Способ выплавки стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН а 1 21 С 5/28 5/3 Я ЕТЕЛЬСТВ МУ Н АВТО ческий оронков,о ССС СССР 198 24к черн конверте марганца выхода чества ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ АНИЕ ИЗОБР(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ(57) Изобретение относитсяметаллургии. Предложен споплавки стали в кислородномре из чугуна с содержаниемО, 1-0,3 Е. С целью увеличенгодного за счет снижения к выбросов и выносов, а также предотвращения заметалливания фурмы предложено в ходе продувки вводить в конвертер флюоритовый известняк. Вводизвестняка проводится в два этапа.На первом этапе флюоритовый известняк вводят по истечении 4-107. времени продувки, причем при этом снижают высоту фурмы над уровнем ванны на10-307 Вторую порцию флюоритовогоизвестняка вводят при угрозе снорачивания шлака. Соотношение расходовизвестняка в первой и второй порцияхсоставляет О, 1-0,5 при общем расходе6-14 кг/т стали. Указанные приемыпозволяют снизить вязкость шлака (прего сворачивании) и тем самым избежать потерь металла с выносами. Вначальный период ввод флюоритовогоизвестняка способствует раннему обраэованию шлака, что предотвращаетугар железа. 1 табл.1339133 Изобретение относится к черцой метаплургии, а именно к переделу цизкомарганцовистого чугуна в кислородчпе в Флюоритовом известняке окислов магния способствует замедлению раствореция МО из футеровки конвертераприводит к тому, что при продувкеванны незаглубленной струей в полости конвертера интенсивно дожигаетсяокись углерода, а это увеличиваетвыносы металла и износ футеровки врезультате воздействия на нее высоких температур. Одним из путей решения этой задачи является использование в конвертерном процессе шлакообразующих материалов, содержащих готовые компоненты первичной фазы шлакового расплава (РеО, СаО, МпО и т.д.)или Флюсов, понижающих температуруплавления первичной эвтектики, отработка режимов присадки шлакообразующих материалов с учетом характераокисления элементов низкомарганцовистого чугуна. Е самым распространеннымматериалам, применяемым для улучшения шлакообразования, относятся плавиковый шпат, бокситы, доломитизированная известь и др. Наиболее эффективным является присадка плавикового шпата, однако следует отметить,что более целесообразно использование флюоритового известняка взаменплавикового шпата. Это связано прежде всего с существенной разницей встоимости флюоритового известняка иплавикового шпата, наличием в егосоставе СаСОэ, которьш, разлагаясь,способствует более равномерному ходу обеэуглероживания, дополнительному растворению извести в объемевспененного шлака. Ероме того, нали -цых конвертерах. Цель изобретения - предотвращение заметалливания Фурмы, увеличение вы хода годного за счет сокращения количества выносов и выбросов металла и снижение себестоимости стали.Сущность предлагаемого способа заключается в улучшении процесса шлакообразования конвертерной плавки при переделе нцзкомаргаццовистого чугуна. Известно, что основная трудность передела чугуна с содержанием марганца 0,1-0,37. заключается в затя. гивации процесса растворения извести в первый период шлакообраэования, Растворение извести в этот период возможно лишь при наличии закиси железа в шлаке, т.е. при высоком положении фурмы. Отсутствие жидкоподвижного шлака в достаточном количестве 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и, следовательно, повышению ее стойкости, Благоприятное воздействие наход процесса оказывает также наличие в Флюоритовом известняке глинозема.Таким образом, флюоритовый известняк, являясь комплексным окислосодержащим материалом, наиболее эффективен и легкодоступен, Присадка его в конвертер по наиболее рациональному режиму в сочетании с динамическим режимом продувки кислородом позволяет обеспечить требуемый ход процесса шлакообразования при переделе чугуна с содержанием марганца 0,1-0,37 и предотвратить как заметалливание фурмы, так и выносы с выбросами.