Способ выплавки стали

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к .способам выплавки сталей дуплекс-процессом,Известен способ выплавки высококачественной стали дуплекс-процессом: основная - кислая мартеновская лечи с восстановлением кремния в процессе доводки жидкого полупродукта в кислой печи до содержания его в металле не менее 0,22 ( 1).Недостатками данного способа являются низкая производительность сталеплавильных агрегатов вследствие.трудности синхронизации работы основной и кислой печей и значительная продолжительность доводки металла в кислой печи.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае-, мому реэультату является способ выплавки стали, включающий загрузку шихты, ее расплавление, доводку плав ки последовательно под основньщ и кислым шлаками 12 1.К.недостаткам известного способа относятся высокий расход кремнесодержащих ферросплавов вследствие того, что процесс восстановления кремния по ходу доводки металла под кислым шлаком не получает значительного развития., так как под и откосы печи выполнены нейтральными (на основе Сг 20или А 1 ОЗ), и низкая изотропность свойств йэделий из стали, полученной по данному способу, Понижение изотропности свойств стали объясняется присутствием в нем неметаллических включений типа хро-. ,мистых шпинделей или алюмосиликатов, деформируемых в процессе обработки слитков давлением.Целью изобретения является повышение качества стали и снижение рас хода кремнесодержащих ферросплавов.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали, включающему загрузку шихты, ее расплавление, доводку плавки последовательно под основным и кислым шлаками, после наведения кислого шла. ка металл продувают в струе газа- носителя смесью кремнезема, аморфного графита и марганца в соотношении 1(0,4-0,6):(0,7-0,9) при общем расходе смеси 4,5-20,5 кг/т ,стали.Причем в качестве газа-носителя .используют кислород или воздух.Совместное введение в металл порошков кремнезема и аморфного графита обеспечивает восстановление кремния но реакции802) + 20 фГБ 1 + 2 СО-Я, (21Порошок ь(арганца вводимый всмесь, окксляясь в металле струейгаэа-носителя, компенсирует тепло, 65 Для интенсификации процесса окис-. ления углерода после наведения кислого шлака в печь присаживают марганцевую руду. Через 30-45 мин после наведения кислого шпака производзатрачиваемое на реакцию восстановления кремния углеродом.уменьшение в соотношении количества углерода менее 0,4 приводит кнарушению стехиометрического соотно шения между кремнеэемом и углеродомпо реакции (1),что влияет на загрязненность металла включениями кремнеэемистого стекла, Увеличение в соотношении количества углерода свыше 10 0,6 приводит к науглероживанию жидкого металла, что увеличивает продолжительность периода кипения. Уменьшение в соотношении количества марганца менее 0,7 приводит к значительному охлаждению сталеплавильной ванны в результате недостатка тепладля компенсации эндотермического эффекта реакции восстановления кремния.Увеличение в соотношении количества марганца свыше 0,9 приводит ксильному разжижению кислого шлака .всплывающими окислами марганца инасыщению металла газами из атмосферры печи.25 при уменьшении расхода смеси м нее4,5 кг/т стали процесс восстановления кремния и изменения состава неметаллических включений не получаетзначительного развития.30 При увеличении расхода более20,5 кг/т стали нарушается синхронность процессов рафинирования и нагрева металла.Способ выплавки стали осуществ ляется следующим образом.Плавку ведут в одной печи с нейтральной футеровкой. В качестве шихтовых материалов применяют легирован.ные отходы собственного производства, твердую шихтовую заготовку ивысококачественный чугун, Доля чугуна в металлической части шихтысоставляет 45-55, Содержание углерода по расплавлении составляет1,7-2,5 Ъ, Доводку жидкого полупро дуктаведут под известковыми шлака-ми до достижения содержания углерода в металле на 0,60-0,75%, превы-шающего нижний предел, и содержаниясеры и фосфора до пределов, заданных 50 химическим составом марки стали,После этого в печь присаживают Ферромарганец,иэ расчета получения марганца в металле в пределах 0,300,40 и производят принудительное 55 скачивание (до 90) основного шлака. Наведение кислого шлака производят оборотным шлаком и шамотнымбоем в количестве 3,5-4,0 и 0,5от веса жидкого металла соответст Венно1033551 Времяотборапроб;ч-мии Химический состав металла Мп Я Сг 2,00 0,35 Следы 0,035 0,040 0,281 г 84 ОГУЗО 0031 Ок 025Скачивание шлака + известь 1500 г 00-00 00-30 00-30 01-00 01-30 01-3002-00 02-05 02-08 ,02-12 1,01 0,18 170 0,30 - 0026 0,0.21 0,30 1,35 0 28 -. 