Способ выплавки хромистой стали с содержанием хрома до 5% Советский патент 1991 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии, к производству сталей, легированных хромом, в электродуговых печах на шихте с использованием металлизованных окатышей.

Цель изобретения - снижение себестоимости стали при сохранении качества.

Сущность изобретения состоит в том, что в дуговую печь заваливают загрузочной бадьей необходимое количество стального лома, если требуется также никеля и ферромолибдена, и начинают плавку. После про- плавления электродами колодцев в шихте приступают к непрерывной загрузке в печи и плавлению металлизованных железорудных окатышей совместно с известью при использовании кислорода. Возможно проведение плавки на шихте из металлизованных окатышей без лома. После проплавления расчетного на плавку количества металлизованных железорудных окатышей удаляют из печи железистый шлак возможно полно, сливая его через порог рабочего окна печи. Затем расплавляют необходимое для легирования хромом количество восстановленных хромовых окатышей совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг/т окатышей, вводя в образующийся шлак углёрод- содержащий материал (например, кокс крупностью 2-8 мм) в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого угпе- рода в углеродсодержащем материале как 1:(0,3-0,7).

Окисление углерода ванны газообразным кислородом до содержания близкого к заданному в выплавляемой марке стали совмещают с периодом расплавления восста- новленных хромоворудных окатышей, поддерживая температуру стали во время продувки кислородом в пределах 1650- 1800°С.

После расплавления восстановленных хромовых окатышей п|рисаживают на шлак кремнийсодержащий сплав и известь в количествах, обеспечивающих отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе кремния в сплаве как 1:(0,07-0,15) и к мас&з извести как 1:(0,3- 0,6). Во время выпуска плавки и внепечной обработки производят, в случае необходимости, легирование стали и раскисление металла алюминием.

Заключительное рафинирование проводят вне печи на установках продувки аргоном и вакуумной дегазации, после чего сталь разливают в заготовки на установке непрерывной разливки,

Образующийся при расплавлении восстановленных хромоиых окатышей шлак, содержащей окислы хрома, необходимо восстановить до содержания окиси хрома не более 7-9%. С этой целью вводят в шлзх углеродсодержащий материал, твердый углерод которого восстанавливает окись хрома до карбида хрома. Температура начала этого процесса равна 1 07°С. При нагреве до 1400°С степень восстановления окиси хрома из шлака углеродом составляет 80- 100%. Для обеспечения достаточной жидко- подвижности хромсодержащего шлака восстановленные хромовые окатыши проплавляют совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг на тонну окатышей.

Наличие определенного содержаний углерода в восстановленных до карбидов хрома ( и СгзСа) хромовых окатышах, а также введение в шлак углеродсодержаще- го материала вызывает повышение в стали содержания углерода, поэтому необходимо окисление углерода ванны газообразным кислородом до содержания, близкого к заданному в выплавляемой марке стали, Совмещение продувки ванны кислородом с периодом расплавления восстановленных хромовых окатышей сокращает продопжи- тельность плавки, интенсифицирует процессы расплавления окатышей и восстановления окиси хрома шлака за счет

перемешивания последнего выделяющимися из ванны пузырями окиси углерода.

Поддержание при окислении избыточного углерода ванны газообразным кислородом температуры стали не ниже 1650°С обеспечивает предохранение хрома, растворенного в стали, от окисления кислородом. При Т 1800°С снижается стойкость огнеупорной футеровки печи, что приводит

к увеличению себестоимости стали,

Присадка на шлак после расплавления восстановленных хромовых окатышей крем- нийсодержащего сплава и извести позволяет довести остаточное содержание окиси хрома в шлаке до минимума.

Технический эффект от использования изобретения состоит в проведении плавки

хромистой стали на шихте из металлизован- ных железорудных и восстановленных хромовых окатышей в дуговой печи без использования для легирования стали дефицитного феррохрома,

Расплавление восстановленных хромовых окатышей совместно с менее, чем 30 кг кварцита на тонну окатышей не обеспечивает необходимой жидкоподвижности хромсодержащего шлака, что ухудшает условия восстановлений окиси хрома углеродом и снижает полезное использование хрома окатышей. Расплавление восстановленных хромовых окатышей совместно с более, чем

70 кг кварцита на тонну окатышей приводит к увеличению количества шлака в печи, расхода электроэнергии и продолжительность плавки. Таким образом, использование менее 30 кг или более 70 кг кварцита на тонну

окатышей приводит к увеличению себестоимости стали.

Использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по

5 отношению к массе окиси хрома а хромоворудных окатышах менее 0,3 не обеспечивает достаточное восстановление окиси хрома из хромсодержащего шлака, что снижает полезное использование хрома окатышей.

0 Использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношению к массе окиси хрома в хромовых окатышах более 0,7 вызывает перерасход углеродсодержащего материала, излишнее

5 науглероживание стальной ванны, дополнительное увеличение продолжительности плавки для окислений избыточного углерода. Таким образом, использование доли массы твердого углерода в углеродсодержащем материале по отношению к массе окисм хрома в хромовых окатышзх менее 0,3 или

более 0,7 приводит к увеличению себестоимости стали.

Использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,07 не обеспечивает максимальное восстановление окиси хрома хромсодержащего шлака, что снижает полезное использование хрома окатышей. Использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в хромовых окатышах более 0,15 вызывает перерасход сплава, повышение содержания кремния в стальной ванне выше заданного предела, Таким образом, использование доли массы кремния в кремнийсодержащем сплаве по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,07 и более 0,15 приводит к увеличению себестоимости стали.

Использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в уже расплавленных хромовых окатышах менее 0,3 не обеспечивает полное офлюсование образующейся двуокиси кремния в двухкальце- вый силикат, что снижает раскисляющее воздействие на шлак кремний-содержаще- го сплава и увеличивает потери хрома в шлаке. Использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах более 0,6 приводит к дополнительному расходу извести и электроэнергии на ее расплавление. Таким образом, использование доли массы извести по отношению к массе окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах менее 0,3 и более 0,6 приводит к увеличению себестоимости стали.

4

Пример1.В 150-тонной дуговой печи выплавляют сталь со средним содержанием хрома 2,7% и углерода 0,1%. В печь загружают с помощью загрузочной бадьи 46,5 т стального лома. Включают печь и после про- плавления электродами колодцев в шихте приступают к непрерывной загрузке в печь и проплавлению металлизованных железорудных окатышей совместно со 120 кг извести на каждую .тонну окатышей. После проплавления 103,5 т металлизованных окатышей удаляют из печи возможно полно железистый шлак, сливая его за счет наклона печи в шлаковню через порог рабочегоокна. Затем расплавляют 12,5 т восстановленных хромовых окатышей совместно с 30 кг кварцита на тонну окатышей .которые содержат, Сгнет 22; Fewer 8; Сг20з 17; МдО 23; 11; 5Ю2 7; СэО 3,5; С 2.7.

В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс крупностью 2-8 мм (90% твердого углерода) в количестве, обес- 5 печивзющем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в углеродсодержащем материале (коксе) как 1:0,3, т.е. на тонну окатышей вводят 51 кг твердого углерода, содержащегося в

0 57 кг кокса. Во время расплавления восстановленных хромовых окатышей окисляют углерод ванны газообразным кислородом, подаваемым о расходом около 1000 м3/ч поддерживая температуру стали во время

5 продувки кислородом в пределах 1650- 1800°С. Продувку кислородом ведут до содержания углерода 0,1%, заканчивая ее одновременно с полным расплавлением расчетного на плавку количества восстанов0 ленных хромовых окатышей. После этого окончательно раскисляют шлак 65%-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе

5 кремния в ферросилиции как 1:0,15, т.е. расходуя на плавку 490 кг 65%-ного ферросили- ция крупностью 5-50 мм. Одновременно с ферросилицием на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отно0 шение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе извести как 1:0,6, т.е. расходуя на плавку 1,27 т извести. Извлечение хрома их восстановленных хромовых окатышей составляет в среднем 96%.

5 После этого выпускают плавку в сталеразли- вочный ковш. Во время выпуска производят легирование стали марганцем и кремнием, раскисляют металл алюминием в количестве 0.7 кг/т. В установке порционного вакуу0 мирования проводят дегазацию стали, после чего разливают сталь в заготовки на установке непрерывной разливки.

