Способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора и способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора Российский патент 2021 года по МПК C21C7/64 C21C5/52 C21C5/28 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно заявке на патент Китая № 2018114635554, поданной в Китайское национальное управление по интеллектуальной собственности 3 декабря 2018 года и озаглавленной «Способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора и способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора», содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области техники выплавки чугуна и стали, и в частности, к способу выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора и к способу производства стали со сверхнизким содержанием фосфора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В стали фосфор растворен в феррите, а в жидкой стали фосфор стабильно присутствует в форме Fe₂P и Fe₃P, которые имеют тенденцию сегрегировать в процессе кристаллизации. Фосфор может значительно снизить вязкость стали, особенно вязкость при отпуске и низкотемпературную ударную вязкость, то есть повысить хладноломкость стали. Поэтому стали некоторых классов предъявляют относительно высокие требования по содержанию фосфора, например, сталь для глубокой вытяжки, цементуемая сталь для автомобилей, сталь со сверхнизким содержанием углерода, высококачественная трубопроводная сталь и т.д.

В целом, существует три метода дефосфорации: 1. дефосфорация путем предварительной обработки жидкого чугуна; 2. двойная конвертерная дефосфорация; и 3. вторичная дефосфорация жидкой стали. Обычно, эффект дефосфорации является следующим: 1. уровень дефосфорации при предварительной обработке жидкого чугуна составляет 0,01-0,02%; 2. уровень дефосфорации при двойной конвертерной дефосфорации составляет менее 0,01%; и 3. уровень вторичной дефосфорации жидкой стали составляет менее 0,01%. Процессы производства стали с низким содержанием фосфора также обычно включают дефосфорацию путем предварительной обработки жидкого чугуна, двойную конвертерную дефосфорацию и вторичную дефосфорацию жидкой стали. Однако в производственных процессах предшествующего уровня техники эффекты дефосфорации, как правило, слабые, содержание фосфора в жидкой стали после дефосфорации составляет W(P)>0,005%, что вряд ли позволяет достичь эффекта W(P)≤0,003%, и не может достичь уровня, необходимого для дефосфорации высококачественных сталей. Для достижения качественной дефосфорации стали необходимо вложить огромные инвестиции в оборудование, увеличить расход чугуна на тонну стали или расход электроэнергии на тонну стали и значительно увеличить производственные затраты.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачи настоящего изобретения включают, например, обеспечение способа выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который прост и удобен в эксплуатации, не имеет высоких требований к оборудованию и имеет относительно хороший эффект дефосфорации.

Задачи настоящего изобретения дополнительно включают, например, обеспечение способа производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который имеет низкую себестоимость, имеет хороший эффект дефосфорации и может с высокой эффективностью производить сталь со сверхнизким содержанием фосфора с W(Р) 0,003%.

Задачи настоящего изобретения дополнительно включают, например, получение стали со сверхнизким содержанием фосфора, при производстве которой для выпуска шлака используют способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, описанный в настоящем изобретении.

Согласно настоящему изобретению обеспечен способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий:

добавление извести вместе с жидкой сталью в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака;

вдувание кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша и вдувание аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша для продувки жидкой стали;

наклон сталеразливочного ковша так, чтобы поверхность жидкой стали была близка к отверстию сталеразливочного ковша; и

добавление углеродсодержащего восстановителя так, чтобы основной шлак вспенивался и вытекал через отверстие сталеразливочного ковша.

Согласно настоящему изобретению дополнительно обеспечен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий описанный выше способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, а также рафинирование и разливку стали в слитки после выпуска шлака.

Согласно настоящему изобретению, кроме того, обеспечена сталь со сверхнизким содержанием фосфора, в производстве которой для выпуска шлака используют способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора по настоящему изобретению.