Проведенными исследованиями установлен наиболее рациональный режим присадки флюоритового известняка, предусматривающий его рассредоточенный, порционный ввод, причем первую порцию флюоритового известняка необходимо присаживать в первые 4-107 времени продувки с одновременным снижением фурмы на 10-307 от исходного. Присадка флюоритового известняка не ранее первых 47 времени продувки обусловлена необходимостью устойчивого зажигания плавки. Присадка его позже 107 времени продувки приводит к замедлению растворения извести в первичном шлаке и, как следствие, увеличение выносов в этот период.Снижение фурмы в этот период менее чем на 107 от исходного приводит к практически полному дожиганию окиси углерода и образованию выше требуемого количества закиси железа в шлаке.Снижение положения фурмы более чем 307. от исходного может привести к прогару фурмы и не сможет обеспечить раннего шлакообразования даже в случае присадки Флюоритового известняка.Необходимо отметить требование целесообразности ограничения количества первой порции флюоритового известняка. Присадка его в первой порции при соотношении к остальному количеству более чем 0,57 приводит к сильному эахолаживанию плавки, а наличие в флюоритовом известняке кремнезема приводит к образованиюна поверхности куска извести туго- плавкой оболочки двухкальциевого силиката.При соотношении расходов первой порции к остальному количеству флюоритового известняка менее 0,1 не происходит наведения первичного шлака требуемой жидкоподвижности.Следует подчеркнуть, что присад р ка остального количества флюоритового известняка при угрозе вспенивания шлака, регулируя скорость обезуглероживания металла и изменяя физико- химические свойства шлака, позволяет 16 поддерживать шлак во вспененном состоянии, не затрудняя через него отходящих газов.При общем расходе флюоритового известняка 6-14 кг/т стали на протяжении всей плавки поддерживается конвертерный шлак с требуемыми физико-химическими свойствами.Расход менее 6 кг/т стали не обеспечивает эффективного влияния на 25 растворение извести, а расход более 14 кг/т стали приводит к заметному влиянию на температурный режим ведения плавки. Кроме того, наличие кремнезема в флюоритовом известняке тре- ЗО бует значительного увеличения расхода извести для поддержания заданной основности шлака. Момент сворачивания шлака определяют по показаниям шумомера, который непрерывно в процессе продувки регистрирует уровень шума в полости конвертера, В промышленных условиях на 350-тонныхконвертерах установлено, что оптимальный уровень шума в полости конвертера составляет 15-ЗОБ от 1002 шкалы шумомера, т,е. для конкретных условий конвертерного цеха (при используемых шихтовых материалах, конструкции фурмы, режима про б дувки и присадок шлакообразующих материалов) при уровне шума в полости конвертера 15-307 обеспечивается оптимальный уровень шлака, т.е. шлак находится в активном жидкоподвижном вспененном состоянии, но не приводящим к переливу его через горловину конвертера. При этом обеспечиваются минимальное количество выносов меП р и м е р Плавку проводят в 350-тонном конвертере. В конвертер загружают 100 т лома металлолома с насыпным весом 1,0 т/м . На лом присаживают 10 т извести. Затем заливао ют 300 т чугуна с температурой 1400 С следующего химического состава, 7:Углерод 4,8Кремний 0,60Марганец 0,18 талла через шлак, а также высокая 55степень рафинирования металла по сере и фосфору. При уровне шума менее157 шлак начинает переливаться через горловину, что приводит зачастую к необходимости его скачивания, что снижает выход металла и удлиняет цикл плавки. Уровень шума более 307. свидетельствует о "сворачиваниишлака, при этом увеличиваются выносы металла, заметалливается фурма, снижается выход металла, повышается расход раэжижающих добавок, увеличивается себестоимость стали.При опробовании предлагаемого способа в 350-тонных конвертерах угрозу сворачивания шлака определяют по превышению уровня шума в полости конвертера более 307. В этот момент производят согласно предлагаемому способу вторую присадку флюоритового известняка в конвертер.Следует отметить, что оптимальный уровень шума зависит от геометрии конвертера, качества и типа применяемых шихтовых и шлакообраэующих материалов конструкции сопловой головки, принятого дутьевого и шлакового режимов.