Способ производства стали Советский патент 1984 года по МПК C21C5/52 C21C7/00 

О

:о

11 Изобретение относится к черной металлургия, в частности к производству стали в электродуговьк печах, и . может быть исирльзовано при производ стве высококачественной стали, выплавляемой на металлизованных окатышах. Известна выплавка стали в электро дуговых печах однопшаковым процессом по которому в начале доводки в печь присаживают углеродистый ферромарганец (из расчета получения в стали среднего заданного содержания марган ца) и кусковый ферросилиций (1 кг/т) для прекращения кипения ванны. После получения результатов анализа пробы, отобранной в конце окислительного периода, сталь легируют хромом и до водят до нужного содержания углерода Длительность доводки составляет 1012 мин, в это время шлак в печи не раскисляют. Затем металл сливают в ковш, на дно которого помещают кусковый ферросилиций для раскисления и легирования и алюминий для раскисления. Металл сливают без шлака, шлак-спускают в ковш в конце выпуска l Недостатками такого способа выплавки стали одношпаковым процессом являются дополнительные затраты времени на предварительное раскисление металла ферросилицием и ферромарганцем, присадка двух не сплавленных раскислителей - кусковых алюминия и ферросилиция на дно ковша, что зна чительно снижает эффект раскисления стали и легирования ее алюминием, невозможность удаления серы из стали в процессе ее выпуска из печи, сниже ние производительности дуговой печи из-за необходимости проведения в печ периода доводки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ производства хромистой подшипниковой стали, согласно которому металл вьпглавляют на металлизованных окатьш1ах с использованием лома и выпускают из печи с содержанием углерода 0,6-0,9% раскисляют его в ковше введением 0,1-0,8 кг/т алюьшния при вакуумировании, а затем карбидом кальция в количестве 2-15 кг/т стали и перемешивают металл продувкой нейтральным газом до снижения его температу9ры до уровня, превьш1аю1цегс на 5090 С температуру ликвидуса 2J . Недостатком известного способа является усложненность процесса выплавки стали с применением дорогостоящего оборудования и невысокое качество стали, так как получаемая по изложенному способу производства сталь содержит неметаллические включения типа алюминатов кальция, которые недостаточно эффективно могут быть удалены из стали даже с использованием в технологии выплавки последующего процесса вакуумирования. Целью изобретения является упрощение процесса производства стгши из металлизованных окатьш1ей и повьш1ение качества стали. Указанная цель достигается тем, что согласно способу производства стали одношлаковым процессом в электродуговой сталеплавильной печи, включающему расплавление лома и металлизованных окатьш1ей, выпуск расплава в ковш без шлака, раскисление, легирование и продувку металла нейтральным газом, жидкий металл непосредственно после расплавления всего количества металлизованных окатышей вьтускают в ковш на поверхность нагретого до 600-1200 С марганецалюминиевого сплава, после вьшуска в расплав вводят ферросилиций и на зеркало металла подают легкоплавкую шлакообразующую смесь. В процессе взаимодействия окисленного полупродукта с алюминием и марганцем, входящих в состав сплава, при избытке кислорода образуются жидкие крупные неметаллические включения типа герцинита. Неметаллические включения подобного типа весьма хорошо удаляются из жидкого металла, особенно при вьтуске плавки в ковш, когда полностью используется кинетическая энергия падающей струи металла, тем , самым создаются хорошие условия для перемешивания металла с марганецалюминиевым сплавом. Введение ферросилиция после введения марганецалюминиевого сплава преследует цель только легирования металла кремнием, но не его раскисления. В этом случае не образуются неметаллические включения силикатного типа. Содержание серы и фосфора в мета ле регулируют количеством проплавленных металлизованных окатьпией в печи. Чем большая доля окатышей по сравнению со стальным ломом проплавлена, тем меньше содержание при месей в готовой стали. Вследствие того, что металл в печи не раскисля ют, содержание газов водорода, азот также зависит от количества проплав ленных окатышей, плавление которых проходит с кипом в интенсивном режи ме образования пузьфьков окиси угле рода. Сокращение длительности плавки происходит за счет ликвидации операций предварительного раскисления металла в печи и сокращения времени на определение содержания остаточных элементов в печи после предварительного раскисления мет-алла. Опытами установлено, что сокраще ние длительности плавки составляет 17 - 24 мин, в процентах к общей длительности плавки это составляет 9,5-13,5%, т.