Преимущества заключаются в следующем:

Согласно настоящему изобретению обеспечен способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, в котором жидкую сталь сначала смешивают с известью, формируя основной шлак; затем проводят продувку кислородом, повышая окисляемость основного шлака; и наконец, вводят углеродсодержащий восстановитель, так что в процессе окисления углерода с выделением большого количества газообразного монооксида углерода, улавливаются фосфаты, а основной шлак быстро вспенивается и вытекает из отверстия сталеразливочного ковша, так что исключаются условия для последующей рефосфорации. Способ выпуска шлака прост и удобен в эксплуатации, не предъявляет высоких требований к оборудованию, имеет относительно хороший эффект дефосфорации и может быть использован для получения стали со сверхнизким содержанием фосфора, содержащей менее 0,003% фосфора.

Согласно настоящему изобретению дополнительно обеспечен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который включает вышеописанный способ выпуска шлака в процессе производства упомянутой стали, и рафинирование и разливку стали в слитки после выпуска шлака. Упомянутый способ производства обладает хорошим эффектом дефосфорации, имеет низкую себестоимость и позволяет с высокой эффективностью производить сталь со сверхнизким содержанием фосфора, содержащую менее 0,003% фосфора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы сделать более понятными задачи, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения, технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны четко и полностью ниже. Примеры выполнены в соответствии с общепринятыми условиями или условиями, рекомендованными производителем, если в примерах не указаны конкретные условия. Используемые реагенты или инструменты, производители которых не указаны, представляют собой обычные продукты, имеющиеся в продаже.

Далее будет подробно описан способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора и способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения обеспечен способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий:

S1. добавление извести вместе с жидкой сталью в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака.

На этом этапе, в расчете на массу жидкой стали, количество вводимой извести составляет 0,5-3 кг/т; и предпочтительно количество вводимой извести составляет 0,7-1 кг/т. Добавление извести может, с одной стороны, способствовать заблаговременному шлакообразованию, а с другой - превратить шлак в основной шлак, усиливая поглощение фосфора.

В одном или нескольких вариантах осуществления перед заливкой жидкой стали из конвертера или среднечастотной электропечи в сталеразливочный ковш существующий шлак может быть скачен или шлак может быть задержан в конвертере или упомянутой электропечи методом блокирования шлака для того, чтобы заблаговременно удалить фосфорсодержащий шлак с целью снижения рабочей нагрузки на последующий выпуск шлака.

В одном или нескольких вариантах осуществления способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, обеспеченный настоящим изобретением, дополнительно содержит:

S2. вдувание кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша и вдувание аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша для продувки жидкой стали.

Для того, чтобы облегчить последующую операцию наклона, целесообразно сначала поднять сталеразливочный ковш на станцию продувки сталеразливочного ковша с функцией наклона, а затем выполнить операцию верхней продувки кислородом, используя кислородную фурму с расходным покрытием. На этом этапе, расход кислорода для вдувания кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша составляет 50-300 нл/(мин×т), а давление составляет 0,5-2,0 МПа. Предпочтительно интенсивность подачи кислорода составляет 100-150 нл/(мин×т), а давление составляет 0,8-1,2 МПа. Вдувание кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша может изменить среду жидкой стали на окислительную среду, так что фосфор окислится и перейдет в основной шлак с образованием соли фосфата кальция 4CaO×P₂O₅.

Давление вдувания аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша составляет 0,3-0,8 МПа. Предпочтительно упомянутое давление составляет 0,4-0,6 МПа. Вдувание аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша может усилить перемешивание жидкой стали, вызывая ускоренное окисление фосфора и переход в основной шлак.

При необходимости, в процессе продувки вязкость основного шлака можно регулировать путем добавления флюорита так, чтобы основной шлак мог лучше адсорбировать фосфор, что более благоприятно для последующей обработки. Предпочтительно, добавляемое количество флюорита в расчете на массу жидкой стали составляет 0,5-3 кг/т; и предпочтительно количество добавляемого флюорита составляет 1-1,5 кг/т. Предпочтительно добавление флюорита осуществляют через 2 мин после начала продувки кислородом и продувки аргоном, когда фосфор уже начал окисляться и соединяться с основным шлаком, что повышает эффект добавления флюорита.