Для определения настылеобразования конвертера оборудованы системой, позволяющей определять вес фурмы и настыля. Под площадкой блока приводного троса, закрепленной шарнирно, установлено два тензодатчика, обеспечивающих взвешивание фурмы. Вес фурмы регистрируется на самописцах. Взвешивая фурму, например, в начале и конце продувки определяют изменение (или появление) веса настыля, что прямым образом характеризует заметалливание фурмы при продувке, а также характеризует ход процесса, в частности выносы.Для оценки существенности предлагаемых параметров проводят опытные плавки с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничные значения. Кроме того проводят плавки при нижнем, верхнем и среднем значениях предлагаемых параметров и в соответствии с известными.Сера О,О 17Фосфор 0,050Расход кислорода на плавку20 тыс.цм . При среднем удельномрасходе кислорода на плавку1250 м/мин продолжительность плавкисоставляет 16 мин. Продувку начинаютпри высоте фурмы над уровнем ванны4,5 м с постепенным ее снижением впроцессе продувки, После 1, 1 минпродувки (77. от общего времени продувки) присаживают первую порциюфлюоритового известняка весом 0,81 т.После 1,1 мин продувки высота фурмы4,0 м. Одновременно с присадкой первой порции флюорита снижают фурму на0,8 м (т,е. до 3,2 и), что составляет 207. от исходного положения фурмы4,0 м, В течение первых 6 мин продувки в конвертер присаживают 8 т извести (рассредоточена порциями по2 т). Наводку шлака заканчивают через 4 мин от начала продувки. Приэтом фурму выводят на рабочее положе чние 2,5 м, С шестой по десятую минуты продувки уровень шума в полостиконвертера колеблется от 16 до 257На 10-й миц продувки урочець шумапревышает 307. В этот момент в кон -вертер присаживают вторую порциюфлюорита весом 2,69 т. Соотцошециепервой и второй порции флюорита0,81:2,69=0,3, Общий вес флюорита3 5 т (10 кг/т). После присадки втоЭЗВрой порции уровень шума с.нижается до287 и до конца продункп коцеблетсяв пределах 17-297.Продувка протекает нормально,без выбросов и существенных выносов.Шлак находится ч активном жидкоподвижном вспененном состоянии. Присадок плавикового шпата це требуется,по окончании продувки получают металлс содержанием углерода 0,087, маргацца 0,127., серы 0,0147 фосфора 0,0067.ои температурой 1620 С.Вес фурмы перед плавкой 17,0 т, после плавки 17,4 т, т.е. вес настыля на фурме 0,4 т.Металл выпускают из конвертера, по действующей технологии производят раскисление, легирование, обработку аргоном и разлили на УНРС.Результаты опытных плавок приведены в таблице.Данные опытных плавок показывают, что использование предлагаемого способа при соблюдении предлагаемых параметров позволяет предотвратить заметалливание фурмы, снизить выносы и выбросы и снизить себестоимость стали при переделе чугуна с содержаниеммарганца 0,1-0,37Формула изобретенияСпособ выплавки стали, включающий продувку чугуна кислородом с переменным положением фурмы и рассредоточенную присадку шлакообразующих материалов, извести и флюоритового известняка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения заметалливания фурмы, увеличения выхода годного за счет сокращения количества выбросов и выносов, а также снижения себестоимости стали при переделе чугунов с содержанием марганца 0,1-0,37., флюоритовый известняк присаживают в две порции - первую по истечении 4-107 времени продувки с одновременным снижением высоты фурмы на 10-307. от исходного положения, а вторую - по ходу продувки при угрозе сворачивания шлака при соотношении расходов в первой и второй порциях 0,1-0,5 при общем расходе 6-14 кг/т стали.(При алка иернои иор ции )кх)ри) )но) и ) -вестняла Опыт НИв Нег и )рнии, тни рле - , и) нм-н хл)п х ) г. - )( т 1 1)ПРИСЛЛКН,Сниюе ние ка, т полоненияфурчы от му количеству исхолного) 2 2,69 0,81 3,50 80,00 1(ормальнля 0,4 0,3 20 3,27 1,63 4,90 80, 16 80,24 О,Ь 0,8 0,5 О 1,90 0,20 2,10 0,7 0,7 0,1 ЭО 1 О 2,00 0,10 2 10 80,50 15 Выносы,небольаие 0,4 1,2 0,05 выбросы 2,68 1,87 4,55 0,3 0,7 20 2,92 0,58 3,50 0,3 0,2 25 2,75 1,10 3,85 0,2 1)3 25 04 2,15 0,65 2,80 1,0 0,25 0,3 2,33 0,82 3,15 0,4 1,5 40 0,35 1,25 0,50 1,75 0,4 25 1,3 0,3 538 1,62 7,00 0,4 0,3 15 1,2 Известный 20 0,525 80,95.2,1 Сильные выносы,выбросы,на некоторыхплавках сильные выбросы Составитель М. Прибавкин Редактор Н, Гунько Техред М.Ходанич Корректор И. ЭрдейиЗаказ 4185/18 Тираж 549 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5