, окислительныйшлак - 70 закиси железа (суммарной), После скачивания окислительного шлакав печь присаживают 400 кг алюминия и 550 кг ферросилиция для раскисления, и наводят шлак. После выпускаметалла в ковше, в который присадили)ферросилиций, марганец и алюминий,металл переливают из ковша в ковшвместе со шлаком, Количество алюминия, присаженного в первый ковш,увеличивают по сравнению с плавкой впРимеРе 1 на 0,62 х 100 х217 220 кг, т.е. в первый ковш дают 600 + 220 = 820,Поскольку металл был выпущен сболее высокой температурой, то вовтором ковше требуется продувка аргоном более длительная - в течение5 мин. Поэтому в первый ковш передпродувкой аргоном добавляют еще0,101005 = 50 кг алюминия. Итогов первый ковш присаживают 870 кг алю-миния. Готовый металл содержит,вес.:углерод 0,029; кремний 0,75; фосфор 0,008, сера 0,005, алюминий0,34, кислород 0,005.П р и м е р 3. Так же, как в примере 1, но продувку кислородом проводят до 1680 ОС. Металл после кислородной продувки содержит 0,020 углерода и 0,17 кислорода, окислительныйшлак - 80 суммарной закиси железа,После скачивания окислительного шлака, раскисления 400 кг алюминия и550 кг ферросилиция, наводки новогошлака металл выпускают в ковш. В ковшперед выпуском присаживают 550 кг "ферроцилиция, 250 кг марганца металлического и алюминий. Количество алюминия, необходимое для присадки вковш, определяют следующим образом:(1680-1630 +х 100 х 8 Ф 600 + 310 + 80 = 990 кг,где 8 - продолжительность планируемой продувки аргоном во втором ковше,мин, 100 - вес плавки,т,После выпуска из печи металл вовтором ковше продувают аргоном30 10 Формула изобретения 15 20 ТЕилеротуро,оставитель А. Пр ехред М.Гергель,ректор Г Огар актор А ло 587 Подписноенного комитета СССРтений и открытий-35, Раушская наб., д,69/22 , ТираВНИИПИ Государспо делам иэоб113035, Москва,а Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 7 9544Таким образом, предлагаемый способ выплавки позволяет получатьсодержание алюминия в строго заданных пределах, регламентировать присадку алюминия в зависимости от температуры металла в конце окислительного периода, что позволяет в свою очередь экономить алюминий и снижать загрязненность стали неметаллическими включениями. Способ выплавки стали, включаюший расплавление шихты, обезуглероживание, удаление окислительного шлака, наводку нового шлака, раскисление,легирование алюминием, внепечную обработку шлаком и аргоном и разливку, о т л и ч.а ю щ и й с я тем, что,с целью экономии легирующих материалов, снижения себестоимости стали иповышения ее служебных характеристик, количество присаживаемого в ковшдля легирования алюминия регулируютв соответствии с температурой металла в конце окислительного периода ипродолжительностью, продувки аргономв ковше, увеличивая его количествосверх требуемого на 0,60-0,62 кг/тна каждые 10 фС при перегреве сверх1630 ОС и на 0.,10-0,12 кг/т на каждую минуту продувки металла аргономв ковше. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 398626, кл, С 21 С 5/52, 1972.. 2. Авторское свидетельство СССР 9 358372, кл. С 21 С 5/52, 1971,