Способ обработки металла инертным газом

(72) Авторы изобретения А. КороткЬВА. - К. Хрупкие алов, С. ошенко, нкои Н Г Центральный ордена Трудового Красного Зна щИт Мйучяб ,,г исследовательский институт черной металлургии им, И Н;-БардцМу(71) Заявит ТНЫМ ГАЗО БРА БОТКИ МЕТАЛЛА(54) СП осится к черной меев - к обработкегазом, например аргоИзобретение от таллургии, онкрет металла инертным ном. ность С 23. я идуе ше,Известен. способ обработки металла инертным газом, при осуще"твгэнии которого гаэ в виде пузырей вводят в ме талл в количестве 20-40% расхода на обработку, а остальное количество его подают в зону пузырей,в виде отдельных струй под разными углами к горнзинтальной плоскости Щ.Недостаток известного способа провки металла инертным газом заключатся в том, что шлак после обработки металла инертным газом имеет высокую реакционную способность, что приводит к окислению легирующих элементов, и это является причиной увеличения химической неоднородности готовой стали.Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки металла инертным газом, согласно которому металл продувают газом в ковше через пористую огнеупорную форму с каналами, имеющую возвратно-поступательное пере мещ ние в вертикальном направлении. При опускании фурмы в расплав интенсив подачи газа последовательно увеличива ф с 5-10% до заданной, а при подъемеинтенсивность последовательно уменье ют с заданной до 5-15% ее величиныОднако известный способ ие" поэвет получать химически однородный мет по всему объему ковша; не позволяет уменьшать жидкоподвижность и реакционную способность шлака, находящегос на поверхности металла в ковше, что водит к изменению химического состава металла в процессе разливки стали за счет его контакта со шлаком,Белью изобретения является снижени реакционной способности шлака, повыш ние химической однородности металла улучшение его качества.Поставленная цель достигается тем что согласно способу обработки металл инертным газом в сталеразливочном оввключающему подачу газа через погружаемую сверху фурму и перемещение фурмы в процессе продувки в вертикальном направлении, за 1-4 мин до конца продувки на поверхность шлака присаживают вещества, повышающие его вязкость, после чего фурму поднимают вверх до уровня звглубления, равного. 10-25% столба металла, при этом расход присаживаемого вещества составляет 0,5-5,0 кг/т стали. 10В качестве, вещества, повышающего вязкость шлака, используют магнезит, известь, а также магнеэиальную известь с соотношением МО: СаО, равным 1: (0,06-0,08). 15 Присадка веществ, повышающих вяз кость шлака, позволяет снизить реакционную способность шлака, что обеспечивает снижение угара легирующих элементов в процессе выдержки металла в ковше при разливке, зв счет снижения интенсивности массообмена между ме твллом и шлаком. Перемещение фурмы вверх после присадки веществ, повышающих вязкость шлака, позволяет быстро перемещать присадку со шпаком и тем самым уменьшить реакционную способность шлака за счет повышения его вяз кости. Снижение реакционной способности шлака и уменьшение угаре легирующих элементов создают условия для повышения качества металла.В результате проведения опытных плавок установлены основные параметры предлагаемого способа продувки металла инертным газом. Так, пределы.времени присадки веществ, повышающих вязкость шлаке, в именно 1-4 мин до кояца продувки, и расход присвживаемого веществе (0,5-5,0 кг/т стали) зависит от темпе 49 ратуры шлака, его химического состава, от количества шлака в ковше. При незначительном перегреве шлака над температурой ликвидус (на 50 фС и менее) небольшом его количестве в ковше (например, 1% от веса металла) и невысокой жидкоподвижности (которая, кроме тем пературы шлака, зависит и от его,хими-.ческого состава), достаточно присацить 0,5 кг/т стали вещества, повышающегофй вязкость шлака, за 1 мин до конца продувки.