Способ выплавки стали в кислородном конверторе

Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при выплавке стали в кислородных конвертерах.Известен способ выплавки кислородно-конвертерной стали, при котсром по окончании продувки металлав ванну присаживают термоантрацит имолотый ферросилиций в количестве1 кг/т стали. После выдежки в течение 3-5 мин в ванну вводят силикомарганец и ферросилиций, Во времявыпуска под струю металла дают алюминий 1 .Недостатком этого способа является поздняя присадка алюминия и вводкремния в металл при высоком содержании в нем кислорода, что приводитк повышенной загрязненности сталикрупными силикатными включениями,которые не успевают всплыть иостаются в слитке, снижая его качест во,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кизобретению является способ выплавкистали в конвертере, включающий продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминиеми окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки,при котором алюминий, предварительно ЗОпокрытий углеродистым составом, вводят через шлак, находящийся в спокойном состоянии после окончания продувки кислородом, в ванну конвертера 2.35Недостатком известного способаявляется низкая степень усвоенияраскислителей и легирующих элементов, приводящая к ухудшению качестваметалла за счет увеличения содержания неметаллических включений и снижению выхода годного.Указанный недостаток являетсяследствием незначительного усвоениявводимого в ванну конвертера алюминия вследствие значительного егосгорания при прохождении через шлак,а также вследствие того, что он вводится в металл находящийся в спокойном состоянии. Это ухудшает перемешивание алюминия с металлом, ограчичивает его контакт с кислородом,растворенным в металле, в результатечего часть алюминия всплывает в шлакне обеспечивая необходимого раскисляющего эффекта. 55Цель изобретения - повышение степени усвоения рэскислителей и легирующих элементов, улучшение качества металла и увеличение выхода годного. 60Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу выплавкистали в кислородных конвертерах,включающему продувку металла кислородом, предварительное раскисление ванны алюминием и окончательное раскисление и легирование во время выпуска плавки, предварительное раскисление проводят по исте ении 98-99времени продувки путем присадки внанку ферроалюминия с содержаниемалюминия 55-б 5 в количестве 2,53,5 кг/т стали,Сущность изобретения заключаетсяв том, что введение алюминия вметалл в ьиде его сплава с железомпозволяет повысить его степеньусвоения, так как ферроалюминий болеечем в 2 раза тяжелее чистого алюминия. Упрощается сам процесс присадкиалюминия, поскольку ферроалюминий,как и большинство ферросплавов,имеет кусковую Форму и его вводятв ванну через систему подачи сыпучихматериалов, существующую в каждомконвертере, т,е, процесс полностьюмеханизирован.Предлагаемый способ опробывали на350 тонном конвертере с расходомжидкого чугуна 72 и металлолома 28,Вначале исследовали влияние перемешивания расплава на усвоение алюминия металлом. Расход ферроалюминияна опытных плавках составлял 1 т.Время ввода ферроалюминия изменялиот момента 96 времени от началапродувки до 30 с после окончанияпродувки. Длительность продувки изменяли от 15 до 25 мин. По каждомурежиму работы проведено по три опытные плавки, усредненные данные поусвоению алюминия на которых приведены в табл. 1,Присадка ферроалюминия в мжгентменьше 98 времени продувки приводитк практически полному выгораник алюминия, что связано с длительнымвременем контакта кислорода дутьяс ванной. Присадка ферроалюминияв момент окончания продувки ванныкислородом или через некоторое времяпосле окончания продувки также приводит к повышенному угару алюминия.Это обьясняется отсутствием перемешивания ванны и большими потерями алюминия в шлаке.Наилучшие результаты получены приприсадке ферроалюминия через 98-99времени продувки. Продувка ванныпосле присадки Ферроалюминия в гечение 9-30 с в зависимости от интенсивности продувки способствует эффективному перемешиванию ферроалюминия с металлом и обеспечивает высокую степень усвоения алюминия.Содержание алюминия в ферроалюминии изменяли от 45 до 75, Опытныеплавки проводили в 350-тонном кислородном конвертере с расходом жидкогочугуна,72% и металлолома 28, Расходферроалюминия на плавку составлял 1 т,Длительность продувки равна 20 минпри интенсивности подачи кислорода1100 м 3/мин, Ферроалюминий присаживали по истечении 98,5 времени продувки. По каждому режиму проведено по три опытные плавки, Показатели опытных плавок приведены в табл, 2.При использовании ферроалюминия с содержанием алюминия менее 55 усвоение алюминия очень низкое, Это связано с тем, что такой ферроалюминий является нестойким при хранении и самопроизвольно рассыпается 1 О в порошок, который во время присадки в большом количестве выносится из конвертера. Ферроалюминий, имеющий более 65 алюминия, малоэффективно усваивается металлом, так как его удельный вес приближается к удельному весу шлака.