В одном или нескольких вариантах осуществления продувку жидкой стали проводят в течение 10-30 минут, и содержание FeO в основном шлаке после продувки составляет 10-30%; и предпочтительно продувку проводят в течение 15-20 минут, и содержание FeO в основном шлаке после продувки составляет 15-20%. Когда содержание FeO в основном шлаке находится в пределах вышеуказанных диапазонов, достигается предварительное условие для окислительной дефосфорации, и может быть выполнена следующая операция удаления шлака.

В одном или нескольких вариантах осуществления способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, обеспечиваемый вариантом осуществления настоящего изобретения, дополнительно содержит:

S3. наклон сталеразливочного ковша так, чтобы поверхность жидкой стали была близка к отверстию сталеразливочного ковша.

S4. добавление углеродсодержащего восстановителя так, чтобы основной шлак вспенивался и вытекал через отверстие сталеразливочного ковша.

Наклон сталеразливочного ковша способствует плавному выпуску вспененного основного шлака на более поздней стадии и формирует соответствующее расстояние между поверхностью жидкой стали и отверстием сталеразливочного ковша, поскольку чрезмерно большое расстояние приведет к неполному выпуску основного шлака и остатку основного шлака, а чрезмерно малое расстояние между поверхностью жидкой стали и отверстием сталеразливочного ковша приведет к потерям жидкой стали в процессе выпуска шлака и повлияет на производительность. Предпочтительно, сталеразливочный ковш наклоняют так, что поверхность жидкой стали расположена ниже отверстия сталеразливочного ковша на 50-200 мм; и более предпочтительно, поверхность жидкой стали расположена ниже отверстия сталеразливочного ковша на 80-120 мм.

Кроме того, угол наклона сталеразливочного ковша составляет 10-35 градусов; и предпочтительно угол наклона сталеразливочного ковша составляет 20-30 градусов. Сталеразливочный ковш наклоняют по направлению к отверстию сталеразливочного ковша, в результате чего при интенсивном образовании вспененного шлака, шлак будет вытекать только через отверстие сталеразливочного ковша и не будет переливаться везде без контроля. Следует заметить, что угол наклона сталеразливочного ковша не должен быть слишком большим, чтобы избежать аварий, вызванных переливом жидкой стали.

В одном или нескольких вариантах осуществления углеродсодержащий восстановитель содержит по меньшей мере один из карбида кальция и карбюризатора. Когда в качестве углеродсодержащего восстановителя выбран карбид кальция, размер частиц карбида кальция составляет 5-20 мм, а количество добавляемого карбида кальция в расчете на массу жидкой стали составляет 0,3-0,7 кг/т; и предпочтительно количество добавляемого карбида кальция составляет 0,5-0,6 кг/т. Когда в качестве углеродсодержащего восстановителя выбран карбюризатор, размер частиц карбюризатора составляет 0,5-1 мм, а количество добавляемого карбюризатора в расчете на массу жидкой стали составляет 0,2-0,5 кг/т; и предпочтительно карбюризатор представляет собой активированный уголь, и добавляемое количество активированного угля составляет 0,3-0,4 кг/т. Углеродсодержащий восстановитель может реагировать с FeO в основном шлаке и мгновенно образовывать обильные микропузырьки СО, мгновенно вызывающие сильное вспенивания шлака, который быстро направленно переливается через отверстие сталеразливочного ковша, благодаря чему решается задача выпуска шлака. Более того, пары металлов с низкой температурой плавления, таких как цинк, свинец и олово, которые вредны для стали, легко переносятся газообразным СО, который очищает жидкую сталь и значительно улучшает прочность и ударную вязкость высококачественных сталей. Кроме того, CO дополнительно окисляется до CO₂ после выхода с поверхности жидкости, что позволяет избежать загрязнения воздуха и травм оператора.

В одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий описанный выше способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, а также рафинирование и разливку жидкой стали в слитки после выпуска шлака.

После завершения выпуска шлака сталеразливочный ковш возвращают из наклонного состояния, в жидкую сталь добавляют алюминий, продувают сталь аргоном и перемешивают в течение 2-4 мин до полного раскисления, а после рафинирования жидкая сталь может быть разлита в слитки или в непрерывнолитые заготовки. Предпочтительно добавляемое количество алюминия составляет 0,2-0,4 кг/т.

