Способ производства стали Советский патент 1991 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к способам производства стали, в особенности высококачественной, в современных высокопроизводительных плавильных агрегатах черной металлургии.

Цель изобретения - снижение содержания строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений.

В случае добавления оксидов железа из твердого окислителя в начале выпуска в состав шлака (по расчету 8-17%) понижается температура плавления шлака, что благоприятно сказывается на скорости формирования шлака, повышается его рафинирующая способность (пониженная вязкость, повышенная способность эульгироваться в металл и т.д.), что обеспечивает лучшее рафинирование металла от продуктов раскисления. Кроме того, эмульгированные в металл частицы окисленного шлака, еще не раскисленные в начале слива, имеют низкую десульфурирующую способность, на их поверхности не образуется сразу же сульфидная оболочка. Поэтому такие частицы успевают укрупниться до критических разсь

Ч) О

ю ел

меров (50-60 мкм), обеспечивающих их удаление из стали, даже при раскислении частиц шлака и последующем образовании сульфидной оболочки, которая появляется на поверхности шлаковой частицы после ее раскисления в результате десульфурации металла. Вследствие этого сталь не загрязняется глобулярными оксидными шлаковыми включениями сложного состава. Раскисление шлака в ковше обеспечивает необходимый уровень десульфурации металла без загрязнения его глобулярными включениями.

Предлагаемое количество окислителей шлака, 2-5 кг оксидов железа на 1 т стали необходимо для создания нужного уровня окисленности шлака на различных стадиях выпуска плавки в зависимости от марки стали, технологии, типа плавильного агрегата.

Верхний предел расхода окислов железа 5 кг на 1 т стали обусловлен следующим: количество формируемого в ковше шлака на основе извести и плавикового шпата обычно не превышает 2-2,5%, 5 кг оксидов железа составляет еще 0,5%. Таким образом, количество с оксидами железа около 3%. На расплавление большего количества шлака не хватает тепла металла. Количество оксидов железа в этом шлаке, без учета раскисления шлака, составляет «17%.

Вместе с тем увеличение концентрации оксидов железа требует увеличения расхода раскислителей, идущих на раскисление шлака, поэтому превышать предел 5 кг оксидов железа на 1 т нецелесообразно.

При нижнем пределе ввода, 2 кг/т количество оксидов железа составляет 0,2% и их содержание в шлаке 58%.

Снижение содержания оксидов железа не позволяет надежно удалить строчечные и глобулярные включения.

Нижний предел введения первой порцией 1 кг оксидов железа на 1 т стали можно обосновать так: минимальное количество шлака, формируемого в ковше на основе извести и плавикового шпата, составляет около 1,0%. При меньшем количестве результаты обработки, например десульфурации, не существенны. 1 кг/т составляет 0,1 %, с учетом оксидов железа количество шлака 1,1% и максимальное количество оксидов железа в этом шлаке составляет «9%.

Это количество оксидов железа максимально возможное, на практике оно существенно ниже из-за раскисления шлака металлом, в том числе для средне- и высокоуглеродистых сталей. Например, для подшипниковых сталей возможно углеродное раскисление. Таким образом, содержание оксидов железа даже в начале выпуска может понизиться до 5-6%, что совсем близко

до опасного с точки зрения загрязненности глобулярными включениями, содержания закиси железа в шлаке 5%. Поэтому присаживать менее 1 кг оксидов железа на 1 т стали в первой порции нецелесообразно.

0 Пример 1. Подшипниковую сталь марки ШХ15СГ плавят в 40-тонной печи на свежей шихте. На плавках в печи после расплавления шихты проводят окислительный период, затем раскачивают на 50-60% окис5 лительный шлак и под остатками печного шлака проводят доводку по содержанию углерода, хрома и марганца. Перед выпуском плавки остатки шлака скачивают . На дно ковша помещают кусковые раскислители

0 (ферросилиций и алюминий) для раскисления шлака и металла. В начале выпуска после слива 5% металла в ковш присаживают шлаковую смесь: 750 кг извести, 200 кг плавикового шпата и твердый окислитель - 240

5 кг железорудных окатышей (содержание магнетита около 85%), что соответствует верхнему пределу добавок оксидов железа 5 кг/т. Это количество концентрата присаживают г-г ,1 наполнении первой половины

0 ковша. Температура металла перед выпуском плавки 1840°С. Результаты плавки: температура стали в ковше 1525°С, содержание серы в готовой стали 0,010%, средний балл неметаллических включений:

5 сульфиды 2,25; строчечные оксиды 2,65; глобулярные оксиды 0,4.

