Способ обработки стали

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик и 996464(1 М, Ктт.з С 21 С 7/00 С 21 С 7/072 с присоединением заявки МВ Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийОпубликовано 15. 02, 8 бюллетень М 6 Дата опубликования описания 15,02.83 Г,Б,Ширер, В.К.Комельков, В.Г.Яковлев, А.И.Шфярев ,С.А.Крулевецкий, Г.П,Трухман, М.Г.Королев иЮ 1 Ф.Вяткин Центральный ордена Трудового Красного Знаме и научноисследовательский институт черной металлург и им. И.Н.Бардина и Новолипецкий ордена Ленинаметаллургический завод(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретно к внепечнойобработке стали в ковше, и может бытьиспользовано при выплавке высококачественной стали.Известен способ обработки стали,предусматривающий продувку стали вковше нейтральным газом с вводом вшлак раскислителей 1.).Недостатком известного способаявляется то, что при продувке, сталинейтральным газом происходит перемешивание металла с покрывающим егошлаком, который, постоянно насыщаясь серой, теряет свою серопоглоти"тельную емкость, и как следствие,десульфирующую по отношению к металлу способность,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кизобретению является способ продувкиметалла в ковше нейтральным газомпутем перемещения фурмы в вертикальном направлении через границу раздела металл-шлак и погружения ее вметалл. Начинают продувку с погружения фурмы в шлак на величину 0,030,8 толщины шлакового слоя с продолжительностью, равной 0,1-1,0 продолжительности последующей продувки с. погружением фурмы в металл. В процессе всей продувки производят относительное возвратно-поступательное перемещение ковша и Фурмы в горизонтальной плоскости Г 2 .Предварительная продувка шлаканейтральным газом несколько улучшает условия десульфурации стали засчет более интенсивного перемешивания металла и шлака. Однако, постоянно насыщаясь серой, шлак теряет своюсеропоглотительную и десульфурирующую способность, что не позволяетполучать сталь с низким содержаниемсеры КромЕ того, насыщенный серойрафинировочный, например известково-глиноземистый синтетический шлак,невозможно использовать повторно, например В шлако-плавильной печи изза его высокой насыщенности серой иокислами железа и марганца.Целью изобретения является повышение десульфурирующей способностирафинировочного шлака, удаление из 25 шлака серы и снижение в нем окисловжелеза, марганца и кремния.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу обработки стали, включающему обработку металла в ЗО ковше рафинировочным шлаком во вре- ю,мя выпуска стали из сталеплавильного агрегата, продувку газом сначала шлака продолжительностью, равной 0,1- 1,0 продолжительности последующейпродувки с погружением фурмы в металл,относительное возвратно-поступательноеперемещение ковша и фурмы в горизонтальной плоскости, рафинировочный шлак продувают окислительнымгазом струями, расходящимися в стороны - вверх под углом 5-15 к гоориэонтальной плоскости, после чегов шлак присаживают раскислители, аметалл продувают нейтральным газом.В качестве окислительного газаиспользуют кислород, воздух, дву"окись углерода и их смеси.Кроме того, предусматриваетсямногократное повторение поочереднойпродувки шлака окислитепьным газом,а металла - нейтральным.Продувка окислительным газом раФинировочного шлака после рафинирования им металла обеспечивает окисление перешедшей в шлак серы и удаление ее из шлака в виде газовой фазы (сернистого или серного ангидрида), В результате восстанавливается серопоглотительная емкость шлакаи его десульфурирующая способность.Продувка шлака окислительным газомс помощью погружной фурмы струями, З 0расходящимися в стороны - вверх,предотвращает окисление металла, априсадка в шлак после его продувкиокислительным газом раскислителейприводит к восстановлению окислов 35железа, марганца и кремния, которыеоказались в рафинировочном шлаке каквследствие проведения процессов раскисления и легирования, так и вследствие возможного окисления окислительным газом корольков металла, запутавшихся в шлаке,Подготовленный таким образом шлакобеспечивает дополнительную десульфурацию стали за счет перемешиванйя.