Способ выплавки трансформаторной стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 25 П 9) П 1): З(50 С 21 С 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЬПИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Череповецкий ордена Ленина и.ордена Трудового Красного Знамениметаллургический эавод им.50-летияСССР(56) 1. Поволоцкий Д.Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М;,Металлругияф, 1974, с. 550.2, Авторское свидетельство СССРВ 358372, кл, С 21 С 5/52, 1971.3. Авторское свидетельство СССРВ 398623 кл, С 21 С 5/52 1971,(54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ТРАНСФОРМАТОРНОИ СТАЛИ, включающий эавалкушихты, ее расплавление, продувкуметалла кислородом, раскисление расеплана углеродсодержащими мате-:риалами, скачивание окислительно/ного шлака, расплавление металлакусковым ферросилицием в печи, наводку рафинировочного шлака, легиро ванне кремнием н раскисление силикока. льцием и алюминием в ковше, продувку металла аргономи его вакууверование, отличающийся тем, что, с целью повышения усвоения кремния расплавом, снижения продолжительности плавки и увеличения выхода годного металла, раскисление и легирование металла в печи проиэводят непосредственно после скачивания шлака присадками алюминия и ферросицилия в количестве соответственно 2-2,5 и 5,5-6,0 кг на 1 т стали, при этом наведенный рафинировочный шпак перед выпуском дополнительно раскисляют алюминием в количестве 1,0-2,0 кг на 1 т стали, а продув- Е ку металла аргоном в вакууме начинают нри давлении 505-650 мм рт.ст., ,снижают давление в камере до 90- 150 мм рт. ст, и выдерживают при этом давлении 55-75 всего времени обработки,. после чего в металл при- , Н саживают 2,6-4,0 кг на 1 т стали силикокальция и эаканчивают обра- Ффф ботку расплава аргоном при давле- (юр нии в вакуумной камере не более 15 мм рт, ст. СлИзобретение относится к металлургии, в частности к выплавкеэлектротехнических сталей в дуговыхпечах в комплексе с внепечным рафинированием,Известен способ выплавки трансФорматорной стали в дуговых печахс диффузионным раскислением черезшлак, обеспечивающий содержание неметаллических включений в литойзаготовке в пределах 0,005-0,0081, (ООднако этот способ характеризуется длительностью процесса рафинирования металла от кислорода инеметаллических включений, низкойстойкостью Футеровки печей и стале 15разливочным ковшей, высоким угаромкремния при раскалении металла через шлак и низкой производительностьюпечей,Известен также способ выплавкитрансформаторной стали для холоднокатаного листа, предусматривающийполное или частичное совмещение периодов расплавления и окисления,короткую продувку кислородом для обезугливания, предварительное раскисление чугуном перед скачиванием шлака,раскислейие в"Восстановительный период металла кусковыми силикокальцием и ферросилицием, шлака - порошками силикокальция, ферросилицияи алюминия, введением в конце вос/становительного периода кусковогоферросилиция для легирования стали.кремнием. После выпуска плавки вковш металл повторно обрабатывают 35электропечным шлаком, переливаясталь иэ ковша в ковшс целью полной десульфации и очищения от неметаллических включений, При переливе корректируют .содержание кремния, 40а корректировку содержания алюминияпроизводят его присадкой во второйковш в количестве 0,08-0,12 кг на1 т стали перед переливом, или наштанге в сталеразливочный ковш приобработке металла аргоном, в томчисле и в процессе вакуумирования 2.Однако согласно этому способу необходимо использование специальнойшихты (чистой по остаточным элементам), наличие специального ферросйлицйя с низким содержанием алюминия ититана., Кроме того, присадка больших количеств ферросилиция в электропечь ( более 5,0 тудлиняет процесс рафинирования и, 55тем сапим, всю плавку, неблагоприят.но сказывается на технико- экономи-,ческих показателях большегрузныхэлектропечей и качестве стали.