0,020 0,015 О 32 Скачивание шлака + известь 1500 г 1 ю 17 Ог 28 Ог 017 0013 Оф 32 ФМН 75 - 340 г 1,01 0,18 Скачивание основного шлака Оборотный кислый шлак 600 г + шамотный бой 750 г дят продувку металла в струе сжатогО воздуха или кислорода смесью крем-незема, аморфного графита и марган"ца в соотношении 1:(0,4-0,6)в(0,7- 0,9). Общий расход смеси за период доводки металла под кислым шлаком составляет 4,5-20,5 кг/т стали.После получения необходимого кофличества углерода и восстановленного кремния производят окончательС Ий 51ОРЗЗтО/25 т О/17 юО т 40 т ,0 г 50 т 0 к 37 тВыплавку стали проводили в индукционной печи емкостью 150 кг с тиглем, выполненным из смеси хромистого железняка (85-90) и боксита (10-151 С целью повышения активности шлака на него после полного расплавления металла помещалось графитовое кольцо. Для создания движения газов надповерхностью, шлака и поддержания его высокий температуры он обогревался горелками, расположенными под некоторым,углом к его поверхности, Продувка жидкого металла. после наведения кислого шлака смесью кремнезема, аморФного граФита и марганца осуще.ствлялась через футерованную сталь.ную трубку диаметром 20 мм, погру,.жаемую в металл на глубину 200- 250 мм. Ход плавки приведен в табл. 1.Из стали опытной плавки были от:чты слитки массой 30 кг. Для срав-, нения проводят. плавку по известному;способу.В табл. 2 и 3 приведены результаты исследований влияния технологии выплавки стали на коэффициент изотропности механических свойств изделий из нее и состав,.неметвллических включений.П р и м е р 2, Предлагаемым способом выплавляли сталь марки 38 ХНЗИФА с химическим составом по ГОСТ 4543-71 ное раскисление металла ферромарган-цем и дальнейшее легирование. МеталлвыпусКают из печи с перегревом на100-150 С над температурой плавления марки стали,5П р и м е р 1, Предлагаемым способом выплавляют сталь марки38 ХНЗМФА с химическим составом йо,ГОСТ 4543 - 71 у 8.Сг й Ио ч 5 Р1,20 р 3,00 0,35 р 40,10 р1 ф 50 р 350 Ок 45 г 018 Ос 025.в 150 кг индукционной нечи с тиглемиз дистенсиллиманита. Ход плавки ипорядок продувки металла смесью крем.:незема, аморфного графита,и марганца аналогичен приведенному в примере 1. По ходу периода доводки жидкого металла под кислым шлаком было20 отмечено несколько более интенсивное восстановление кремния. Восстановление хрома в металл не наблюдалбсь,Влияние технологии выплавкй стали в индукционной печи с тиглем из25,дистенсиллиманнта на свойства изде,лий из нее и состав неметаллическихвключений приведено в табл. 4 и 5.Сокращение расхода кремнесодержащих ферросплавов, в пересчете наЗО ферросилиций ФС 25, при выплавке впечах с футеровкой из хромистогожелезняка и дистенсиллиманита состав.ляет 12,0 кг/т стали.При использовании предлагаемогоспособа выплавки высококачествейнойстали наиболее целесообразным явля ."ется выполнение печи из дистенсил,лиманита, так как при этом исключается восстановление хрома из футеровки,что крайне нежелательно при выплав 40 ке,например, углеродистых марок стали.Производство стали предлагаемый "-способом обеспечивает снижение рас"хода кремнесодержащих Ферросплавов иповышение качества выплавляемой стали.,Продолжение табл. 1 Химический состав металлае щв Времяотборапроб,ч-мин Сг .,Й 3 Мп 1 5 Р 02" 3002"40 0,013 0,27 1,01 1,05 0,15 - 0,017Железная руда 900 г0,89 0,12 0,01ФМН - 560 г + Н - 1 - 3300 г 0,18 0,29 1,01 0,18 0,35Мп 750 г+ С (аморф) + 0,55 0,58 05-18 05-18 ФХ 025 - 2680 гФВд 35 - 990 г 06-00 Выпуск Фа.блица 2Способ выплавки Коэффициент изотропностиф стали 1 1 КоКЧ 0 63 0,88 065 0,58 0,82 0,76 Известный Предлагаемый За коэффициент изотропности принимают от-. ношение значения свойств в поперечном и продольном направлениях. Значение укова при обоих вариантах равнялось 2. Таблица 3 Способ выплавк сталиА 1203 РеО+МпО Сгй 0 ИзвестныйПредлагаемый 03-00 03-05 03-30 03-30 04-00 04-30 04-30 05-00 05.1505-15 0,67 0,12 .Оу 03Продувка смесью 81020,54 0,14 Ор 100,49 0,15 0,12Продувка смесью 8100,41 0,16 0,22Ор 38 Ор 18 Ор 22ФМН 75 - 570 г Химический состав неметаллических включенийЪ 8 102 52,6 10,2 18,9 Ост.64,9 8,8 200 Оет.Способ выплавкистали 0,67 0,86 абл,ица 5 Химический состав неметаллических включений, %по А 0У)+МпО ппО Известный Предлагаевый СоставительА. ПруссТеяредТ.фанта .Корректор.Г. Рааетник Редактор Н. Джуган Заказ 5562/27 Тираж 568 Подписное. ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Иосква, Ж, Раущская наб., д, 4/5