его.сметаллом в процессе последукйцейпродувки последнего нейтральным газом. Вместе с тем после такой обработки рафинировочный шлак, напримеризвестково-глиноэемистый, становится пригодным для повторного нсполь-. ф 0зования в качестве шихтового матерИ-ала для выплавки синтетического шлака в шлакоплавильной печи, так какон содержит незначительное количество серы, окислов железа, марганца иИкремния.Выбранные параметры расходящихся встороны -вверх струй окислительного газа обусловлены тем, что принаправлении струй под углом менее Щ. 5 к горизонтальной плоскости возможно проникновение окислительногогаза в металл и затягивание металлав шлак, а направление струй под углом более 15 ф к горизонтальной плос 5 кости уменьшает объем шлака, контактирующего с окислительным газом иснижает полноту регенерации шлака.Актуальность использования предлагаемого изобретения определяетсявозможностью получения стали с низким, менее 0,006 содержанием серы,что гарантирует высокие механические свойства стали, особенно принизких температурах. Использованиепредлагаемого изобретения позволяет .также без дополнительных затратна капитальное строительство организовать повторное использование отработанного рафинировочного синтетического шлака в качестве сырья длявыплавки синтетического шлака в шлакоплавильной печи,П. р и м е р 1. В 160-т кислородном конвертере выплавляют железоуглеродистый полупродукт требуемой температуры и химического состава. Металл из конвертера выпускают с отсечкой конвертерного шлака в ковш с жидким рафинировочным известково-глиноземистым шлаком. В процессе выпуска металла проводят все необходимые операции по раскислению и легированию металла. Ковш с металлом и покрывающим его рафинировочным шлаком подают на установку по продувке стали аргоном, снабженную трубопроводами, подводящими к погружной фурме аргон, кислород, воздух и углекислый гаэ. Спомощью дистанционного переключателяподключают к кислородопроводу погружную фурму с соплами, расходящимися в стороны- вверхпод углом 5 к горизонтальной плоскости, опускают фурму в шлак и продувают его в течение 5 мин кислородом., После этого фурму поднимают,подключают к аргонопроводу, одновременно присаживают в шлак раскислители (алюминий) для восстановления окислов железа и марганца, после чегоопускают фурму в. металл на всю глубину ковша и продувают металл аргоном в течение 8 мин. За время продувки шлака кислородом содержание серы в нем снижается с 0,26 до 0,04, Одновременно повышается содержание окислов железа с 2,3 до 3,1 и марганца с 0,05 до 0,10, После присадки в шлак алюминия и продувки металла аргоном содержание серы в шлаке увеличивается до 0,09, содержание окислов железа и марганца составляет соответственно 1,1 и 0,04. Непосредственно после обработки стали синтетическим шлаком (т,едо продувки) содержание серы в металле равно0,007, а после продувки аргоном снижается до 0,004,Отработанный синтетический шлак собран и успешно использован в качестве шихты для выплавки синтетического шлака в шлакоплавильной печи,- 99 6464 5П р и м е .р 2. Все операции прово дят по примеру 1, но с использованием фурми с соплами, расходящимися в сто-роны - вверх под углом 15 ф к горизонтальной плоскости, а продувку шлака и металла, повторяют дважды. При начальных одинаковых с примером 1 содержаниях укаэанных компонентов в металле и шлаке окончательное содер-. жание серы в металле составляет.0,003, а серы, окислов железа и марганца в шлаке соответственно 0,08, 0,9 и 0,04.