Способ раскисления стали в качающейся мартеновской печи Советский патент 1993 года по МПК C21C5/04 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в качающихся мартеновских печах.

Цель изобретения - экономия марга- нецсодержащих ферросплавов и повышение-степени дефосфорации металла.

Для достижения указанной цели предварительное раскисление стали осуществляется путем совместного ввода в мульде низкркремнистого ферросилиция с известью при соотношений 3-4...1-2, расположенного послойно с размещением извести, в нижнем слое, причем расход ферросилиция составляет 3,3...5,3 кг/т стали, при этом ввод материалов в ванну производят путем опускания мульды в слой шлака и ее поворота, после чего печь покачивают на угол 3...70 два или три раза.

Совместный ввод в ванну из мульды низкокремнистого ферросилиция с известью позволяет исключить понижение ос,- новности шлака при раскислении стали 3 кремнием, причем снижение основности шлака предотвращается при отношении ферросилиция и извести 3,0...4,0:1,0...2,0. Если отношение больше, чем 4:1, то после ввода ферросилиция с известью происходит снижение основности шлака и восстановление фосфора. Это связано с тем, что присаживаемого количества извести недостаточно для нейтрализации окислов кремния, образовавшихся при раскислении стали.

При малом отношении ферросилиция к извести (менее 3:2) наблюдается также ре- фосфррация металла. Это происходит вследствие того, что присаживаемая известь не растворяется полностью за коротел

с

о°

ю ю

N)

кий промежуток времени и плавает в ванне в виде ошлакованной глыбы.

Послойное расположение в мульде ферросилиция и извести с размещением последней в нижнем слое позволяет ввести их в нужные слои ванны (ферросилиция в металл, а известь в шлак). При таком расположении присадок уменьшается длительность соприкосновения ферросилиция со шлаком и раскисленность металла возрастает, а угар.кремния уменьшается. Еще в большей степени возрастает эффективность раскисления металла в том случае, когда перед вводом присадок (ферросилиция совместно с известью) создать минимальную толщину слоя печного шлака в зоне опрокидывания мульды. Это достигается путем опускания донной части мульды в шлак и при повороте отгребанием его в сторону. Для повышения массопереноса кремния по объему ванны и уменьшения его угара предложено осуществлять двух-трехразовое покачивание печи на угол 3...70. Экспериментально установлено, что в том случае, если покачивание ванны производить менее двух раз с углом наклона менее 3°, то металл через 3...5 мин раскисляется (прекращается процесс кипения) примерно на 1/3 поверхности ванны. При трехразовом покачивании и угле наклона печи на 7° процесс кипения по всей поверхности прекращается примерно через 5 мин. Поэтому производить качание ванны более трех раз и наклонять печь на угол более чем 7° нецелесообразно.

Предложенный способ позволяет эффективно раскислять металл при вводе ферросилиция, содержащего 17...25% кремния, в количестве 3,3...5,3 кг/т стали, что составляет не менее 0,09% кремния.

Для оценки эффективности предлагаемого способа в условиях мартеновского цеха в 450 т качающихся мартеновских печах были выплавлены опытные плавки рельсовой стали (С 0,71...0,82%, Мп 0.75...1,05%, Si 0,18...0,4%, S 0,040%, Р 0,035%).

Результаты проведения опытных плавок приведены в таблице,

Как видно из таблицы, при проведении опытных плавок по предлагаемому способу (вар.2...4) получена наиболее высокая эффективность процесса раскисления. При малом расходе ферросилиция (3,2 кг/т, вар.1) эффективное успокоение ванны не достигается ; через 5 мин наблюдается обезуглероживание металла.

При повышенном расходе ферросилиция (более 5,3 кг/т стали, вар.5) происходит рефосфорация металла, даже в том случае.

если вводить большее количество извести. Это объясняется тем, что известь за короткое время не успевает раствориться.

Повышенная рефосфорация металла

происходит как при высоком, так и низком соотношении ферросилиция и извести (варианты 5, 6). Это связано с тем, что при низком расходе извести ввод ферросилиция понижает основность шлака, а при высоком

- она полностью не растворяется, шлак становится гетерогенным с низкой рафинирующей способностью.

Для повышения массопереноса и интенсификации процесса растворения ферросилиция и извести предусмотрено двух или трех разовое покачивание печи. При одноразовом покачивании печи(вар.8) кипение ванны не устраняется.

Эффективность массопереноса также

снижается при незначительном наклоне печи (менее 3°, вар.9).

