Способ обработки расплавленной стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 69) (И) ЗСЮ 21 С 70 АНИ ВТОРСИОМУ в,дочающий рафинировочн процессе выпла.3. Способ ч а ю щ и й вание осущес и шлака ферр .ношении(15,7 В т л по пп.1 и 2, я тем, что вляют смесью хрома, взяты 49):1. рафи кремв с о зема фт-. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Орско-Халиловский ордена Трувого Красного Знамени металлургичес-кий комбинат.(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 539954, кл. С 21 С 7/00, 1974,2. Заявка ФРГ Р 2501829,кл. С 21 С 7/00, 1976.3. Авторское свидетельство СССРР 349733, кл. С 21 С 7/00, 1972.,(54) (57)1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ.РАСПЛАЛЕННОЙ СТАЛИ в процессе ее выпускаиз сталеплавильного агрегата в ковшвключающий введение рафинировочногошлака на основе кремнезема одновре-.менно с началом выпуска стали, акремния и алюминия в процессе выпуска, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффек,тивности использования кислого шпака при рафинировании стали, снижения расхода шлака и раскислителей,/повышения качества стали и выхода годного металла при горячей прокат-. ке, .введение шлака осуществляют непрерывно в процессе выпуска металла, доводя количество рафинировочного шлака к концу выпуска,до 0,4 0,.8 от массы рафинируемой стали, а кремний и алюминий вводят в процессе выпуска. первых 5-10 металла в количестве 0,06-0,10 кремния и 0,02-0,05 алюминия.2, Способ по п,1, о т л ис я тем, что 15-20 ого шлака вводят в уска первых 5-10 метал 1060688Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к способамобработки расплавленной стали,При выплавке стали широкое распространение получили внепечные мето.ды ее рафинирования, позволяющиеперенести ряд операций из сталеплавильного агрегата в ковш, повыситьпроизводительность агрегатов и улучшить качество стали.Известен способ рафинирования стали в ковше. шлаком, включающий заливку в ковш рафинировочного шпака,введение в шлаковый расплав раскислителей и последующую заливку в ковшметалла. Способ применяется при рафинировании стали основными шлаками 11.,Недостатками этого способа являются образование застойных зон в начальный период рафинирования, неполное использование рафинирующихсвойств и неэкономичное его использование. В особенности это сказывается при рафинировании металлакислым шлаком. При расходе кислого 25шлака 2,5-5 от массы металла удаление кислорода из металла не превышает 15, неметаллических включений - 30.Известен способ рафинированиярасплавленного металла путем порционного слива шлака на поток металла, причем половину шлака сливают при сливе первых 20 металла, аостальную часть шлака - при сливепоследних 50 металла 2).Недостаток данного способа прииспользовании кислого шлака состоитв том что при сливе первых 20металла вводится избыточное количество рафинировочного шлака, в связи с чем затрудняется его эмульгирование в металл. С другой стороны,введение 50 шлака после слива вковш половины металла также затрудняет образование дисперсной эглульсии кислого шлака в металле. В результате рафинирующие свойства кислого шлака используются неполно.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и.получаемому результату является способ об-.работки расплавленной стали в процессе ее выпуска из сталеплавильного агрегата в ковш, включающий введение рафинировочного шлака в ковш 55одновременно с началом выпуска стали и раскислителей (кремния, алюминия) в процессе выпуска, например1/5-1/2 металла 3 .. Недостаток известного способа 60состоит в том, что при сливе всего синтетического шлака в началевыпуска металла его рафинирующиесвойства используются неполно вследствие образования застойных зон а рафинирование металла происходитнеравномерно. Первые порции металлаподвергаются весьма глубокому рафинированию, после чего состав шлакасущественно изменяется и рафинирующие свойства ухудшаются. Практически эффект рафинирования не наблюдается после выпуска 1/3 - 1/2 металла. В целом же в результате усреднения в объеме ковша содержаниепримесей в металла уменьшается. Прииспользовании известково-глиноземистого шлака удельное удаление серы. на 1 шлака составляет 10-25, прииспользовании кислого шлака восстановление кремния не превьпаает0,05 на 1 шлака, снижение кислорода и неметаллических включенийне более 5 и 10 соответственно,Целью изобретения является повышение эффективности использованиякислого шлака при рафинировании стали, снижение расхода шлака и раскислителей, повышения качества стали ивыхода годного металла йри горячейпрокатке.