Способ обработки стали в ковше Советский патент 1992 года по МПК C21C7/76 

Изобретение относится к металлургии черных металлов и может быть использовано при ковшевой обработке стали для ее рафинирования.

Известен способ обработки стали, в котором под струю выпускаемого из печи металла вводят куски слабообоженного известняка, содержащие в поверхностном слое окислы кальция и плавиковый шпат. Слабообоженный известняк и плавиковый шпат берут в следующем соотношении, мае. %: Слабообоженный известняк 65-85 %, плавиковый шпат - остальное. Использование слабообоженного известняка при ковшевой обработке стали потребует дополнительного расхода тепла на его разложение, что приведет к дополнительным энергическим затратам на процесс обработки стали и соответственно к удорожанию процесса.

Наиболее близким техническим решением к предложенному способу обработки стали в. ковше является способ обработки стали, в котором твердые шлакообразую- щие материалы присаживают на дно стале- разливочного ковша, который подают под

струю выпускаемого металла. При этом из твердых шлакообразующих материалов, в качестве которых используют известь и плавиковый шпат в соотношении (3-4): 1, формируется высокоосновный и жидкоподвижный шлак, после выпуска сталеразливочный ковш, после выпуска металла сталеразливочный ковш подается на вакуумную установку, где происходит вакуумирование металла с одновременным его перемешиванием инертным газом, после чего происходит разливка обработанной стали. В этом способе в качестве компонента твердой шлакообразующей смеси используется плавиковый шпат, который является дорогим и дефицитным материалом, что приводит к существенному удорожанию процесса обработки стали. Использование плавикового шпата при обработке жидкой стали приводит к выделению в атмосферу фтористых соединений, являющихся выбросами, в результате происходит ухудшение экологической обстановки в цехе. Кроме того, образующийся шлак, содержащий фториды, активно взаимодействует с футеровкой стале- разливочного ковша, происходит быстрый износ огнеупоров по шлаковому поясу, а это

ОТ

в свою очередь ведет к удорожанию процесса обработки стали.

Целью изобретения является удешевление обработки и исключение вредных выбросов в атмосферу.

Указанная цель достигается тем, что в известный способ обработки стали в ковше, включающий подачу на дно ковша твердых извести и шлакообразующих компонентов, заливку стали и продувку инертным газом, в качестве шлакообразующих компонентов вводят предварительно регенерированный от серы гранулированный доменный шлак в соотношении с известью (3-6): 1 с общим расходом 0,2-2 % от массы металла.

На чертеже показана зависимость степени десульфурэции металла от соотношения извести и гранулированного регенерированного доменного шлака в твердой шлакообра- зующей смеси (и : ш), при расходе твердой шлакообразующей смеси 1,0 % от массы обрабатываемого металла.

Если соотношение между известью и гранулированным регенерированным от серы доменным шлаком в твердой шлакообразующей смеси меньше, чем 1 : 3, то наблюдается снижение степени десульфу- рации металла из-за увеличения температуры плавления шлака, формирующегося на основе твердой шлакообразующей смеси, а следовательно, увеличения вязкости шлака при температурах обработки стали, Высокая вязкость шлака затрудняет процесс де- сульфурации металла, приводит к увеличению времени обработки стали, для достижения требуемой степени десульфу- рации металла. А увеличение времени обработки стали неизбежно будет приводить к удорожанию процесса обработки, что про- тиворечит цели изобретения.

Если соотношение между известью и регенерированным от серы и гранулированным доменным шлаком в твердой шлакообразующей смеси больше, чем 1:6, то . наблюдается снижение степени десульфу- рации металла изтза недостаточной основности шлака, формирующегося на основе твердой шлакообразующей смеси. Происходит снижение коэффициента распределе- ния серы между шлаком, и для достижения необходимой степени десульфурации металла требуется большой расход твердой шлакообразующей смеси, что приводит к удорожанию процесса обработки стали, а это противоречит цели изобретения - удешевление процесса обработки стали.

Если расход твердой шлакообразующей смеси составляет менее 0,2 % от зеса металла, из-за малого количества образующегося шлака, требуемая степень десульфурации металла достигается только при невысокой начальной концентрации серы в металле. Для получения невысокой начальной концентрации серы в металле, перед его обработкой твердой шлакообразующей смесью требуются дополнительные материальные и энергетические затраты, что приводит к удорожанию процесса обработки стали.

Если расход твердой шлакообразующей смеси составляет более 2 % от массы металла, не наблюдается увеличение степени десульфурации металла, из-за того, что за время обработки металла успевает усвоить- ся определенное количество твердой шлакообразующей смеси, обусловленное температурой обработки стали, времени обработки, количеством металла в ковше, высотой слоя шлака над металлом. Кроме того, увеличение расхода твердой шлакообразующей смеси приведет к снижению температуры металла, а это потребует дополнительных затрат на подогрев металла, что приведет к удорожанию процесса обработки стали.

Пример 1. В качестве компонентов твердой шлакообразующей смеси брали известь, имеющую следующий химический состав, мае. %: SiOa 2; А1аОз 0,8; СаО 85: МоО 2; Р20б 0,1 ;S 0,1; СОа 9; Н20 1,0 и гранулированный регенерированный доменный шлак, имеющий следующий химический состав, мае. %: SiOa 38; А120з 11; СаО 41,5; МдО 7,7; ТЮ2 1;S 0,2; FeO 0,6.