В одном или нескольких вариантах осуществления согласно настоящему изобретению дополнительно обеспечена сталь со сверхнизким содержанием фосфора, в производстве которой для выпуска шлака используют вышеописанный способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора.

В одном или нескольких вариантах осуществления сталь с ультранизким содержанием фосфора имеет содержание фосфора менее 0,003%.

Признаки и свойства настоящего изобретения ниже описаны более подробно в связи с примерами.

Пример 1

В этом примере представлен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий следующие конкретные этапы:

S1. заливка жидкой стали, выплавленной в конвертере или среднечастотной электропечи, в сталеразливочный ковш после скачивания шлака, добавление 1,0 кг/т извести вместе с потоком стали в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака.

S2. подъем сталеразливочного ковша на станцию продувки сталеразливочного ковша с функцией наклона и выполнение операции верхней продувки кислородом с помощью кислородной фурмы с расходным покрытием, с расходом кислорода 120 нл/(мин×т) и давлением 0,9 МПа; и одновременно вдувание аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша и перемешивание при давлении аргона 0,45 МПа.

S3. после продувки кислородом и продувки аргоном в течение 2 минут, добавление за один раз 1,2 кг/т шариков флюорита в качестве шлакообразующего агента для регулирования вязкости шлака, при этом общее время продувки поддерживают на уровне 18 минут при оптимальном содержании FeO в верхнем шлаке сталеразливочного ковша на уровне 18%.

S4. наклон сталеразливочного ковша с углом наклона 20° в зависимости от величины загрузки стали, так чтобы поверхность жидкой стали оказалась ниже отверстия сталеразливочного ковша на 100 мм, регулирование давления аргона до 0,5 МПа и расхода кислорода до 130 нл/(мин×т), и увеличение интенсивности перемешивания сталеплавильного шлака.

S5. добавление CaC в сталеразливочный ковш в количестве 0,56 кг/т, так что CaC и FeO быстро реагируют, мгновенно образуя обильные микропузырьки CO, что приводит к мгновенному вспениванию шлака и быстрому переливанию шлака направленно через отверстие сталеразливочного ковша, что обеспечивает степень выпуска шлака более 95%.

S6. после выпуска фосфора, прекращение вдувания кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша, возвращение сталеразливочного ковша из наклонного состояния в исходное состояние, затем добавление 0,3 кг/т частиц алюминия к жидкой стали и продолжение вдувания аргона в течение 3 минут до полного раскисления.

S7. после завершения рафинирования разливка жидкой стали в стальные слитки или непрерывнолитые заготовки.

Испытания стальных слитков или непрерывнолитых заготовок, полученных в этом примере, показали, что содержание фосфора в них составляет от 0,0015% до 0,0018%.

Пример 2

В этом примере представлен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который включает следующие конкретные этапы:

S1. заливка жидкой стали, выплавленной в конвертере или среднечастотной электропечи, в сталеразливочный ковш после скачивания шлака, добавление 1,0 кг/т извести вместе с потоком стали в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака.

S2. подъем сталеразливочного ковша на станцию продувки сталеразливочного ковша с функцией наклона и выполнение операции продувки кислородом сверху с помощью кислородной фурмы с расходным покрытием, с расходом кислорода 140 нл/(мин×т) и давлением 1,1 МПа; и одновременно вдувавние аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша для выполнения операции аргонной продувки при давлении аргона 0,5 МПа.

S3. после продувки кислородом и продувки аргоном в течение 3 минут, добавление за один раз 1,4 кг/т шариков флюорита в качестве шлакообразующего агента для регулирования вязкости шлака, при этом общее время продувки поддерживают на уровне 20 мин при оптимальном содержании FeO в верхнем шлаке сталеразливочного ковша на уровне 20%.

S4. наклон сталеразливочного ковша с углом наклона 25° на основании величины загрузки стали, так чтобы поверхность жидкой стали оказалась ниже отверстия сталеразливочного ковша на 120 мм.