е. в среднем около 10% Нагрев стаперазливочного ковша менее 600 С не желателен из-за допо нительных потерь тепла, потому что при выпуске стали, из печи металл охлаждается до того критического со тояния, что в дальнейшем невозможно произвести продувку стали аргоном в ковше, окончательно не заморозив плавку. Превьшгение нагрева ковша сверх 1200 С также не желательно, потому что ухудшается стойкость футеровки ковша., так как оставшийся частично шлак на границе с футеровкой ковша при температуре свьш1е 1200 С дает эвтектического состава шлаковые включения и соединения и разъедает футеровку ковша. Присадка на зеркало металла легк плавкой шлакообразующей смеси необх дима для сохранения тепла металла в ковше .при последующей обработке, в частности, при продувке расплава аргоном. Изобретение позволяет работать одношлаковым процессом в дуговой электропечи с проплавлением в ней металлизованных окатьш1ей и получать сталь высокого качества, кроме того позволяет увеличить производительность печного агрегата за счет сокр щения нахождения или пребывания жидкого металла в печи. Пример 1. Выплавка и внепечное рафинирование стали 111X15 включает следующие операции: завалка шихты, состоящей из 30% углеродистого лома и 70% металлизованньк железорудных окатышей; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периода и последующий контроль пробы металла на полный химический анализ; присадка феррохрома на средний уровень содержания его в стали с учетом остаточного его содержания и с учетом угара его; выпуск нераскисленного жидкого металла после проплавления металлизованных железорудных окатышей из печи в ковш на поверхность прокаленного до 600°С марганецалюминиевого сплава; присадка ферросилиция из желоба с высоты 4 м от уровня зеркала металла;присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состоящей, например, из плавикового шпата, силикокальция и извести в соотношении 2:1:5; продувка расплава в ковше аргоном в течение 10 мин. Пример 2. Выплавка и внепечное рафинирование стали 20К включает следующие операции: завалка шихты, состоящей из 40% углеродистого стального лома и 60% железорудных окатьш1ей; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного периоа;выпуск нераскисленного жидкого металла после проплавления металлизо- i ванных железорудных окатышей из печи в ковш на поверхность прокаленного о 1200 С марганецалюминиевого сплава . присадка ферросилиция из желоба с высоты 5 м от уровня зеркала метала;присадка на зеркало металла легколавкой дшакообразующей смеси, состоящей, например, из 60% извести и 40% плавикового шпата; продувка расплава в ковше аргоном в течение 10 мин. Пример 3. Выплавка и внепечное рафинирование стали 20ХНЗА включает следующие операции: . 51 завалка шихты, состоящей, например, из 80% металлизованных окатьте 20% углеродистого стального лома и соответствующего количества закиси никеля; расплавление шихты с одновременным проведением окислительного пери да и последукиций контроль пробы металла на полный химический анализ; присадка феррохрома и никеля в металл через слой шлака на средне содержание хрома и никеля с учетом остаточного содержания их в металле и с учетом угара хрома; выпуск нераскисленного зшдкого металла после проплавления всего ко личества металлизованных окатьш1ей ИЗ печи в ковш на поверхность прокаленного до марганецалюминие вого сплава; присадка ферросилиция из желоба с высоты 6 м от уровня зеркала металла;присадка на зеркало металла легкоплавкой шлакообразующей смеси, состоящей, например, из марганцевой руды, силикатной глыбы, песка, силикокальция в соотношении 1:1:1:1; продувка расплава в ковше аргоном в течение 8 мин с интенсивностью 0,01 нм/т-мин. Таким образом, изобретение позволяет увеличить производительность дуговой сталеплавильной печи примерно на 10% за счет сокращения длительности плавки. Сокращение длительности плавки происходит за счет ликвидации периода рафинировки и перенесения его на выпуск плавки и на период продувки стали аргоном в ковше. Качество стали во всех случаях отвечает соответствующим техническим требованиям

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ одношлаковым процессом в электродуговой сталеплавильной печи, включакиций расплавление лома и металлизованных окатышей, выпуск расплава в ковш без шлака, раскисление, легирование и продувку металла нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса производства стали из металлизованных окатышей и повьшзения качества стали, жидкий металл непосредственно после расплавления всего количества металлизованных окатышей выпускают в ковш йа поверхность нагретого до 6001200 С марганецалюминиевого сплава, S после вьтуска в расплав вводят ферросилиций и на зеркало металла подают легкоплавкую шпакообразующую смесь.