Двльнейшее уменьшение количества присаживаемого в ковш вещества и времени присадки нецелесообразно, так как фф при этом не обеспечивается резкое повышение вязкости шлака зв счет изменения его химического состава и снижение его температуры. При значительном перегреве шлака над температурой ликвидуса (более чем на 100"С), его высокой жидкоподвижности и большого количества шлака в ковше (например 5% от веса металла) необходимо присадить 5 кг/т стели вещества, повышающего вязкость шлака, за 4 мин до конца продувки. Дальнейшее увеличение количества присаживае мого вещества и времени присадки нецелесообразно, так как приводит к перерасходу используемого для звгущения шлака вещества и удлиняет время продувки.Уровень эаглубления фурми после присадки вещества, повышающего вязкость шлака, равный 10-25% столба металла, зависит от следующих факторов. При величине заглубления фурмы менее 10% столба металла уменьшается зона шлакового слоя, увлекаемого гидродинамическими потоками, что приводит к снижению эффективности перемешивения шлака с присвживаемымн веществом, и, следовательно, уменыпает эффективность загушеникеЗеглубление фурмы болыпе чем нв 25% приводит к тому, что энергия гидро- динамических потоков затрачивается в большей степени на перемешивание металла, а не шлака, что также уменьшит положительный эффект. В качестве веществ, повышающих вязкость шлака, можно применять такиенаиболее распространенные металлы, какизвесть и магнезит, Хорошо загущаетшлак магнезиальная известь с соотношейием.МйО к СаО, равным 1: (0,06-0,8).,Можно применять текже хромомвгнезит,доломит, шамот и др. материалы, повышающие вязкость шлака,Соотношение МфО к СаО, равное1:0,06, применяют в случае загущения.шлака, имеющего относительно низкуютемпературу, и в составе которого ужесодержится ЯО. Дальнейшее уменьшениенецелесообразно, так квк это не позволит в достаточной степени загуститьшнеке Соотношение МуО к СаО, равное 1:0,08, применяют в случае, когда шаек имеет высокую температуру (например, 162 ОфС) и не содержит МО,Дальнейшее увеличение этого соотношения нецелесообразно, так квк требует специального оборудования для ее подготовки, что приводит к резкому возрастанию ее стоимости.23 Ьба 8), середине (проба 9) и конецразливки (проба 10), показывают, чтоизменение химического состава незначительно, т. е. металл химически оанородный. П р и м е р 3. Плавку стали в онвертере и продувку аргоном ведут анапо .гично примеру 1 со следующими особенностями; в сталеразливочный ковш попадает 3% шлака от массы металла,перегрев шлака над температурой ликвидуса составляет 80 С. В конце продувкистали аргоном в ковш за 2,5 мин до конца продувки присажнвают 2,5, кг/т стали, магнезиальОй извести с соотношениемЯ 0 к СаО, равным 1;0,06, и поднимают фурму вверх до уровня 15% столбаметалла. Пробы шлака и металла, взятые перед продувкой металла аргоном(проба 113, после окончания прддувки(проба 12), вначале разпивки на ИНЛЗ(проба 13, в: середине разливки (прьба 14)., и в конце рюливки (проба 18),показывают, что металл по всему обьему ковша гомогенный по химическомуанализу,П р и м е р 4. Выплавку стали осуществляют аналогично примеру 1, затемметалл обрабатывают аргоном, за 3 миндо конца обработки металла аргономфурма поднимается до уровня заглубления20% от столба металла, и в металл в струеаргона вводится магйезиальная известь, вкоторой соотношение Я 0 к СаО равно 1::0,1, в количестве 1 кг/т стали. Результаты изменения химического состава шлакаи металла, представленные в таблице, свидетельствуют о том, что подача материала, повышающего вязкость шлака, в видепорошка позвопяет получить хорошие результаты. 