Наилучшие показатели получены при применении ферроалюминия с содержанием алюминия 55-65. Такой алюминий является стойким против саморассыпания при хранении и технологичным при изготовлении и применении. При присадке его в ванну благодаря хорошей плотности и высокому удельному весу достигается хороший контакт с метал лом и обеспечивается высокая степеньусвоения алюминия. СДля определения оптимального расхода ферроалюминия проведены опытныеплавки в 350-тонном конвертере с рас ЗОходом жидкого чугуна 72 и металлолома 28, Длительность продувки составила 20 мин при расходе кислорода1100 м /мин. Ферроалюминий с содер 3жанием алюминия 61 присаживали поистечении 98,6 времени продувки,Расход ферроалюминия изменяли от525 до 1575 кг на плавку, что соответствовало 1,5-4,5 кг/т стали, Покаждому режиму работы проведено по 4 Отри опытные плавки Полученные характеристики работы конвертера приведены в табл. 3,При расходе ферроалюминия менее2,5 кг/т не обеспечивается необходимый (0,02-0,03) уровень его содержаФния в металле перед раскислением.При расходе более 3,5 кг/т содержа-ние алюминия в металле превышаетукаэанный уровень, что не желательно.Наилучшие результаты получены при 5 Орасходе ферроалюминия 2,5-3,5 кг/тстали. Стабилизация содержания алюминия в металле 0,02-0,03) обеспечивает постоянную окисленность стали,что гарантирует получение необходимого состава стали по основным регирующим элементам (марганцу, кремнию,ванадию, титану). Указанное содержа-ние алюминия в стали обеспечиваеттакже повышение жидкотекучести и технологичности металла при разливке намашинах непрерывного литья заготовок. Ввод ферроалюминия до присадкикремнийсодержащих раскислителей значительно снижает количество крупныхсиликатных включений в стали. Кратковременная продувка кислородомспособствует образованию хорошегоконтакта между ферроалюминием ижелезсуглеродистым расплавом и быстрому протеканию процессов его очищения ст вредных примесей, особенно отсеры, Ферроалюминий благодаря большему удельному весу по сравнению салюминием, лучше усваивается металлом. Железо, находящееся в ферроалюминии,. Увеличивает выход годного металла. Повышению выхода годного способствует предварительное раскисление ванны алюминием, в результате.его часть железа. и марганца переходит из шлака в металл и .в значительной степени снижается угар раскислителей и легирующих,П р и м е р. В кислородный конвертер загружали 290 т чугуна и 110 тметаллолома, Продувку осуществляликислородом с интенсивностью 700 м 3/мин.Известь в количестве 10 т присаживал,"1 на металлолом до заливки чугуна,а затем на 3,6 и 12 мин вводили еще15 т извести, Плавиковый шпат в количестве 0,8 т присаживали порциямина 6, 15 и 20 мин. За 20 сдо окончания продувки, длившейся 25 мин,в ванну присаживали 1 т ферроалюминия с содержанием алюминия 61. Вовремя выпуска в металл вводилимарганец, кремний, ванадий и титан,С целью изучения качества металлаотбирали пробы из конвертера передвыпуском и из ковша.Для сравнения проведены плавкис присадкой в ванну алюминия послеокончания продувки металла кислородом, Результаты исследований приведены в табл. 4.Как видно из табл, 4, содержание неметаллических включений и кислорода снижается в 2,7 раза, серы - в 1,7 раза, Содержание азота остается в том же уровне. Предлагаемый способ обеспечивает стабильные результаты по усвоению легирующих элементов, При этом повышение усвоения составляет, абс,:кремния 22, марганца 13, ванадия 7, титана 20, Выход годного металла увеличился на 1,2. Прокат полученный из опытного металла, обладает улучшенными физико-механическими свойствами.Экономический эффект за счетувеличения выхода стали на 1,2составит при производстве 0,3 млн.тстали 288 тыс.руб. в год,1049551 Таблица 1 Показатели Режим работы Время присадки ферроаллюминия, В от нача с после ла продувки 96 97 98 99 100 продувки Длительность продувки 15 мин, расход кислорода 1500 м /мин Время продувки послеприсадки ферроалюминия, с 2 18 9 36 Содержание алюминияв металле на выпуске,0 0,005 0,021 0,028 0,016 0,008 Длительность продувки 20 мин, расход кислорода 1100 м 3/мин Время продувки после присадки ферроалю- с 48 36 24 12"Содержание алюминия в металле на выпуске, 0 0003 0,025 0,028 0,015 0,009 Длительность продувки 25 мин, расход кислорода 700 м /мин Время продувкипосле присадки ферроалюминия, с 45 30 15 60 0 Содержание алюминия в металле на выпуске,Ъ О 0,003 0,027 0,032 0,018 0,011 Таблица 2 Режим работы Показатели Содержание алюминияв ферроалюминии, % 45 50 55 60 Ю 70 75 Содержание алюминияв металле на выпуске, Ъ 0,010 0,011 0,020 0,026 0,025 . 0,015 0,0121049551 Таблица 3 Режим работы Показатели Удельный расходферроалюминия, кг/т 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Содержание алюминияв металле на выпуске, % 0,011 0,016 0,021 0,026 0,030 0,033 0,038 Таблица 4 С о держание, Ъ Усвоение, В Номера плавок г "г Предлагаемый способ 0,0032 0,0038 0,0073 0,013 90. 95 , 100 87 0,0036 0,0040 0,0074 0,015 92 96 100 88 00030 0,0035 0,0076 0,014 90 94 100 89 0,0038 0,0041 0,0077 0,012 91 95 100 87 Известный способ 0,0093 0,0125 0,0070 0,021 76 79 0,0085 0,0092 0,0075 0,026 , 83 88 О, 0121 О, 0143 О, 0060 О, 019 0,0072 0,0088 0,0078 0,027 3 70 81 84 Составитель А, ТимофеевТехред В.Далекоей КорректорЛ,Патай Редактор Г. Беэвершенко Тираж 568 Заказ 8362/28 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Неметаллическиевключения 92 63 97 76 90 54 93 75