S5. добавление активированного угля в сталеразливочный ковш в количестве 0,4 кг/т, вызывающее мгновенное обильное образование микропузырьков CO, что приводит к мгновенному вспениванию шлака и быстрому переливанию шлака направленно через отверстие сталеразливочного ковша, что обеспечивает степень выпуска шлака более 95%.

S6. после выпуска фосфора, прекращение вдувания кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша, возвращение сталеразливочного ковша из наклонного состояния в исходное состояние, затем добавление 0,3 кг/т частиц алюминия к жидкой стали и продолжение вдувания аргона в течение 2,5 минут до полного раскисления.

S7. после завершения рафинирования, разливка жидкой стали в стальные слитки или непрерывнолитые заготовки.

Испытания стальных слитков или непрерывнолитых заготовок, полученных в этом примере, показали, что содержание фосфора в них составляет 0,0017%-0,0020%.

Пример 3

В этом примере представлен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который включает следующие конкретные этапы:

S1. заливка жидкой стали, выплавленной в конвертере или среднечастотной электропечи, в сталеразливочный ковш после скачивания шлака, добавление 3,0 кг/т извести вместе с потоком стали в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака.

S2. подъем сталеразливочного ковша на станцию продувки сталеразливочного ковша с функцией наклона и выполнение операции верхней продувки кислородом с помощью кислородной фурмы с расходным покрытием, с расходом кислорода 300 нл/(мин×т) и давлением 2,0 МПа; и введение аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша для выполнения операции продувки аргоном при давлении аргона 0,8 МПа.

S3. после продувки кислородом и продувки аргоном в течение 3 минут, добавление за один раз 0,5 кг/т шариков флюорита в качестве шлакообразующего агента для регулирования вязкости шлака, при этом общее время продувки поддерживают на уровне 30 мин при оптимальном содержании FeO в верхнем шлаке сталеразливочного ковша на уровне 28%.

S4. наклон сталеразливочного ковша с углом наклона 10° на основании величины загрузки стали так, чтобы поверхность жидкой стали оказалась ниже отверстия сталеразливочного ковша на 200 мм.

S5. добавление активированного угля в сталеразливочный ковш в количестве 0,7 кг/т, вызывающее мгновенное обильное образование микропузырьков CO, что приводит к мгновенному вспениванию шлака и быстрому переливанию шлака направленно через отверстие сталеразливочного ковша, что обеспечивает степень выпуска шлака более 95%.

S6. после выпуска фосфора, прекращение вдувания кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша, возвращение сталеразливочного ковша из наклонного состояния в исходное состояние, затем добавление 0,4 кг/т частиц алюминия к жидкой стали и продолжение вдувания аргона в течение 4 минут до полного раскисления.

S7. после завершения рафинирования, разливка жидкой стали в стальные слитки или непрерывнолитые заготовки.

Испытания стальных слитков или непрерывнолитых заготовок, полученных в этом примере, показали, что содержание фосфора в них составляет 0,0023%-0,0026%.

Пример 4

В этом примере представлен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который включает следующие конкретные этапы:

S1. заливка жидкой стали, выплавленной в конвертере или среднечастотной электропечи, в сталеразливочный ковш после скачивания шлака, добавление 0,5 кг/т извести вместе с потоком стали в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака.

S2. подъем сталеразливочного ковша на станцию продувки сталеразливочного ковша с функцией наклона и выполнение операции верхней продувки кислородом с помощью кислородной фурмы с расходным покрытием, с расходом кислорода 50 нл/(мин×т) и давлением 0,5 МПа; и введение аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша с целью выполнения операции продувки аргоном при давлении аргона 0,3 МПа.

S3. после продувки кислородом и продувки аргоном в течение 3 минут, добавление за один раз 3,0 кг/т шариков флюорита в качестве шлакообразующего агента для регулирования вязкости шлака, при этом общее время продувки поддерживают на уровне 30 мин при оптимальном содержании FeO в верхнем шлаке сталеразливочного ковша на уровне 12%.