На дно сталеразливочного ковша загружают известьв количестве 0,12 т и гранулированный регенерированный доменный шлак в количестве 0,34 т, Соотношение компонентов в твердой шлакообразующей смеси составляет 1 : 2,85. Расход твердой шлакообразующей смеси 0,16 %. Сталераз- ливочный 300-тонный; ковш с твердой шлакообразующей смесью подают под выпуск металла. Во время выпуска формируется шлак, который взаимодействует с выпускаемым металлом. Начальное содержание серы в металле составляет 0,030 %. После выпуска металла, стэлеразливочный ковш подают на установку доводки стали, где происходит продувка металла аргоном. В результате обработки стали содержание серы снизилось на 0,05 %. Степень десульфурации металла составила 0,16, что недостаточно для металла, разливаемого на машинах непрерывного литья заготовок.

Требуются дополнительные затраты для получения конечного содержания серы в металле, необходимого для предотвращения образования трещин в корке металла. что приводит к удорожанию процесса.

Пример 2. Проводятся операции, аналогичные операциям, осуществляемым в первом примере, только на дно сталеразливочного ковша загружают известь в количестве 0,15 т, а гранулированный регенерированный шлак в количестве 0,45 т. Соотношение компонентов в твердой шлакообразующей смеси составляет 1 : 3. Расход твердой шлакообразующей смеси составил 0,2 %. Начальное содержание серы в металле 0,028 %. В результате обработки стали, содержание серы в металле снизилось на 0,013 %. Степень десульфу- рации металла составила 0,46. Достигнутое конечное содержание серы в металле 0,015 % позволяет безаварийно разливать сталь на машинах непрерывного литья заготовок.

Обработка стали твердой шлакообразующей смесью с соотношением компонентов смеси 1 : 3 позволяет получить требуемую степень десульфурции металла без применения дефицитных разжижителей шлака (плавикового шпата), что приводит к удешевлению процесса обработки стали.

Пример 3. Проводятся операции, аналогичные операциям, осуществляемым в первом примере, только на дно сталерозливочного ковша загружают известь в количестве 0,6 т, а гранулированный регенерированный доменный шлак в количестве 2,4т. Соотношение компонентов в твердой шлакообразующей смеси составляет 1 : 4. Расход твердой шлакообразующей смеси составляет 1,0 %. Начальное содержание серы в металле 0,025 %. В результате обработки содержания серы в металле снизилось на 0,015 %. Степень десульфурации составила 0,6 %. Достигнутое конечное содержание серы в металле 0,010 % позволяет безаварийно разливать сталь на машинах непрерывного литья заготовок с высокой скоростью. Обработка стали твердой шлакообра- зующей смесью с соотношением компонентов смеси 1 : 4 позволяет получить требуемую степень десульфурации металла без применения дефицитных разжижителей шлака (плавикового шпата), что приводит к удешевлению процесса обработки стали.

Пример 4. Проводятся операции, аналогичные операциям, осуществляемым в первом примере, только на дно сталеразливочного ковша загружают известь в количестве 0,85 т, а гранулированный регенерированный доменный шлак в количестве 5,15 т. Соотношение компонентов в твердой шлакообразующей смеси составляет 1 : 6. Расход твердой шлакообразующей

смеси составил 2 %. Начальное содержание серы в метал те 0,028 %. В результате обработки содержание серы в металле снизилось на 0,014 %. Степень десульфурацми 5 металла составила 0,5. Достигнутое конечное содержание серы в металле 0,014 %, позволяет безаварийно разливать сталь на машинах непрерывного литья заготовок. Обработка стали твердой шлакообразую0 щей смесью с соотношением компонентов смеси 1 : 6 позволяет получить требуемую степень десульфурации металла без применения дефицитных разжижителей шлака (плавикового шпата), что приводит к уде5 шевлению процесса обработки стали.

Пример 5. Проводятся операции, аналогичные операциям, осуществляемым в первом примере, только на дно сталераэливочного ковша загружают из0 весть в количестве 0,85 т, а гранулированный регенерированный- шлак в количестве 5,75 т. Соотношение компонентов в твердой шлакообразующей смеси составляет 1 : 6,7. Расход твердой шлакообразующей смеси со5 ставил 2,2 %. Начальное содержание серы в металле 0,027 %. В результате обработки содержание серы в металле снизилось на 0,007 %. Степень десульфурации металла составила 0,26, что недостаточно для металла разли0 ваемого на машинах непрерывного литья заготовок.

Требуются дополнительные затраты для получения конечного содержания серы в металле, необходимого для предотвраше5 ния образования трещин в корке металла, что приведет к удорожанию процесса обработки стали.

Применение гранулированного регенерированного доменного шлака как компо0 нента твердой шлакообразующей смеси позволяет решить ряд недостатков присущих существующим техническим решениям. Отказ от дефицитных и дорогих разжижителей (плавикового шпата и др.) по5 зволяет существенно снизить затраты на процесс обработки стали, расширить сырьевую базу за счет более полного использования отходов доменного передела. Кроме того исключение фтористых солей металла и

0 компонентов шлакообразующих смесей позволяет исключить вредные выбросы фтора в атмосферу и существенно улучшить экологическую обстановку при обработке стали.

5Формула изобретения

Способ обработки стали в ковше, включающий подачу на дно ковша твердых извести и шлакообразующих компонентов, заливку стали и продувку инертным газом,

отличающийся тем, что, с целью удешевления обработки и исключения вредных выбросов в атмосферу, в качестве шла- кообразующих компонентов вводят

предварительно регенерированный от серы гранулированный доменный шлак в соотношении с известью (3-6): 1 с общим расходом 0,2-9,0 % от массы металла,

Сущность изобретения: на дно ковша вводят предварительно регенерированный от серы гранулированный доменный шлак вместе с известью при соотношении (3-6): 1 с общим расходом 0,2-9,0 % от массы металла. 1 ил.

via