Достигается цель тем, что согласно способу .обработки расплавленнойстали в процессе ее выпуска из сталеплавильного агрегата в ковш, включающему введение рафинировочногошпака на основе кремнезема одновременно с началом выпуска стали, акремния и алюминия в процессе выпуска, введение шлака осуществляютнепрерывно в процессе выпуска металла, доводя количество рафинировочного шлака к концу выпуска металладо 0,4 - 0,8 от массы рафинируемойстали, а кремний и алюминий вводятв процессе выпуска первых 5-10металла в количестве 0,0 б,10кремния и 0,02-0,05 алюминия,При этом 15-20 рафинировочногошлака вводят в процессе выпускапервых 5-10 металла, а рафинирование осуществляют смесью кремнеземаи шлака феррохрома, взятых в соотношении (15,7-49):1.Непрерывное введение рафинировочного шлака соответствует характерупоступления в ковш металла и обеспечивает обработку поступающих вковш порций металла свежими порциями шлака, наиболее полное дроблениешлака на мельчайшие капли и наиболее полное развитие обменных реакциймежду металлом и шлаком - экстракции из металла кислорода и кислородных включений, восстановление изшлака кремния.а.Введение части расходуемых на раскисление стали кремния и алюминияв процессе выпуска первых 5-10металла значительно интенсифицируетпроцесс рафинирования стали эа счетформирования в расплаве неметалли50 Наилучшие результаты получаются в том случае, если 15-20 рафинировочного шлака вводить в процессе выпуска первых5-10 металла, а 65 ческой фазы алюмосиликатов и увеличения контактной поверхности "металлнеметаллическая. фаза". Кроме того,формирующиеся в результате одновременного введения в расплав кремнияи алюминия включения алюмосиликатовслужат дополнительными центрами, накоторых развиваются реакции междукислым шлаком и металлом.При этом оптимальное количествокремния составляет 0,06-0,10, алюминия 0,03-0,05, а отношение кремния к алюминию (2-3):1.Количество вводимого кремния менее 0,06 и алюминия менее 0,02недостаточно для существенного повыщения эффективности рафинированияиз-за недостаточного количества Формирующихся включений алюмосиликатов.Увеличение количества кремния,более 0,10 и алюминия более 0,05ухудшает пластичность стали при гд-рячей прокатке, что, возможно, объясняется формированием низших окисловкремния (с отношением кремния к кислороду более 1:2) при взаимодействииизбыточного количества раскислителейс частичками кислого шлака.Остальное количество кремния иалюминия, вводимое в процессе последующего выпуска 1/5-1/2 металла,взаимодействует с мельчайшими частицами эмульгированного шлака, изменяет их состав, способствует их ассимиляции и улучшает условия их от-.деления и всплывания в металле,Сталь, обработанная предлагаемымспособом, очищается от неметаллических включений, улучшается ее пластичность при горячей прокатке, уменьшается количество дефектов в видеплен, рванин, трещин и увеличивается 40расход годного проката. При этомспособ обеспечивает улучшение качественных характеристик стали при меньшем расходе шлака и шлакообраэующих.материалов, 45Суммарное количество кислогошлака, введенное к концу выпускастали, обусловлено достижением оптимальных технико-экономических показателей, Использование шлака вколичестве менее 0,4 недостаточнодля существенного снижения в сталисодержаний кислорода и неметаллических включений. Увеличение количества шлака более 0,8 нецелесообразно из-за увеличения трудоемкостипроцесса рафинирования, чрезмерного увеличения доли кремнезема всоставе неметаллических включений иухудшения пластичности металла пригорячей прокатке.Таблица 1 1 Плавка:Кварцит Шлак ферро- Соотнбхромашение 194 2 96 6 .15,7 1 4 24:1 остальной шлак - равномерно до конца выпуска металла. По-видимому прИ таком режиме достигается наибольше% диспергирование шлака и наибольшее развитие контактной поверхности "металл-шлак", на которой проходит большинство металлургических реакций, связанных с восстановлением кремния, экстракцией из металла кис-, лорода и неметаллических включений,Способ осуществляют следукщим образом.