Способ обработки расплавленной стали алюминием

СОВЕТСНИХЛИСТИЧЕСНИБЛИН 19) (И З 151) С 21 С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ффЦфЩа в(56) 1. Поволоцкий Д,Я. и др, Электоометаллургия стали и ферросплавов,М., "Металлургия", 1974, с. 235.2. Воинов С.Г. и др. Рафинирование стали синтетическими шлаками,М., "Металлургия", 1970. с. 258.1 54) (571 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАС - ПЛАВЛЕННОЙ СТАЛИ АЛЮМИНИЕМ в емкости, например .в сталеразливоцном . ковше под слоем шлака, включающий принудительное погружение алюминия в глубину расплава, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтр, с целью повышения .степени усвоения алюминия и снижения его расхода, уменьшения содержания неметаллических включений, улучшения качества поверхности металла и повышения выхода годной стали, алюминии погружают в распл в центральной зоне емкости и о менно на двух или более участ удаленных ат центра, причем в ральной зоне алюминий погружаю глубину 0,5-0,7 высоты расплава, а на других участках - на глубину, уменьшенную пропорционально удалению от центра на величину 0,02-0,04 глубины на каждые 0,1 доли радиуса открытой поверхности емкости.2 Способ по и. 1, о т л и ц аю щ и й с я тем, что алюминий погружают по разные стороны от центра в количествах, обеспечивающих равенство моментов выталкивающих сил.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что алюминий . перед погружением в расплав подогревают над открытой поверхностью,расплава в ковше.Способ по пп, 1 - 3, оч щ и й с я тем, что посия в расплав алюминий в 1 горизонтальнои плоскости в центра емкости.5. Способ по. пп. 1 - 4, о ц а ю щ и й с я тем, что пос гружения в расплав. алюминию ют колебательные движения в кальной плоскости,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам обработки стального расплава алюминием и другими раскислителями.При производстве большинства марок стали алюминий для окончательного раскисления металла присаживают на дно ковша перед сливом или на струю металла 1.1 .Однако при введении алюминия на струю происходит значительный угар алюминия из-эа большого различия в плотности алюминия и жидкой стали2,7 и 7,7 г/см 9, что приводит к всплыванию алюминия на поверхность стали. При этом контакт чушки со сталью происходит по одной плоскости, а по остальным пяти - окисление за счет кислорода атмосферы и шлака. Известен способ обработки расплав" ленной стали в сталеразливочном ковше под слоем известково-глиноземистого шлака, включающий принудительное его погружение в глубину расплава на штангах 21 .Указанный способ дает хорошие результаты и при рафинировании стали известково-глиноземистым шлаком, когда значительная часть алюминия восстанавливается в металл из синтетического шлака, однако при обработке стали известково-силикатным шлаком этот способ дает усвоение алюминия не более 20-ЗОВНаиболее близким к предлагаемому является способ принудительного погружения алюминия в находящуюся в ковше под слоем шлака жидкую сталь в виде брусков на штанге 3.НедостатоК известного способа состоит в том, что алюминий при таком, способе введения усваивается метал.- лом плохо, значительная его часть всплывает в шлак, металл имеет повышенйую загрязненность оксидными неметаллическими включениями и повышенную склонность к образованию поверхностных дефектов на слитках, слябах, в готовом прокате.Цель изобретения - повышение степени усвоения алюминия и снижение его расхода, уменьшение содержания неметаллических включений,:улучшение качества поверхности металла и повышение выхода годной стали.Указанная цель достигается тем, что согласно способу обработки ра сплавленной стали алюминием в емкости, например в сталеразливочномковше под слоем шлака, включающемупринудительное погружение алюминия5 в глубину расплава, алюминий погружрет в расплав в центральной зонеемкости и одновременно на двух илиболее участках, удаленных от центра,причем в центральной зоне алюминий10 погружают на глубину 0 5"0,7 высоты расплава, а на других участкахна глубину, уменьшенную пропорционально удалению от центра на величину 0,02-0,011 глубины на каждые 0,115доли радиуса открытой поверхности емкости,При этом алюминий погружают поразные стороны от центра в,количествах, обеспечивающих равенство моментов выталкивающих сил.Алюминий перед погружением в расплав подогревают над открытой поверхностью расплава в ковше.После погружения в расплав алюминий вращают в горизонтальной плоскости вокруг центра емкости.После погружения в расплав алюминию сообщают колебательные движенияв вертикальной плоскости.Рассредоточение алюминия в объемековша способствует повышению скорости его растворения и более равномерному распределению в металле. Распределение его от оси емкости к еекраю на уменьшающейся глубине такжеспособствует повышению степени использования алюминия в силу особенностей конвективных потоков металлав емкости. В центре емкости конвективные потоки направлены вверх, у кра 4 О ев емкости - вниз,Пропорциональное уменьшение глубины погружения алюминия от оси ккраю емкости способствует тому, чторастворяющийся алюминий полнее вов 45 лекается в нижние слои металла иполнее взаимодействует с ним. Приэтом не только повышается использование алюминия, но и снижается загрязненность стали скоплениями оксидных50 неметаллических включений, посколькусоздаются условия для более полногоих всплывания, вследствие чего снижается пораженность слябов и готовогопроката поверхностными дефектами и55 увеличивается выход годного металла.