S4. наклон сталеразливочного ковша с углом наклона 35° на основании величины загрузки стали так, чтобы поверхность жидкой стали оказалась ниже отверстия сталеразливочного ковша на 50 мм.

S5. добавление активированного угля в сталеразливочный ковш в количестве 0,3 кг/т, вызывающее мгновенное обильное образование микропузырьков CO, что приводит к мгновенному вспениванию шлака и быстрому переливанию шлака направленно через отверстие сталеразливочного ковша, что обеспечивает степень выпуска шлака более 95%.

S6. после выпуска фосфора, прекращение вдувания кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша, возвращение сталеразливочного ковша из наклонного состояния в исходное состояние, затем добавление 0,2 кг/т частиц алюминия к жидкой стали и продолжение вдувания аргона в течение 2 минут до полного раскисления.

S7. после завершения рафинирования, разливка жидкой стали в стальные слитки или непрерывнолитые заготовки.

Испытания стальных слитков или непрерывнолитых заготовок, полученных в этом примере, показали, что содержание фосфора в них составляет 0,0025%-0,0028%.

Таким образом, согласно настоящему изобретению обеспечен способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, в котором жидкую сталь сначала смешивают с известью, получая основной шлак; затем проводят кислородную продувку для повышения окисляемости основного шлака; и наконец, добавляют углеродсодержащий восстановитель, так что в процессе окисления углерода с выделением большого количества газообразного монооксида углерода улавливаются фосфаты, а основной шлак быстро вспенивается и вытекает из отверстия сталеразливочного ковша, так что исключаются условия для последующей рефосфорации. Описанный способ выпуска шлака прост и удобен в эксплуатации, не предъявляет высоких требований к оборудованию, имеет относительно хороший эффект дефосфорации и может быть использован для получения стали со сверхнизким содержанием фосфора, содержащей менее 0,003% фосфора.

Согласно настоящему изобретению дополнительно обеспечен способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, который включает описанный выше способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, и рафинирование и разливку в слитки после выпуска шлака. Способ производства обладает хорошим эффектом дефосфорации, имеет низкую себестоимость и позволяет с высокой эффективностью производить сталь с ультранизким содержанием фосфора, содержащую менее 0,003% фосфора.

Вышеприведенное описание предназначено исключительно для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначено для ограничения настоящего изобретения. Для специалиста в данной области техники могут быть сделаны различные модификации и изменения в настоящем изобретении. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т.д., сделанные в духе и принципе настоящего изобретения, должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Согласно настоящему изобретению обеспечен способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, в котором жидкую сталь сначала смешивают с известью, получая основной шлак; затем проводят кислородную продувку для повышения окисляемости основного шлака; и наконец, добавляют углеродсодержащий восстановитель, так что в процессе окисления углерода с выделением большого количества газообразного монооксида углерода улавливаются фосфаты, а основной шлак быстро вспенивается и вытекает из отверстия сталеразливочного ковша, так что исключаются условия для последующей рефосфорации. Способ выпуска шлака прост и удобен в эксплуатации, не предъявляет высоких требований к оборудованию, имеет относительно хороший эффект дефосфорации и может быть использован для получения стали со сверхнизким содержанием фосфора, содержащей менее 0,003% фосфора.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству стали со сверхнизким содержанием фосфора, содержащей менее 0,003% фосфора. Жидкую сталь сначала смешивают с известью, получая основной шлак, затем проводят кислородную продувку, повышая окисляемость основного шлака, добавляют углеродсодержащий восстановитель, так что в процессе окисления углерода с выделением большого количества газообразного монооксида углерода улавливаются фосфаты, и основной шлак быстро вспенивается и вытекает из отверстия сталеразливочного ковша, исключая условия для последующей рефосфорации. Изобретение позволяет с высокой эффективностью производить сталь со сверхнизким содержанием фосфора, при этом технология производства обладает хорошим эффектом дефосфорации и имеет низкую себестоимость. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий:

добавление извести вместе с жидкой сталью в процессе заливки жидкой стали в сталеразливочный ковш с целью заблаговременного шлакообразования и формирования основного шлака;

вдувание кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша и вдувание аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша для продувки жидкой стали;

наклон сталеразливочного ковша так, чтобы поверхность жидкой стали была близка к отверстию сталеразливочного ковша; и

добавление углеродсодержащего восстановителя так, чтобы основной шлак вспенивался и вытекал из отверстия сталеразливочного ковша, при этом

сталь со сверхнизким содержанием фосфора имеет содержание фосфора менее 0,003%, а

расход кислорода для вдувания кислорода в верхнюю часть сталеразливочного ковша составляет 50-300 нл/(мин×т) и давление составляет 0,5-2,0 МПа.

2. Способ по п. 1, в котором в расчете на массу жидкой стали количество добавляемой извести составляет 0,5-3 кг/т и предпочтительно количество добавляемой извести составляет 0,7-1 кг/т.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором расход кислорода составляет 100-150 нл/(мин×т) и давление составляет 0,8-1,2 МПа.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором давление для вдувания аргона в нижнюю часть сталеразливочного ковша составляет 0,3-0,8 МПа и предпочтительно упомянутое давление составляет 0,4-0,6 МПа.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором в процессе продувки жидкой стали добавляют флюорит, регулируя вязкость основного шлака, предпочтительно в расчете на массу жидкой стали, добавляемое количество флюорита составляет 0,5-3 кг/т и предпочтительно количество добавляемого флюорита составляет 1-1,5 кг/т.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором продувку жидкой стали проводят в течение 10-30 мин и содержание FeO в основном шлаке после продувки составляет 10-30% и предпочтительно продувку жидкой стали проводят в течение 15-20 минут и содержание FeO в основном шлаке после продувки составляет 15-20%.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором сталеразливочный ковш наклоняют так, чтобы поверхность жидкой стали оказалась ниже отверстия сталеразливочного ковша на 50-200 мм; и предпочтительно, чтобы поверхность жидкой стали оказалась ниже отверстия сталеразливочного ковша на 80-120 мм.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором угол наклона сталеразливочного ковша составляет 10-35 градусов и предпочтительно угол наклона сталеразливочного ковша составляет 20-30 градусов.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором углеродсодержащий восстановитель содержит по меньшей мере один из карбида кальция и карбюризатора.

10. Способ по п. 9, в котором углеродсодержащий восстановитель содержит карбид кальция, где размер частиц карбида кальция составляет 5-20 мм, и в расчете на массу жидкой стали добавляемое количество карбида кальция составляет 0,3-0,7 кг/т и предпочтительно количество добавляемого карбида кальция составляет 0,5-0,6 кг/т.

11. Способ по п. 9, в котором углеродсодержащий восстановитель содержит карбюризатор, где размер частиц карбюризатора составляет 0,5-1 мм, и в расчете на массу жидкой стали добавляемое количество карбюризатора составляет 0,2-0,5 кг/т.

12. Способ по п. 11, в котором карбюризатор представляет собой активированный уголь и количество добавляемого активированного угля составляет 0,3-0,4 кг/т.

13. Способ производства стали со сверхнизким содержанием фосфора, включающий способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора по любому из пп. 1-12, рафинирование и разливку в слитки после выпуска шлака.

14. Способ по п. 13, в котором рафинирование включает, после завершения выпуска шлака, возврат сталеразливочного ковша из наклонного состояния в исходное состояние, добавление алюминия в жидкую сталь и проведение аргонной продувки и перемешивания в течение 2-4 мин до полного раскисления.

15. Способ по п. 13 или 14, в котором разливка жидкой стали в слитки включает, после завершения рафинирования, разливку жидкой стали в стальные слитки или непрерывно литые заготовки и предпочтительно количество добавляемого алюминия составляет 0,2-0,4 кг/т.

16. Сталь со сверхнизким содержанием фосфора, в которой при производстве стали со сверхнизким содержанием фосфора для выпуска шлака используют способ выпуска шлака в процессе производства стали со сверхнизким содержанием фосфора по любому из пп. 1-12.