Одновременно с началом выпуска- металла в ковш иэ сталеплавильного агрегата начинают подачу рафинировочного шлака на основе кремнезема и одновременное введение ферросилиция на 0,06-0,10 по кремнию и алюминия 0,02-0,05 при отношении крем ния к алюминию (2-3):1. Присадку этой порции кремния и алюминия заканчивают до выпуска в ковш 5-10 металла.Введение шлака осуществляют непрерывно в течение всего выпуска металла, доводя количество рафинировочного шлака к концу выпуска металла до 0,4-0,8 от массы рафинируемой стали, В качестве оптималь. ного варианта целесообразно введение 15-20 шпака в процессе выпуска первых 5-10 стали.Одним из вариантов являетея обработка металла смесью кремнезема (в качестве которого могут быть использованы песок обычный и кварцевый и другие материалы, содержащие не менее 95 кремнезема) и феррохромового шлака, взятых в соотношении (15,7 - 49):1.Рафинировочный шлак может быть использован не только в твердом, но и в расплавленном состоянии, Твердые шлаки могут быть использованы в разнообразном виде (например в виде смесей, гранул, обмаэок и вставок в футеровку ковша и др.), обеспечивающем предлагаемые режимы.П р и м е р ы 1-4. Низкоуглеродистую сталь, выплавленную в мартеновской печи, выпускают в сталеразливочный ковш. Масса металла в ковше220 т.Для рафинирования стали используют шлакообраэующую смесь из кварцита и шлака феррохромового производства, состав которой представлен в табл, 1, а уровень налива смеси и ее доля от общего количества - в табл. 2,.,5 Отношениекремния калюминию Количеств алюминия олич ест во кремния,Уровень нали ва на момент окончанияприсадки спл вов,ка 0 2 02 05 0,03 0,04,09 ,08 2:1 ху в изложрокатываютт. Расходрезультаты Металл раз ницы для слит на слябы, а з материалов и представленыивают . свов 13 ттем на лолученнытабл, 4 е выпу вводят (1,5- ,02 працев ковшсилицния3 аблица 4 авк Показате 220 Масса стали, тВведено кислогшлака, Т/ 2 2 0,9 б;"4 7.Плавка Кварцит Шлак Ферро- Соотнохрома шение 1 ОТаблица 2 На всех плавках в ка 1/5 - 1/2 металла остальную часть, ферр 2, 5 кг/т) и алюми 0,04) . Продолжение табл. 2 55Смесь наносят на футеровку ковша с помощью жидкого стекла. На плавках 1-3 в нижней части до уровня 5-10 наносят 15-20 смеси, а остальную смесь наносят равномерно до уровня наполнения ковша металлом. На плавке 4 смесь наносят равномерно по высоте.Количество шлака составляет 0,4- 0,8 от массы металла (табл. 4), В процессе выпуска металла шлаковая смесь расплавляется и змульгируется в металл.На всех плавках в процессе выпуска первых.5-10 металла вводят одновременно 65-ный Ферросилиций на 0,06-0,10 по кремнию и алюминий в количестве 0,02,-0,05 при отношении кремния к алюминию (2-3):1. Данные приведены в табл. 3.Таблиц а 3(10,4) 0,0006 0,0012 (12,5) (25) Снижение содержанияоксидных включений,40 0 28 20 60 Уменьшение количествадефектов прокатанныхлистов, " 0 0 0,6 Оу 5 0,9 0,8 1,0 0,5 1 ю 2 0,7 трещин рванин увеличение выхода +годного проката,1,7 1,5 1,9 ВНИИПИ Заказ 9975/29 Тираж 568 Подписное филиал ППП "Патентф, г.ужгород,ул,Проектная,4 По сравнению с прототипом.Плавку 5 низкоуглеводистой сталивыплавляют так же, как и плавки 1-4.Для рафинирования в ковше испольуют ту же смесь, что и на плавке 2,однако., в отличие от плавок 1-4,всю смесь загружают в ковш одновременно с началом выпуска стали,т,е. обработку осуществляют согласно способу-прототипу. Раскислителивводят в процессе выпуска 1/5 -1/2 металла. Дальнейший предел. метал:ла аналогичен переделу металла плавок 1-4,Как видно из.табл. 4, плавки 1-4,обработанные по предлагаемому способу, по сравнению с плавкой 5, обработанной по способу-прототипу, 60характеризуются более эффективным использованием рафинировочного шлака, имеют лучшие качественные показатели и более экономичны по расходуФерросилиция. Снижение содержаниякислорода составляет 10-30, неметаллических включений 28-60, увеличениевыхода годного проката 1,5-1,9 применьшем расходе ферросилиция на0,9-1,5 кг/т и шлака на 0,2-0,6. Наилучшие технико-экономические показатели достигнуты на плавках 1-,3, накоторых 15-20 шлака вводят в процессе выпуска первых 5-10 металла. Способ может быть использованпри выплавке углеродистой и низколегированной стали разнообразногоназначения.