Согласно данным испытаний, проведенным в промышленных условиях, изобретение по сравнению с прототипом обладает

следующими преимуществами: снижен расход ферросплавов (марганца на 1,1 и кремния на 0,73...0,9 кг/т стали); повышена степень дефосфорации стали на 35%.

Применение предлагаемого способа

выплавки стали п озволит за счет экономии ферросплавов получить хороший экономический эффект.

Пример. Выплавку стали (рельсовой) производили в 450 т качающейся мартеновской печи. Использовали чугун следующего состава; 4,1 % С, 0,86% Мп, 0,57% SI; 0,041 % S и 0,47% Р. Шихтовка плавки: 310т чугуна, 137 т лома, 48 т железной руды и 20 т известняка. По ходу плавки скачивали промежуточный шлак и наводили новой, известью и окалиной. Процесс выплавки заканчивали при содержании углерода 0,73%, марганца 0,07%, кремния 0,03 %, серы 0,031 %, фосфо- 3 ра 0,02%. Температура стали 1580°С. Пред- верительное раскисление стали осуществляли ферросилицием (22% Si), путем ввода его в печь мульдой при помощи мульдозавалочной машины. В нижнюю полость мульды загружали 1760 кг ферросилиция (4,0 кг/т стали), а в верхнюю 440 кг извести (отношение ферросилиция к извести 4:1). Мульду с ферросилицием и известью вводили через центральное завалочное окно печи и опускали в шлак на глубину примерно

50...100 мм и путем вращения хобота завалочной машины высыпали материалы в расплав. Затем мартеновскую печь два раза наклоняли на угол 5°. Через 12 мин после предварительного раскисления стали пллр.ку выпускали последовательно в два 220 т кошт.

Окончательное раскисление рельсовой стали производили в ковше ферромарганцем (1100 кг), силикомарганцем (1630 кг) и кремний-магнийтитановым сплавом (550 кг - вар.З).

Химический состав готовой стали: 0,72% углерода, 0,94% марганца, 0,25% кремния, 0,022% серы и 0,0194% фосфора.

Расход марганца 8,7 кг/т стали, а степень дефосфорации стали за период рас- кисления и выпуска составила 8,3%.

По варианту 2 таблицы в мульду загружали 1450 кг ферросилиция (3,3 к г/т стали) и 960 кг извести. Мартеновскую печь наклоняли два раза на угол 3°. Окончательное раскисление стали в ковше ферромарганцем 1100 кг и силикомарганцем 1650 кг и кремний-магнийтитановым сплавом 550 кг. Расход марганца 8,71 кг/т стали. Дефосфо- рация стали 7,7%.

По варианту 4 в мульду загружали 2330 кг ферросилиция 5,3 кг/т и 1660 кг извести. Мартеновскую печь наклоняли три раза на угол 7°. Окончательное раскисление ферромарганцем (1100 кг), силикомарганцем

(1660 кг) и кремний-магнийтитановым сплавом (550 кг). Расход марганца 8,72 кг/т стали, дефосфорация 10%.

Формул а изобретен йя

Способ раскисления стали в качающейся мартеновской печи, включающий ввод раскисляющих материалов в печь посредством мульд с последующим наклоном печи, выпуск плавки последовательно в два ковша и окончательное раскисление стали в ковше марганецсодержащими ферросплавами, о т л и ч эю щ и и с я тем, что, с целью экономии

марганецсодержащих ферросплавов и повышения степени дефосфорации металла, предварительное раскисление стали осуществляют путем совместного ввода в мульде низкокремнистого ферросилиция с известью при соотношении (3-4):(1-2), расположенных послойное размещением извести в нижнем слое, причем расход ферросилиция составляет 3,3-5,3 кг/т стали, при этом ввод материалов в ванну производят путем опускания мульды в слой

шлака и ее поворота, после чего печь покачивают на угол 3-7° два или три раза.

Использование: черная металлургия, выплавка стали в мартеновских печах. Сущность изобретения: в печь вводят раскисляющие материалы посредством мульд, после этого наклоняют печь, выпускают плавку последовательно в два ковша и окончательно - раскисляют сталь в ковше марганецсодержа- щими ферросплавами. Предварительное раскисление стали осуществляют путем совместного ввода в мульде низкокремнистого ферросилиция с известью при соотношении (3-4):(1-2), расположенных послойно с размещением извести в нижнем слое. Расход ферросилиция составляет 3,3-5,3 кг/т стали. Ввод материалов в ванну производят путем опускания мульды в слой шлака и ее поворота, после чего печь покачивают на угол 3-7° два или три раза. 1 табл.