По сравнению с известным способом происходит уменьшение себестоимости 1 т

5 стали с 200 до 195 руб.

П р и м е р 2. Выплавку в 150-тонной дуговой печи стали со средним содержанием хрома 2,7% и углерода 0,1 % ведут также, как в примере 1, но восстановленные хромо0 вые окатыши расплавляют совместно с 50 кг кварцита на тонну окатышей. В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых

5 окатышах к массе твердого углерода в коксе как 1:0,5, т.е. на тонну окатышей вводят 85 кг твердого углерода, содержащегося в 94,4 кг кокса. Окончательно раскисляют шлак 65%-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах

к массе кремния в ферросллициии как 1:0,11, г.е. расходуя на плавку 360 кг ферросилиция. Одновременно на шлак присаживают известь в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавлении хромовых окатышей к массе извести как 1:0,45, т.е. рас- кодуя на плавку 0,95 т изиести.

По сравнению с изнестным способом достигается снижение себестоимости 1 т Стали до 193 руб.

ПримерЗ. Выплавку в 150-тонной дуговой печи стали со средним содержанием хрома 2,7% и углерода 0,1 % ведут также, как в примере 1, но восстановленные хромовые окатыши расплавляют совместно с 70 кг кварцита на тонну окатышей. В образующийся при расплавлении окатышей шлак вводят кокс в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в хромовых окатышах к массе твердого углерода в коксе как 1:0,7, т.е. на тонну окатышей вводят 1119 кг твердого углерода, содержащегося в 132 кг кокса. Окончательно раскисляют шлак 65%-ным ферросилицием в количестве, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромоворудных окатышах к массе кремния в ферросилиции как 1:0,7. т.е. расходуя на плавю/ 229 кг ферросилиция. Одновременно на шлак присаживают известь в количество, обеспечивающем отношение массы окиси хрома в расплавленных хромовых окатышах к массе извести как 1:0,3, т.е. расходуя на плавку 0,63 т извести.

По сравнению с известным способом достигается уменьшение себестоимости 1 т стали до 191 руб.

Результаты плавок показаны в таблице,

из которой видно, что выход за пределы предлагаемых параметров характеризуется увеличением себестоимости 1 т стали. Формула изобретения Способ выплавки хромистой стали с содержанием хрома до 5% в электродуговой печи, включающий плавление шихты и ме- таллизованных железорудных окатышей с использованием кислорода, удаление железистого шлака из печи, продувку кислородом, введение шлаковообрузующих, в том числе извести, легирование стали и раскисление шлака углерод- и кремнийсодержа- щими материалами, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости

стали при сохранении качества, во время продувки кислородом в печь присаживают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг на тонну хромовых окатышей при отношении

массы окиси хрома в этих окатышах к массе углерода в углеродсодержащем материале 1:(0,3-0,7), поддерживают при этом температуру стали в пределах 1650-1800°С, а крем- нийсодержащий сплав и известь присаживают

на шлак после расплавления хромовых окатышей в количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем сплаве и к массе извести 1:(0,07-0,15):(0,3-0.6).

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству сталей в электродуговых печах с использованием окатышей, Цель изобретения - снижение себестоимости стали при сохранении качества. При выплавке хромистой стали с содержанием хрома до 5% с использованием железорудных окатышей и кислорода при плавлении после скачивания железистого шлака во время продувки кислородом в печь присаживают восстановленные хромовые окатыши совместно с кварцитом в количестве 30-70 кг на 1 т хромовых окатышей при отношении массы окиси хрома в этих окатышах к массе углерода а углеродсодержащем материале 1:(0,3-0,7). При плавлении окатышей поддерживают температуру стали в пределах 1650-1800°С. Кремнийсодержа- щий сплав и известь присаживают на шлак после расплавления хромовых окатышей в количествах, обеспечивающих соотношение массы окиси хрома в этих окатышах к массе кремния в кремнийсодержащем материале и к массе извести 1:(0,07-0,15):(0,3- 0.6). I табл. Ё