СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ Российский патент 1996 года по МПК C21C7/64 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металла введением в расплав проволоки.

Известен способ обработки стали в ковше введением в расплав легированной проволоки, например, кальций-алюминиевой порошковой проволоки, содержащей 48 кальция (Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований черной металлургии. Обзорная информация, сер. Сталеплавильное производство, 1990 г. вып. 2, с. 16-17.) [1]
Недостатками известного способа [1] являются повышенный расход кальция, низкая степень использования рафинирующих свойств кальция из-за повышенной склонности его к парообразованию и окислению в процессе обработки расплава. Дело в том, что сердцевина проволоки является почти монолитной и образующиеся пузырьки парообразного кальция не контролируются по размерам. Вследствие этого значительная часть кальция не успевает прореагировать с металлом и выносится на поверхность расплава.

Известен способ обработки стали кальциевой порошковой проволокой, при котором используют гранулированные сплавы кальция с инертными материалами или гранулы чистого кальция Инжекционная металлургия 86. Труды конференции. М. Металлургия, 1990, с. 280-282. [2]
В этом случае снижаются потери кальция из-за уменьшения активности реакции растворения кальция.

Недостатком известного способа [2] является удаление из расплава большей части кальция в виде пузырей из-за недостаточной глубины проникновения вводимого кальция.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ глубокого обессеривания расплавленной стали, включающий, в частности, введение в расплав кальцийсодержащей проволоки под углом к поверхности расплава, например, угол подачи проволоки составляет 10-45 градусов или 10-20 градусов относительно нормали, патент ГДР N 254216, кл. С 21 С 7/064, опубл. в 1988 г. [3]
В этом случае проволоку подают по наклонному каналу на такую глубину, чтобы статическое давление расплава подавляло образование газовых кальциевых пузырей.

Недостатком известного способа [З] является необходимость в сложном оборудовании для обеспечения достаточной глубины погружения проволоки в расплав, а также возможность его осуществления только в процессе вакуумной обработки расплава.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно расширение технологических возможностей способа за счет использования его без сложного оборудования и дополнительных приемов обработки стали.

Для достижения поставленной цели в способе обработки стали в ковше, включающем введение в расплав порошковой кальцийсодержащей проволоки под углом к поверхности расплава, используют проволоку из смеси гранулированного кальция с размером гранул 0,1-3,0 мм и порошков легирующих компонентов и раскислителей, причем проволоку вводят в расплав так, что проекция оси проволоки на поверхность расплава совпадает с касательной к окружности, мысленно проведенной на поверхности расплава и равноудаленной от стенок ковша, а точка входа проволоки в расплав находится на этой окружности. В частном случае точка входа проволоки в расплав может быть расположена на расстоянии от оси ковша, равном 0,3-0,8 радиуса ковша. Угол ввода проволоки в расплав может составлять 45-65 градусов относительно поверхности расплава.

Порошковая проволока может состоять, например, из гранулированного кальция и порошка алюминия при содержании последнего 20-60 по массе.

Для снижения интенсивности выбросов металла из ковша обработка проволокой может осуществляться циклично с паузами, продолжительность которых составляет 1/4-1/10 от времени обработки проволокой в цикле. При этом повышается усвояемость кальция и эффективность десульфурации стали.

Использование проволоки из смеси гранулированного кальция с размером гранул 0,1-3,0 мм и порошков легирующих компонентов и раскислителей в совокупности с введением проволоки в расплав так, что проекция оси проволоки на поверхности расплава совпадает с касательной к окружности, мысленно проведенной на поверхности расплава и равноудаленной от стенок ковша, а точка входа проволоки в расплав находится на этой окружности, позволяет без использования сложного оборудования и дополнительных приемов обработки стали обеспечить оптимальную скорость взаимодействия кальция с расплавом, вследствие чего снижаются выбросы металла, повышается степень усвоения кальция и, как следствие, снижаются затраты при производстве стали повышенной чистоты.

Частные признаки конкретизируют приемы способа обработки стали в ковше при достижении максимального эффекта по усвоению кальция за счет строго определенной организации траектории движения порошковой проволоки определенного состава в расплав.

Способ обработки стали в ковше осуществляют следующим образом.

В расплав, находящийся в сталеразливочном ковше, с помощью трайб-аппарата и наклонной направляющей трубы вводят порошковую проволоку, представляющую собой полый профиль, свернутый из стальной ленты, заполненной смесью гранулированного кальция с размером гранул 0,1-3,0 мм и порошков легирующих компонентов, например, порошка алюминия при его содержании 20-60 по массе.

Направляющую трубу устанавливают так, чтобы проволока входила в расплав под углом 45-65 градусов к поверхности расплава в точке, удаленной от центра ковша на расстояние 0,3-0,8 радиуса ковша. При этом проекция оси направляющей трубы и проволоки должна совпадать с касательной к окружности, мысленно проведенной на поверхности расплава через точку входа проволоки в расплав с центром, совпадающим с центром ковша.

Процесс обработки стали при соблюдении этих условий проходит равномерно по объему ковша без выбросов металла из ковша.

Пример 1. Плавку N 1. (таблица) стали 22ГЮ массой 350 т в сталеразливочном ковше с высокоглиноземистой футеровкой (АlО более 75) обрабатывали порошковой проволокой, состоящей из порошка алюминия в количестве 40 по массе и гранулированного кальция 60 Размер гранул кальция находился в пределах 0,1-1,2 мм. Угол ввода проволоки в расплав составлял 45 градусов к поверхности расплава. Точка входа проволоки в расплав находилась на расстоянии 0,5 радиуса ковша от его оси. Проекция оси проволоки на поверхность расплава совпадала с касательной, мысленно проведенной к концентрической окружности в точке входа проволоки в расплав. Скорость ввода проволоки составляла 2,4 м/сек. Количество введенной проволоки рассчитывали из условия ввода в расплав 0,37 кг кальция на 1 т стали. Содержание серы в стали перед обработкой составляло 0,011 После обработки содержание серы составляло 0,006 при содержании в готовой стали Са 3x10 Максимальный балл загрязненности оксидными включениями снизился против плавки N 6 обычной выплавки (при вводе порошковой проволоки с гранулами кальция в центр ковша) в 2 раза. Аналогичным образом проведена серия обработок стали порошковой проволокой с различным содержанием алюминия и ферротитана в проволоке и с различным положением направляющей трубы по отношению к ковшу. Результаты обработки приведены в таблице. ТТТ1 ТТТ2

Способ обработки стали в ковше относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке стального расплава в ковше порошковой кальцийсодержащей проволокой, и позволяет повысить эффективность использования кальция, повысить качество стали по содержанию серы и неметаллических включений, снизить количество вредных выбросов в атмосферу. 1 табл.

1. Способ обработки стали в ковше, включающий введение в расплав порошковой кальцийсодержащей проволоки под углом к поверхности расплава, отличающийся тем, что используют проволоку из смеси гранулированного кальция с размером гранул 0,1-3,0 мм и порошков легирующих компонентов и раскислителей, причем проволоку вводят в расплав так, что проекция оси проволоки находится на касательной к окружности на поверхности расплава, равноудаленной от стенок ковша и имеющей радиус, равный 0,3-0,8 радиуса ковша, а точка входа проволоки в расплав расположена на этой окружности. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проволоку вводят в расплав под углом 45-65^o относительно поверхности расплава. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что порошковая проволока состоит из гранулированного кальция и порошка алюминия при содержании последнего 20-60 мас. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проволоку вводят в расплав циклично с паузами, продолжительность которых составляет 1/4-1/10 времени обработки проволокой в цикле.