Пример 2. На плавках в 100 т печи после расплавления шихты и проведения окислительного периода подкачивают окис0 лительный шлак на 60-70% и проводят в печи доводку металла по содержанию углерода, хрома и марганца. Температура металла перед выпуском плавки 1620°С. Выпуск плавки осуществляют в сталеразли5 вочный ковш, оборудованный устройством для продувки метлла аргоном через шиберное отверстие. В начале выпуска плавки стремятся отсечь печной шлак, быстро наклоняя печь. После слива 10% металла в

0 ковш вводят шлаковую смесы 800 кг извести, 200 кг плавикового шпата, кусковой ферросилицилий и алюминий для раскисления металла и шлака, а также твердые окислители - 250 кг железорудных окатышей

5 (2 кг/т - нижний предел). Это количество окатышей вводят при заполнении 1/3 ковша. Затем без перерыва сливают оставшийся в печи металл. Во время выпуска продувают металл в ковше аргоном через трубу в шибере.

Результаты плавки: температура стали в ковше 1540°С. Содержание серы в готовой стали 0,016%, средний балл неметаллических включений: сульфиды 2,5; строчечные оксиды 2,7; глобулярные оксиды 0,25.

П р и м е р 3. На плавке стали ШХ15 в дуговой печи емкостью 100 т на свежей шихте после расплавления шихты и проведения окислительного периода подкачивают окислительный шлак на 70%. Доводку стали по химсоставу проводили в лечи. Температура стали перед выпуском 1630°С. С выпуском первый порций металла в ковше вводят шлаковую смесь: 1000 кг извести, 250 кг плавикового шпата и 130 кг рудных окатышей, что составляет 1,0 кг/т -нижний предел количества окатышей, присаживаемых с первой порцией. Вторая порция окатышей 2 кг /т 200 кг присаживается до наполнения ковша на 50%. Шлак формиру- ется быстро, несмотря на минимальное количество окатышей в первой порции, видимо из-за попадания некоторого количества печного шлака.

Результаты плавки: содержание серы в стали 0,014%, неметаллические включения: сульфиды 2,30 балла, строчечные оксиды 2,45 балла, глобулярные оксиды 0,35 (диаметр прокатанных заготовок 90 мм).

В целом по всем опытным плавкам сте- пень десульфурации составляет 40-80%. Снижаются баллы оксидов строчечных и

особенно глобулярных включений по сравнению с известным способом (шлаковая смесь без добавки окислителей).

Результаты исследований представлены в таблице.

Таким образом, только добавка оксидов железа в указанных количествах и в указанное время задерживает процесс десульфурации, одновременно обеспечивая ее во второй половине выпуска. Именно такое сочетание гарантирует одновременное рафинирование от оксидных неметаллических включений и серы.

Формула изобретения Способ производства стали, включающий плавление шихты, окислительный период, выпуск металла без шлака и обработку в ковше шлаком из твердой смеси извести и плавикового шпата, раскисление металла и шлака алюминий- и кремний содержащими материалами при необходимости с продувкой инертным газом, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений, в ковш в первой половине выпуска порциями присаживают материалы, содержание оксиды железа, в общей количестве 2-5 кг оксидов железа на 1 т стали, причем первая порция составляет не менее 1 кг на 1 т стали.

Изобретение относится к способам производства стали, в особенности высококачественной, в современных высокопроизводительных плавильных агрегатах горной металлургии. Цель изобретения - снижение содержания строчечных и глобулярных оксидных включений при том же уровне содержания серы и сульфидных включений. Металл, выплавленный в стале- плавипьном агрегате, выпускается без шлака и обрабатывается в ковше шлаком, получаемым в ковше из твердой смеси извести и плавикового шпата при раскислении металла и шлака алюминием и кремнием. При необходимости проводится продувка инертным газом. В ковш в первой половине выпуска порциями присаживают материалы, содержащие оксиды железа, в общей количестве 2-5 кг оксидов железа на 1 т стали. Причем первая порция составляет не менее 1 кг на 1 т стали. Снижается содержание строчечных и глобулярных включений до Ь 25-0,5 балла. 1 табл. у Ё