СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ Российский патент 1996 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали различного назначения в металлургических агрегатах, конкретнее, при обработке стали в ковше.

Известен способ производства стали в ковертере, предусматривающий выпуск металла и шлака в ковш, последовательную обработку металла в ковше газон и присадку на поверхность расплава теплоизолирующего материала, например, вермикулита [1]
Присадка теплоизолирующего материала после окончания перемешивания металла газом не позволяет рассредоточить материал по поверхности ковша и обслуживает большие и нестабильные теплопотери металла за время разливки его на установках непрерывной разливки стали (УНРС), а именно от 8 до 20 ^oС [1] Аналогичная нестабильная от плавки к плавке потеря температуры наблюдается при применении и других теплоизолирующих материалов, а именно в случае использования керамзитового гравия в 2 раза, доменного шлака более чем в 2 раза и др.

Значительные и нестабильные потери температуры металла за время его разливки на УНРС приводят к изменениям режима взаимодействия шлак-металл и формирования, охлаждения литого слитка и возникновению дефектов: поперечных и продольных трещин, заворотов шлака, образующих эндогенные неметаллические включения, затягиванию калиброванных дозаторов малого сечения при окончании разливки металла. Затягивание дозаторов обусловливает разливку металла на меньшем количестве ручьев, что, в свою очередь, увеличивает время разливки и приводит к еще большим теплопотерям металла и браку литой заготовки.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ обработки металла в ковше, при котором после окончания продувки металла инертным газом на шлак присаживают 0,2 2,0 кг/т отходов обогащенного угля, содержащих 20 40% горючей массы [2]
Применение теплоизолирующих материалов, в состав которых входит горючая составляющая, сокращает теплопотери, но при этом выделяются вредные газы (CO, CO₂ и др.), ухудшающие экологию цеха и не достигается стабильных теплопотерь от плавки к плавке из-за невозможности обеспечения равномерного распределения теплоизолирующего материала по поверхности сталеразливочного или промежуточного ковша УНРС. При этом расход теплоизолирующего материала в количестве 0,2- 0,8 кг/т явно недостаточен.

Предлагаемый способ позволяет сократить теплопотери металла и брак литой заготовки.

Этот результат достигается за счет равномерного распределения по поверхности металла в ковше теплоизолирующего материала, реализуемого за счет присадки материала на поверхность металла в ковше за 0,6 4,8 минуты до окончания введения газа в металл, при этом, после присадки теплоизолирующего материала интенсивность введения газа регулируют в пределах 10 36% от заданной. Для достижения результата в более короткое время целесообразно совмещать зоны введения газа и теплоизолирующего материала между собой.

Продувка металла газом после присадки теплоизолирующего материала позволяет равномерно распределить материалы по поверхности металла. В зависимости от характера теплоизолирующего материала целесообразно после его присадки уменьшить и/или увеличивать на 10 36% интенсивность введения газа в металл. При даче теплоизолирующего материала, вступающего в обменные химические реакции (науглероживание, окисление, легирование и др.), например, молотый кокс, графитовый керамзит и др. интенсивность ввода газа необходимо сокращать на 20 36% от заданной с целью ограничения науглероживания металла.

Применение теплоизолирующих материалов, инертных по отношению к жидкому металлу, но трудно распределяемых по поверхности металла в ковше (как правило с большой насыпной массой и высокой огнеупорностью), таких как обожженный доломит, нефелин, шунгизитовый сланец и др. требует повышения интенсивности ввода газа в металл после их присадки на величину 10 20% от первоначальной.

Практика использования теплоизолирующих материалов в сталеплавильных ковшах по предлагаемому способу показала, что расход материала должен составлять в основном от 12 до 45 кг на один квадратный метр поверхности металла в ковше (0,8 3,0 кг/т) и зависит в основном от степени распределения материала по поверхности ковша и значительно меньшей степени от вида применяемого материала. Присадка теплоизолирующего материала до окончания продувки за время менее 0,6, мин не удается равномерно распределить теплоизолирующий материал по поверхности металла в ковше, даже при применении мелких материалов с низкой огнеупорностью, таких, как молотый кокс (фракция 1 4 мм), графитовый керамзит (фракция 3 10 мм), вермикулитовый концентрат (фракция 0,5 3 мм) и др. Повышение интенсивности введения газа при этом и совмещение зоны введения газа и теплоизолирующего материала не позволяет равномерно распределить материал по поверхности ковша без дополнительного науглероживания или окисления алюминия металла окисью кремния керамзита или вермикулита.

Перемешивание металла инертным газом после присадки теплоизолирующего материала в течение более 4,8 мин приводит к изменению состава стали в основном по элементам C, AI, Si, Ti за счет окисления их окисью кремния материала или перехода углерода из материала в сталь. При этом обработка металла после присадки материала в течение более чем 4,8 мин не приводит к более равномерному распределению засыпки по поверхности расплава, но обусловливает дополнительные теплопотери металла в ковше.

Регулирование (сокращение или увеличение интенсивности введения газа после присадки теплоизолирующего материала) менее чем на 10% от исходной увеличивает время распределения материала и не является достаточным для обеспечения равномерного распределения за время 4,8 мин или применении труднораспределяемых материалов.

Регулирование (сокращение или увеличение) интенсивности введения газа в пределах более 36% от исходной приводит к изменению состава металла.

Совмещение зоны введения и теплоизолирующего материала целесообразно для сокращения времени распределения, особенно в начальный момент, а также для распределения по поверхности ковша материалов, предрасположенных к спеканию, например, нефелина, агломерата и др.

Пример. Выпускают металл из металлургического агрегата в ковш. В ковше металл продувают газом с интенсивностью 0,01м<М^>3<D>/т•мин. Измеряют температуру металла, по которой определяют время окончания продувки. За 4,8 минуты до времени окончания продувки на поверхность шлака присаживают керамзит в количестве 2 кг/т, после чего интенсивность ввода газа в металл сокращают на 36% то есть до 0,0064м<М^>3<D>/т•мин. Присадку керамзита и газа осуществляют в центр поверхности расплава в ковше, то есть совмещают между собой.

В таблице даны варианты осуществления способа, не исключающие другие варианты в объеме предмета изобретения.

Из данных таблицы следует, что более равномерное распределение по поверхности ковша теплоизолирующего материала позволяет сократить теплопотери металла с 0,26 0,28 до 0,04 0,11^oС/мин, а брак литой заготовки с 1,4 1,9 до 0,4 0,6% При этом совмещение зон введения газа и теплоизолирующего материала позволяет сократить время распределения на 2,1 мин в случае присадки 1,8 кг/т керамзита на поверхность металла в ковше. Экономия за счет сокращения теплопотерь и брака непрерывнолитой заготовки составляет 1,2 1,8 руб/т. ТТТ1

Использование: черная металлургия, в частности обработка стали в ковше. Сущность: способ включает введения в металл газа с заданной интенсивностью и присадку на поверхность металла теплоизолирующего материала за 0,6-4,8 минуты до окончания введения газа в металл, а после присадки теплоизолирующего материала регулировку интенсивности введения газа в пределах 10-36% от заданной; введение газа и теплоизолирующего материала может быть совмещено. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обработки стали в ковше, включающий введение в металл газа с заданной интенсивностью и присадку на поверхность металла теплоизолирующего материала, отличающийся тем, что теплоизолирующий материал присаживают за 0,6 4,8 мин до окончания введения газа в металл, а после присадки теплоизолирующего материала интенсивность введения газа изменяют на 10-36% от заданной. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зоны введения газа и теплоизолирующего материала совмещают между собой.