Наиболее близким к предлагаемо 60му является способ выплавки трансформаторной стали, включающий завалку шихты, ее расплавление, продувку металла кислородом,раскислениерасплава углеродсодержащими материа 65 лами, скачивание окислительногошлака, расплавление металла кусковым ферросицилием в печи, наводкурафинированного шлака, легированиекремнием, рафинирование стали прислике в ковш электропечиым шлаком,окончательное легирование кремниеми раскисление силикокальцием и алюминием в ковше, продувку металла аргоном и его вакуумирование 131,При выплавке стали осуществляется ее стадийное раскисление: углеродом и кремния в печи; силикокальциеи алюминием в ковше,Недостатками известного способаявляются повышенный и нерегулируеьаюй,угар кремния при присадке ферросилиция в нераскисленный металл, имеющийнестабильную окисленность после про-,дувки кислородом в большегрузнойэлектропечи, низкая десульфирующаяспособность известково-силикатныхшлаков. При таком способе ввода фер.росилиция необходимы дополнительныеприсадки извести (3,0-4,0 от весасадки), для обеспечения высокой ос"новности и, тем самым, увеличениядесульфирукщей способности шлака.При таком способе раскисления и легирования стали кремнием период рафинирования составляет 30-60 мин, чтоотрицательно сказывается на состоянии футеровки электропечи, а крометого, сохраняется перелив стали изковша в ковш и, следовательно, свя"ванные с ним недостатки: дополнительная воэможность насыщения сталиазотом, высокие потери температуры,дополнительное окисление металлакислородом воздуха,обязательноеналичие двух ковшей (переливногои сталеразливочного), недостаточноевремя обработки аргоном (иэ-за дефицита температуры) для удаления неметаллических включений.Цель изобретения - повышение усвоения кремния расплавом, снижениедродолжительности плавки и увеличение выхода годного металла.Посталвенная цель достигаетсятем, что согласно способу выплавкитрансформаторной стали, включающемузавалку шихты, ее расплавление,продувку металла кислородом, раскисление расплава углеродсодержа-,щими материалами, скачивание окислительного шлака, расплавление металла кусковым ферросилицием в печи,наводку рафинировочного шлака, легирование кремнием и раскислениесиликокальцием и алюминием в ковше,продувку металла аргоном .и его вакуумирование, раскисление и легиро-,вание металла в печи производят непосредственно после скачивания шла-ка присадками алюминия и ферросилиция в количестве соответственно2-2,5 и 5,5-6,0 кг на 1 т стали,.1052546при этом наведенный рафинировочный Начало продупродувки аргоном в вакуушлак перед выпуском дополнительнораскисляют алюминием в количестве приводит к б1,0-2 0 кг на 1 т ст ли к урному вскипанию металкг на 1 т стали, а продувку,ла и шлака, что способствует их вы.металла аргоном в вавакууме начинают бросу из ковша. При давлении вышепри давлении 505-650 мм т ст 650 мм рт, ст. процесс дегаэацииснижают давление в каме е о 90150 мм рт. ст. в е живкамере до 90- металла не получает должного р азвития, При затухании газовыделенияэтом давление 55-75 ввсего времени давление в камере снижают до 90 обработки, после чего в металл приса 150 мм рт. сткг на 1 т стлимм Рт. ст, при этом наблюдаетО ся наиболее эффективная дегазациясиликокальция и заканчивают обработ расплава и продолжается не менееку расплава аргрном при давлении 75 времени всей обработки. Уменьв вакуумной камере не более 15 мм шение времени выдержки при данномдавлении менее 55 может привестиПрисадка в нераскислениый металл .15 к выбросам и уменьшает зффективчушкового алюминия в количестве 2 0- ность ег2 5 кг на 1кг на 1 т стали и кускового лее 75 времени об аботки о65-ного Ферросилиция 5 5-6 0 кгна 1 т стали приводит к полно асия , " , кг дит снижение температуры металлад к полному рас- Присадка силикокальция 2,6 кг на 1 т стали приводит к дополкислению остатков окислительного . 4 0 гшлака и поверхностных слоев металла, нительному раскислению шлака и метал.пятствует быстрому окислению алюмипри этом кремний Ферросилиция пре- . ла и улучшению. рафинирунхаей способности шлака, при этом ввод силикония. Ввод алюминия менее 2,0 кг на кальция менее 2,6 кг на 1.т стали1 т стали недостаточен для полногоен для полного 25 оказывает незначительное воздействиеи остатков шлака на улучшение рафинирующей способ-.раскисления металла ии приводит к полному окислению алю- ности шлака, а ввод более 4,0 кгминия и кремния, увеличивая тем са- на 1 т стали создает тет трудности повам кремнезем в шлаке и снижая его обеспечению содержания кремния иниерафинирующую способность. Ввведе- алюминия в ковшевой пробе метал аалюминия в металл более 2,5 кг30После раскисления силикокальцина 1 т стали экономически целесооб- ем интенсивность газовыделенияразно и нежелательно ло для получения уменьшается и для его поддержаниямарок стали с: низкимите ями окими ваттными по-,снижают давление в камере Конер и. Кроме того, присадка алюмюф обработки при давлении свыше 15 ммния и ферросилиция в аилиция в укаэанных коли- рт. ст, говорит о недостаточно рас.-:35;чествах в нераскисленный металл при- кисленном металле.водит при их окислении к резкому . Известный-способ опробован приповышению температуры поверхностных производстве динамной стали легислоев металла .что способствует при рованной кремнием, содержащей,г мар.присадке шлакообразующих материалов 40 ганец 0,07-0,25, кремний 2,70-3,151(2,0-2,5 извести и .плавикового алюминий 0 012-0 035 остшпата от веса са ки)а садки) их быстрому элементы, не более: сера 0,010 ФосВследствие интенсивного обезуг- На основании результатов пров енлероживания жидкого метал аметалла в элект, ных плавок установлено снижение со"ропечи футеровка значительно насы- держания серысеры и азота в стали вщается окислами железа. При выдерж- сравнении со способом выплавки меке металла в печи они постоянно тодом стадийного раскисления (пропоступают в металл и шлакшлак, снижая тотип), а также снижение загряэненрафинирующую способность последнего. 50 ности неметаллическими включениями,Для поддержания высокого рафинирую повышения усвоения кремния ущ о пот нциала шлака непосредствеи- ние разливаемости на УНРС в слябыно перед выпуском дополнительно при- сечением 200 х 1200 ма, снижение от. саживают алюминием (1,0"2,0 кг на бракованных литых слябов и горяче 1 т стали) . Присадка алюминия ме- катаного подката по дефектам "газовыйниэкнее 1,0 кгна 1.т стали приводит Х - 55 ЫуэыРьф фтрещинал.ому усвоению кремния в ковше и лические включениями,ина ,. неметал 1снижению десульфирующей способнос- . Эти результаты достигнуты за счетти.шлака при обработке струи метал- более глубокого раскисления металлала на выпуске и при продувке арго- и шлака в печи перед выпуском, аном в вакуум. Ввод алюминия более бО также за счет дополнительного расО 2 кг на 1 т сталФ и приводит к по- кисления алюминием. В результателучению в ковшевойболее 0 035 что тпробе алюминия этого получают рафинирующие шлакиотрицательно ока- перед выпуском следующего составазывается на конечном пена конечном переделе и (среднее по 67 плавкам): 8102 10,15;свойствах трансФорматорной стали. 5 А 120323; РеО 1,63; СаО 52; МЧО 8,2;МпО 1,27;Т 0 0,18;Ф 0 0,035 р 0,058, Выдержка металла со шлаком н печи 10- 15 мин, Короткая выдержка н электропечи способствует получению шлака с высокими параметрами рафинирующих свойств: 5 1, М 90=8 2 - -ф 44,СаО , , 810810 фРе 01 р 3С р 9 0 р где с; - суль. фидная емкость ИЬ 2 ка.Обработка таким шлаком н процессе выпуска металла иэ печи способствует ассимиляции включений А 1 Оаэи Т 102,очищению металла от неметаллйческих нключений.Химический анализ ковшевого шлака (среднее по 52 плавкам),%: 8102 12, 2, А 1 Оэ 2 7, 4; РеО. О, 61; СаО 48,7; М 90 9,0, МпО 0,22, Т 1020,46 Р О следы;В 0,26.Обработка аргоном под шлаком вышеуказанного состава в вакууме,где практически исключено взаимодействие металла .и шлака с воздухом, способствует дополнительному очищению металла от нежелательных примесей, а также значительному перемешиванию взаимодействующих фаэ и снижению гаэонасыщенности шлака и металла,В табл, 1 приведены сравнительные данные промышленных .плавок,выплавленных по предлагаемому и известному спосОбам.Снижение содержания водорода (с 8,6 до 3,7 см З/т) и азота (в среднем на 0,005 абс,) в стали при- водит к устранению на непрерывно- литых слябах дефекта (газовый пузырь) .- В связи с повышением качества металла, ныплавленного по предлагаемому способу, пониженной газонасыщенности и загрязненности неметаллическими включениями возрастает выход высших марок трансформаторной стали у потребителя.В табл, 2 приведены данные выхода нысших марок и магнитных свойств стали, выплавленной по известному способу (стадийного раскисленияф) и предлагаемому.П р и м е р 1. Сталь выплавляют в 100-тонной дуговой печи. Шихта состоит иэ стального лома и чугуна. После расплавления шихты и нагрева расплава до 1580 С ванну продувают кислородом через сводовую водоохлаждаемую Фурму. При достижении температуры металла 1660 С и содержания углерода 0,02 продувку прекращают и в металл вводят тонну прокаленного передельного чугуна. Окислительный шлак скачинают, после чего в печь присаживают 250 кг кускового алюминия и 550 кг 65-,ного Ферросилиция; включают печь и присаживают 2,0 т извести и 0,5 т плавикового шпата с помощью машины бросФ коного типа, Через 2-3 мин послеприсадки шлакообразующих материалонпечь отключают и вводят дополнительную порцию алюминия 200 кг, металлсо шлаком перемешивают гребками ивыпускают в сталеразливочный ковш.Продолжительность от расплавленияшлака до выпуска 10 мин.На дно сталеразлиночного ковша,оборудованного шиберными затворами10 для бесстопорной разливки стали ипористой огнеупорной фурмой дляпродувки аргоном,присаживают основную навеску прокаленного 65-ногоферросицилия на нижний предел по15 марочному содержанию кремния,Металл со шлаком выпускают вковш, устанавливают в вакуумнуюкамеру, измеряют .температуру металла, которая составляет .1640 С; опре 2 О деляют продолжительность продувкиаргоном н вакуумеиэ расчетаееснижения 3,5 С/мин, т,е. общая продолжительность обработки 15 миндо температуры 1590 С; отбирают25 пробу металла для экспрессного определения кремния и определяют количество силикокальция, необходимого для получения кремния 300навеска составляет 300 кг,После присадки раскислителей осуществляют.вакуумную обработку ипри достижении разряжения 600 мм рт.ст, начинают продувку аргоном. Выдержка при этом давлением 9 мин.Далее увеличивают мощность отсосаЗ 5 газов и присаживают иэ дозатороввакуумной камеры 300 кг силикокаль-ция, а продувку аргоном продолжаютеще в течение б мин до достиженияразряжения 5 мм рт,ст,40 П р и м е р 2. В 100-тоннуюдуговую печь загружали стальной лом,чугун,флюсующие материалы и окислите-ли, расплавление ведут с применениемгаэокислородных горелок для интенсификации плавления, окисление углерода и других примесей производят, с помощью кислорода, подаваемого через водоохлаждаемую фурму. При достижении температуры 1650 ОС и содержания углеРода 0,03 пРодувку кисло"родом прекращают .и в металл присаживают 500 кг передельного чугуна,Окислительный шлак скачивают,На зеркало металла присаживают200 кг чушконого алюминия и 600 кг65-ного Ферросицилия, включают печьи вводят с помощью бросковой машины 2,5 т изнести и 0,5 т плавикового шпата. После расплавления шлаковойсмеСи в металл присажинают 100 кг60 алюминия, перемешивают шлак продувкой газообразным аргоном через трубку и металл со шлаком выпускают всталераэливочный ковш, оборудован"ный устройствами для бесстопорной65 разливки и продувки металла аргоном1052546 с предварительно загруженной навеской ферросицилия для легнрования стали кремнием,Ковш с металлом устанавливают в вакуумную камеру, отбирают пробу для анализа кремния, измеряют температуру металла (1630 С) и .определяют время обработки аргоном в вакууме до нужной температуры и корректировочную присадку силикокаль ция для получения заданного содер" жания кремния в стали.Продувку аргоном в вакууме начинают при достижении разряжения 520 мм рт. ст. Газы интенсивно откачивают 5 до достижения разряжения 90 мм рт,ст. При этом разряжении продувают аргоном в течение 8 мин, после чего иэ доэаторов в вакууме присаживают 270 кг 8силикокальцня и начинают интенсивный отсос газов, Обработку аргоном в вакууме продолжают в течение 4 мин до достижения разряжения 10 мм рт.ст. Далее вакуум снимают и откатывают крышку камеры. Температура металла в ковше 1580 С, а содержание кремния 2,94. Металл разливают на УНРС в слябы сечением 200 х 1070 мм. Зкономический эффект от внедрения в проьаааленное производство данного изобретения составит 18 руб/т за счет снижения расхода раскислителей н легирующих,добавочных материалов, сокращения продолжительности плавки и.расхода электроэнергии, снижения аварийных потерь на УНРС, увеличения вЫхода годных слябов в ЗСПЦ.,2,4 0 65 юз,оо 1,евю ют 4 вв в ев юевювевютва в 4 вавевтааюа ю Составитель С. Бакума Редактор В.Ковтун ТехредТ.фанта Корректор В.Гирня вв ватттютюею тттююЮввтюевтюювю ев всно омитета СССРоткрытийскан наб филиал ППП Патент 1, г, Уагород, ул. Проектная,акаэ 8796/19 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Мо