40 Применение иредлагаемого способа обработки металла инертным газом, но сравнению с известным позволяет увеличить вязкость шпека, резко уменьшить, его реакционную способность, повысить химическую однородность металла и улучшить его качества пронзвщства 2 млн. т стали он составит567 тыс.руб. в год. 59260П р и м е р 1, В 350 т кислородныйконвертер загружают лом, заливают чугун.и начинают продувку кислородом, присаживая шпакообразующие добавки по принятой технологии При достижении за 5данного углерода и температуры металла плавку сливают в сталеразпивочныйковш. Во время слива плавки в ковш присаживают раскислители и ферросплавыдля легирования металла, Затем ковш оподают на стенд для продувки металлаинертным газом. В сталеразпивочныйковш при сливе плавки попадает 1% шлака От массы металла, переирев шлака надтемпературой ликввдус составляет 80 С.Химический состав шлака, взятыйперед продувкой металла аргоном, приведен в таблице (проба 1).Продувку металла агроном осуществляют через погружную неашаждаемую фур-. 20му с погружением на 85% глубины метолпа. За 1 мин до окончания продувкиНа пбверхность шпака присаживают Известь в количестве 0,5 кг/т стали, фурмуподнимают вверх до уровня загпубления, 5равного 10% столба металла и продй.жают продувку, Проба шлака, отобраннаяюсле окончания продувки (проба 2), показывает, что содержание СаО в шлакеповысилось. Визуально шлак, по всей Эоповерхности ковша густой.После продувки сталеразпивечныйковш подают на МНЛЗ для разливки стали. Пробы металла,взятые в процессеразливки (пробы 3, 4, 8), показали, чтоизменения химического состава стали впроцессе разливки практически не происходитП р и м е р 2. В конвертере выплавляют сталь аналогично примеру 1,однако в сталеразливочный ковш попадает 5% конвертерного шлака, перегревшлака над температурой ликвидус составляет 120 С. Химический состав шлакаи металла в ковше перед продувкой по .казан в таблице (проба 6).За 4 мин до окончания продувки наповерхность шлака присаживают магнезиальную известь (соотношение ИО в СаО,равное 1: 0,8), присаживают в копичестве 5 кг/т стали, фурму поднимают вверхдо уровня заглубления 25% столба ме- Экономический эфФект от внедренияталпа и продолжают продувку. Анализ йро- предлагаемого способа достигается забы шлака и металла после окончания про- счет снижения брака но химическомудувки показан в таблице (проба 7). По вв- составу на 0,8% и при годовом обьемезуальной оценке шлак густой, малоподвижный. Пробы металла, взятые вначале (про926023 формула изобретения 1. Способ обработки металла инертным газом в сталеразливочном ковше,включающий подачу газа, через погружаемую сверху фурму и перемещение фурмы в процессе продувки в вертикальномнаправлении, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения реакционнойспособности шлака, повышения химической однородности металла и улучшенияего качества, за 1-4 мин до конца продувки на поверхность шлака присаживаютвещества, повышающие его вязкость,. после чего фурму поднимают вверх до уровня заглубления, равного 10-25% столбаметалла, при этом расход присаживаемого вещества составляет 0,5-5,0 кг/тстали,102. Способ поп. 1,отличающ и й с я тем, что в качестве веществва, повышающего вязкость шлака, вводитмагнезит.3. Способ по и 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве вещества, новьпиающего вязкость шлака, вводятизвесть.4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве вещества,повьииающего вязкость шлака, вводят магнеэиальную известь с соотношениемЯфЭ: СаО, равным 1: (0,06-0,8).Источники информации,принятые во внимание нри экспертизе1. Авторское свидетельство СССР% 509650, кл. С 21 С 7/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРМ 520407, кл. С 21 С 7/06, 1976, С ставите ь К. С рокин Редактор С. Тимохина Техред А.Бабинец Корректор,Л. ВокшанЗаказ 2891/9 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, РЬушская наб., д. 4/5 филиал ППП Пажж, г. Ужгород, ул. Проектная, 4