П р и м е р ы 1 - 1 . Конструкционную сталь выплавляют в 25 т дуго,вой электропечи и выпускают вместе1025731 20 с восстановительным шлаком в сталеразливочный ковш ( диаметр ковша1900 мм, наполнение ковша металлом1650 мм), После выпуска металл вковше обрабатывают алюминием посред- .ством принудительного его погруженияс помощью специального устройства.Стандартные точки закрепления алюминия в устройстве располагают такимобразом, чтобы они соответствовалирасположению участков обрабатываемого металла в центральной зоне и наудаление от центра ковша (от осевойлинии) на расстояние от 0,2. радиусадо стенки ковшаучастка 5 (см.табл. 1),При этом участки 1, 3 и 5 располагают с одной стороны от центра ( условно слева), а участки 2 и 4 - спротивоположной ( условно справа),На плавках 1 - 4 алюминий закрепляют в центре устройства и на двухпяти участках, удаленных от центра(см. табл. 2). Величину смещенияалюминия по высоте на участках 1 - 5регулируют пропорционально удалениюот центра на величину 0,02-0,04глубины-на каждые О, 1 доли радиусаоткрытой поверхности (см. табл. 2).Причем моменты сил слева и справаот оси уравновешивают подбором мас"сы алюминиевых кусков,На плавке 1 устройство с закрепленным алюминием после погруженияв металл и выдержки 10- 15 с вращают,а на плавке 4 ему придают колебательные движения в вертикальной плоскости и в диапазоне глубин погружения алюминия в центре ковша 0,5-0;7высоты слоя справа,На плавке 2,алюминий перед погружением в расплав подогревают надоткрытой поверхностью расплава в течение 2 мин.Расход алюминия приведен в табл.3,После обработки алюминием металлвыдерживают,10-15 мин и разливаютна установке полунепрерывной разливки на слябы, из которых иэготавливют расходуемые электроды для последующего электрошлакового переплава.Слитки ЭШП прокатывает на заготовке100 х 100 мм.Содержание алюминия контролируютв ковшевой пробе при разливке металла, содержание оксидных неметалли"ческих включений - в готовом прока,те, качество поверхности - в литыхслябах и готовом прокате. 4Сведения об усвоении алюминия,содержании неметаллических включений и браке металла по поверхностнымдефектам приведены в табл. 3,5: Кроме плавок 1 - 4 для сравненияприведены данные по плавкам 5 - 7.Иеталл плавок 5 и 6 обрабатываютпо режиму, отличающемуся от предлагаемого тем, что в центральной час 10 ти алюминий погружают слишком глубоко ( плавка 5 или недостаточно глубоко (плавка 6), кроме центральнойэоны алюминий вводят только на од. ном участке, причем слишком глубоко15 (плавка 5) или недостаточно глубоко. точке 4 на такую же глубину, как в. центре (плавка 6). Плавка 7 является характернойдля прототипа - весь. алюминий погружают в расплав на одном участке, например, на глубину 0,6 высоты рас плавд. Как видно из табл. 3 предлагаемыйспособ обработки стали алюминиемпозволяет существенно повысить степень усвоения алюминия ( на 25"40)и снизить его расход для обработки,например, углеродистой стали по крайней.мере на О, 1 кг/т, уменьшить загрязненность стали оксидными неметаллическими включениями, снизитьЗ 5 брак литых слябов и готового прокатапо поверхностным дефектам и увели. чить выход годного металла на 0,250,403.Экономический эффект при производстве углеродистой стали при выплавке 10000 т стали в год составитоколо 47 тыс. руб.При производстве легированнойстали экономический эффект будет45 значительно выше,Предлагаемый способ требует незначительных расходов на изготовлениеустройства для введения алюминия и 50 может быть реализован в действующихэлектросталегглавильных цехах.Предлагаемый способ в целом может быть, использован также для обработки расплава и другими раскисли телями, однако режимные параметрыосуществления способа при использовании других раскислителей могутнесколько изменяться.1025731 Т а б л и ц а 1 Участок 1 Расположение 1 2 . 3 4 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Сле; Спра- Сле- Спра- Слева ва ва ва ва Таблица 2 Глубина погружения алюминия в расплавв центре и на участках 1 - 5, числители -мм,. знаменатели - доли общей.высоты расплава Высота Марки стали При- мер 3 в центре 860 760 5000,52 0,46 0 30 40 ХН 2 МА 1650 1150 1050 9600,70 0,64 0,58 700 500 0,72 0,30 1650 12 ХНЗА 1000 860 - 700О,ГО 0,52 0,72 1650 30 ХГСА 1000880 800 750 6600;60 О, 53 Г 0,48 0,%5 О,ЙО 1650 1150 0 70 45 1650,о,ЧГО 1650 1650 1000 0,40 Удаление от центра ковша,доли радиуса Условное положение относительно центральногоучастка 8300,50 6600,0 8300,50 6600,70 580О 35,6 5 0,О, 15 0 0,72 О,5 0,1 70 меньшение г а участках центральны адиуса емко Продолжение табл. 2 убины погуржения- 5 по сравнениюна каждые 0,1 доли, доли высоты,03 0,04 Вращательныдвижения 02 Перед введением в металл подогревают Колебательдвижения ввертикальнойплоскости Режим отк няется от предлагае 25 . 01Ю,Брак метал-ла по поверхностнымдеФектам, Ф о е хЗ Э а Е ж з о ф о :ф готовог слябо ок 1,58 63 э 35 0,2 ,45 0,3,39 0,25 ,58 0,39 0,042 70У 0,034 47 9 0,53 ,0,42 бф 0,038 2,0 0,021 30 0 0,60 О Режим отклоняетсПрототип т предлагаемогоСоставитель В, ДолгийРедактор Ю, Ковач Техред А.Бабинец рректор О. Бил Подписимитета СССРткрытийская наб., д,Заказ 4500/20 ,Тираж 568 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра