Способ выплавки стали Советский патент 1983 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения стали в агрегатах с основной футеровкой. Известен способ выплавки шарикоподшипниковой стали, включающий плавление шихты, проведение окислительного периода, скачивание окисли тельного шлака, наведениеосновного известкового шлака, ввод в печь за 10-15 мин до выпуска кварцита в количестве, обеспечив ающем основность шлака перед выпуском 0,7-1,3 присад ку ферросплавов, выпуск стали с печ ным шлаком и обработку в ковше аргоном . Способ имеет следующие недостатки: ввод кварцита в основной извест ковый шлак снижает основность этого шлака, что приводит к рефосфорации и ресульфурации; обрабо,тка основной стали шлаком основностью 0,7-1,3 не обеспечивает получение в ней достаточно низкого содержания оксидных неметаллических включений; наличие в печи перед выпуском большог количества шлака с повышенной основностью затрудняет перевод его в шлак с пониженной основностьюf со держание в шлаке 35-45% окиси кальция обусловливает его значительную водородепроницаемость, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали, вкJцoчaющнй наведени основного известкового шлака, скачи вание части этого шлака, присадку в печь кремнийсодержгидих материалов в количестве, обеспечивающем получение 1-5% шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6, ввод ферросплавов, Bfc пуск стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше . Недостатки известного способа по лучения стали заключаются в следующем. / Разовая присадка кварцита за 1015 мин до выпуска металла не обеспе чивает быстрого формирования рафинировочного шлака, достаточно однородного по своему химическому составу и физическому состоянию ( жидкоподвижности моменту ввода в металл ферросплавов, что в целом снижает эффект рафинирования стали и производительность печи. Наличие в объеме шлака локальных участков с повышенной концентрацией кремнезема оказывает разъедающее действие на основнукз футеровку печи , что снижает ее стойкость. Присадка ферросплавов в металл после достижения шлаком отношения окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6 связана с необходимостью дополнител ной выдержки, что увеличивает продолжительность плавки в целом и снижает производительность печи. Известный способ не предусматривает также реализацию ряда технологических приемов, направленных на ускорение процесса шлакообразования после ввода кремнеземсодержащих материалов, в частности перемешивания металла со шлаком в печи, вдувания кремнеземсодержащих добавок, использования отработанного конечн9го шлака сталеплавильных агрегатов с кислой футеро.вкой. Цель изобретения - улучшение качества стали, увеличение производительности печи и повышение стойкости ее футеровки. Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу выплавки печи, включающем наведение основного известкового шлака, скачивание части этого шлака, присадку в печь кремнезёмсодержацдах материгшов в количестве, обеспечивающем получение 1-5% шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6, ввода ферросплавов, выпуск стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше, присадку кремнет земсодержащих материалов начинают за 20-25 мин до выпуска металла и производят равномерно и непрерывно до окончания его выпуска, а ферросплавы вводят в металл по достижении отношения окиси кальция к кремнезему в шлаке 1,3-1,5. В период присадки в шлак кремнеземсодержащих материалов металл продувают инертнш4 газом. Кремнеземсодержащие материалы могут быть введены в металл в струе инертного газа. в качестве кремнеземсодержащих материалов может быть использован отработанный конечный шлак сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси кальция к кремнезему в пределах 0,1-0,2. Начало присадки кремнеземсодержащик материалов за 20-25 мин до выпуска и окончание непосредственно после выпуска металла из печи, которлй обычно длится 5-15 мин, обеспечивает возможность ввода материалов в течение 25-40 мин с постоянной весовой скоростью. При этом достигается высбкая ускоряемость кремнеземсодержащих материалов высокоосновным известковым шлаком, непрерывное и равномерное уменьшение отношения окиси кальция к кремнезему с 2,5-4 до 0,3-0,6. Шлак в печи в течение всего этого времени сохраняет свою жидкоподвижность и рафинирующую способность. Непрерывный и равномерный ввод кремнеземсодержащих материалов с относительно небольшой скоростью в единицу времени окаэывает незначительное охлаждающее влияние на сталеплавильную ванну и способствует сокращению продолжительности плавки по сравнению с разовой присадкой шлакообразующих добавок. Постепенный пер&ёор, основного шлака в кислый менее отрицательно влияет на стойкость основной футеровки печи. Повышению стойкости фу теровки способствует также отсутствие в объеме шлака локальных участ ков с повьпяенйБВл содержанием крем кислоти. Более ранний ввод ферросплавов в металл, а именно по, достижении ш ком основности 1,3-1,5, уменьшает продолжительность плавки по крайне мере на 10-15 мин. Некоторое отрицательное влияние увеличения содер жания свободной закиси железа в шлаке с такой основностью ковлпенси руется небольшими присадками восст новительной смеси, например на основе алюминиевого порошка. Продувка металла инертным газом в период присадки кремнеэемсодержа щих материалов ускоряет формирование рафинировочного шлаке, обеспечивает повышение качества стали и производительности печи. . Достижению этой же цели способствует ввод кремнеземсодержавйпс ма териалов вметалл в струе инертног газа. Весьма эффективным является использование в качестве кремнеземсодержащих материалов отработанного конечного шлака сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси кальция к кремнезему 0,1-0,2. , Оптимальным содержанием окиси кальция в кислых шлаках является 6-10% при содержании кремнезема около 50%. Так, кислый шлак, содержащий, %: SiO 50 J СаО 10 и (MnO+FeO) 40 имеет температуру плазвления около и является при температурах процесса leOO-lTOO C весьма жидкотекучим и активным. Отработанный кислый конечный лша является уже подготовленным сплавом нескольких компонентов, а именно силикатов железа, марганца и кальция, и быстро переходит в жидкое состояние. Температура плавления j чистого кремнезема составляет 1710 С Согласно одному из возможных вариантов изобретения выплавку марганцевой стали, содержащей, %: С 0,15-0,25; Мп 1,5-2,0 Si 0,4-0,6 Р$ 0,,030 с использованием для легирования стали силикомарганца 65% Мп, 20% Si) производят по типовой технологической инструкции со /следующими дополнениями: не регл ментируется продолжительность восстановительного периода плавки, который заканчивают по достижении металлом необходимой температуры и химического состава} по достижении металлом необходимых температур и химического состава производят скачивание части основного известного шлака; за 20-25 мин до выпуска металла в печь непрерывно и равномерно вводят кремне земсодержгицие материалы и постепенно переводят основной шлак в кислый с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6 к моменту окончания выпуска металлаj количество шлака в печи перед выпуском плавки составляет 1-5% От веса металлаJ ввод ферросплавов в металл начинают по достижении отношения окиси кальция к кремнезему в шлаке 1,3-1,5; для ускорения процесса формирования кислого рафинировочного шлака металл в печи продувают инертным газом. Применительно к 2Q т основной дуговой сталеплавильной печи процесс выплавки по данной технологии ведут следукадим образом. За 30 мин до выпуска плавки в течение 10 мин производят скачивание части основного известкового шлака восстановительного периода. Количество шлака в печи перед его скачиванием равно 0,8 т. Шлак содержит, %: FeO 0,8; МпО 0,5; СаО 60} SiO 17,5; МпО 10; ,j 3} Cafti 5; CaS 0,5. Из печи удаляют 70% шлака, т.е. 560 кг и за 20 мин до начала выпуска металла приступают к непрерывному и равномерному вводу в печь отработанного кислого конечного шлака, содержащего, %: Ог 50 и СаО 5, в количестве 560 кг. При продолжительности слива металла из печи 5 мин, продолжительность периода ввога шлакообразующей добавки составляет 25 мин при весовой скорости ввода шлака 22,4 кг/мин. Количество кислого шлака в печи составит 800 кг (4% от веса металла). Химическийсостав шлака, %; СаО 21,5 и SiOi 40 (CaO/SiOi 0,54). По достижении шлаком основности 1,4 в ванну вводят 540 кг силикомарганца и обрабатывают шлак алюминиевым порошком в количестве 5 кг. В период ввода в- печь кислого конечного шлака металл продувают аргоном при расходе 0,3 . Производят выпуск стали в ковш вместе с кислым шлаком и продувак)Т металл со шлаком механическим способом. Окончательное раскисление стали производят алюминием в количестве 0,5 кг/т. Технический эффект от применения предлагаемого способа заключается в повышении качества стали, выплавляемой в сталеплавильных агрегатах с основной футеровкой путем снижени содержания фосфора, оксидных неметаллических включений и водорода; увеличении производительности с.тале плавильных агрегатов за счет изменения режимов ввода кремнесодержащих материалов и ферросплавов, в том числе в результате использования отработанного конечного шлака печей с кислой футеровкой, при отношении окиси кальция к кремнезему 0,1-0,2; повышении стойкости основной футеровки. Способ может быть реалиаован при выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах, мартеновских печах и конвертерах и обеспечивает значительное расширение марочного сортамента высококачественных сталей, выплавляемых в современных высокопроизводительных агрег-атах с основной футеровкой. Ниже приведен расчет ожидаемой экономической эффективности изобретения по сравнению с прототипом. В результате увеличения производительности печей в среднем на 8% условно-постоянные расходы по переделу снизятся и составят .18 39.100 (1.0,773)18,39 lUo 17,4 руб./т. где 0,773 - доля постоянной часг-пв расходах по переделу; 100 - производство продукции до использования изобретения, %; 108 - производство продукции после использования изобретения, %. Снижение расходов по переделу составит 18,39 - 17,4 Л руб./т. В результате снижения расхода хромомагнезита на 2 кг/т будет получена экономия TtM 0,12руб./т. где 60,3 - стоимость хромомагнезита, руб./т. За счет улучшения качества стали будет достигнуто увеличение выхода годного в среднем на 1%, что даст экономию (120-40).0,01 0,8 руб./т. где 120 и 40 - соответственно стоимость стали и отходов руб./т. Ожидаемый эффект составит (с учетом затрат на аргон 0,45 руб./т) (1,01 0,12 + 0,8-0,45),60000 88200 руб. где 60000 - объем внедрения конструкционной легированной стали.

1.СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий наведение основного известкового шлака, скачивание части этого шлака, присадку в печь кремнийсодержащих материалов в количестве, обеспечивающем получение 1-5% шлака от веса металла с отношением окиси кальция к кремнезему 0,3-0,6, ввод ферросплавов выпуск стали с печным шлаком и перемешивание стали со шлаком в ковше, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стали, увеличения производительности печи и повьаиения стойкости ее футеровки, присадку кремнийсодержащик материалов начинают за 20-25 мин до выпуска металла и производят непрерывно и равномерно до окончания его выпуска, а ферросплавы вводят в металл по достижении отношения окиси кальция к кремнезёму в шлаке 1,3-1,5. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в период присадки в шлак кремнийсодержащих материалов металл продувают инертньпл газом. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащие материалы вводят в металл в струе инертногогаза. 4. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащих материалов используют отработанный конечный шлак сталеплавильных агрегатов с кислой футеровкой при отношении окиси КЕШЬция к кремнезему 0,1-0,2. о: ю о ю