П р и м е р 3. Все операции проводят по примеру 2, но с использованием Фурмы с соплами, расходящимися. в стороны- вверхпод углом 10 к гоо риэонтальной плоскости, а заканчивают обработку металла продувкой кислородом шлака и последующей присадкой в шлак алюминия. При начальных одинаковых с примерами 1 и 2 содержаниях укаэанных компонентов в металле и шлаке окончательное содержание серы в металле составляет 0,003; а серы, окислов железа и марганца в шлаке соответственно 0,03, 1,0 и 0,05. Давление применяемых газов и ихрасход регулируется поведением шлакометаллического расплава в ковше,Как правило, давление окислительного газа составляет 1,5-3,0 ати, ааргона - 7-10 ати, а их расход соответственно 0,2-0,5 м /мин и 0,7310 м /мин,Результаты сопоставления десуль;фурации металла в ковше по способу- прототипу и предлагаемому способу при выплавке стали марки 17 Г 1 СУ приведены в таблице. Результаты испытанийпоказывают,что при выплавке в 160-.т конверте,рах стали для сварных гаэонефтепро-,водных труб большого диаметра возможно снижение серы на 40-.50 в стали,.обработанной в ковше по предлагаемому способу по сравнению со сниженйемсеры на 14-178 при обработке сталив ковше по способу-прототипу. Крометого, отработанный известково-.глдноземистый шпак имеет примерно в 30 8 раз более .низкое содержание серы.Это существенно расширяет возможностьего использования в составе шииты привыплавке свежего синтетического из"вестково-глиноземистого шлака (см.15 таблицУ)Аналогичные результаты полученыи при применении в качестве окислительных газов воздуха, воздуха, обогащенного кислородом, и углекислогоЩ газа с различным обогащением кислородом. Однако эффект десульфурациишлака достигается при затрате большего времени,При применении в качестве раскислителей силикокальция и ферросили 1 ция достигается тот же эффект, нонесколько повышается содержание двуокиси кремния в шлаке.. Экономический эффект от предлагаемого изобретения за счет дополниЗ 0 тельной десульфурации стали, исключая применение таких десульфураторовкак порошкообразный силикокальций,а также за счет повторного использования отработанного синтетического .шлака в качестве компонента шихты длявыплавки синтетического шлака, составляет около 450 тыс. руб. в год собъемом рафинирования стали около500 тыс. т в год.1в в 3 е ве31 3а а Фв о 4 йМ ао С Ф То оо оо ох о о о чв ч о о о оо о Ю о ооФ о оо о1 еФ лМ ФЧьо оФч о 1Ф 4Ф Ф 11 1 1 1 1 1 1 11л л о о о о с Ф о ф 39о о о оо о во о о ЮФ Ф 4 ФФо4 Ч,1 О 3о 3 Воса1С 3 3 г --- -3 1 1 11 31 31СЕей 3ае т 3С С 43 Вви-с в 1Е 3 Овв вО 1 ОаСф 3 С3 3СЕЕа еае 2 ессевх 1еоГ в в в вс ее Фв в.вх в1 а ее в о в9964 6,4 формула изобретения Составитель В.Долгий Редактор Л.Повхан Техред О.Неце Корректор Н.КорольЗаказ 846/38 Тираж 566 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1, Способ обработки стали, включающий обработку металла в ковше рафинировочным шлаком во время выпуска стали из сталеплавильного агрега-. та, продувку газом сначала шлака продолжительностью, равной 0,1-1,0 продолжительности последующей продувки с погружением фурми в металл, относительное возвратно-поступательное перемещение ковша и фурьи в горизонтальной плоскости, регламентацию глубины погружения фуражи в шпак и металл, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целвю повышения десульфурирующей способности рафинировочного шлака, 15 удаления из шлака серы и снижения в нем окислов железа, марганца и кремния, рафинировочный алак продуваютокислительным газом струями, расходящимися в стороны - вверх под углом5-15 к горизонтальной плоскости,после чего в шлак присаживают раскислители, а металл продувают нейтральным газом,2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве окислительного газа используют кислород,воздух, двуокись углерода и их смеси.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРВ 720028, .кл, С 21 С 7/06, 1978.2. Авторское свидетельство СССР9 651889, кл, В 22 0 1/00, 1977.