Способ раскисления стали Советский патент 1976 года по МПК C21C7/06 C21C5/52 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали в сталеплавильном агрегате, например в мартеновской печи.

В процессе выплавки стали в мартеновской печи осуществляют осадочное раскисление кремнием путем введения в ванну ферросилиция или силикомарганца, затем металл раскисляют во время выпуска из печи. В ковше и печи одновременно с раскислением сталь легируют хромом и марганцем.

Недостатком указанного способа является то, что после осадочного раскисления металла в печи и схода металла в ковш попадает шлак с высоким содержанием окислов железа (14- 16% FeO) Поэтому во время осадочного раскисления и выпуска происходит угар К(ремния, ма:рганца и хрома из металла. Эффективность и скорость Осадочного раскисления металла под слоем железистого шлака низкие вследствие угара кремния.

Известен получения легированной стали путем слива металла (полупродукта) в ковш с синтетическим шлаком и расплавленными жидкими ферросплавами. Жидкие раскисляюш,ие и легируюш;ие сплавы с синтетическим шлаком получают в отдельных агрегатах и сливают в струю выпускаемого в ковш полупродукта (см. авт. св. СССР, кл. 18Ь, 5/56, № 208739, 04.10.63).

К недостаткам этого способа относятся: сложность технологии из-за синхронной работы нескольких плавильных агрегатов;

высокий yraip легируюш.их и раскисляющих элементов в процессе раскисления под железистым шлаком вследствие выхода в ковш железистого шлака из сталеплавильного агрегата, так как железистый шлак невозможно полностью отделить от металла при выпуске из печи, и шлак неизбежно попадает

в «ОВШ.

Известен способ получения стали, по которому в ванну электродуговой печи вводят карбид кремния в количестве 4,5 кг/т стали для образования белого шлака (см. журнал Сталь, 1968 г, № 12, стр. 1133). Способ имеет следуюш,ие недостатки: карбид кремния остается в шкале, не усваивается металлом, что приводит к замедлению процессов раскисления стальной ванны и повышению угара легирующих элементов; введение карбида иремния для достижения необходимой степени раскисления стали сопровождается повышенным расходом раскислителя (SiC), что ухудшает технико-экономические показатели процесса плавки.

Известный способ не может применяться для раскисления стали, выплавляемой в мартеновской печи с более низкой температурой шлака. Процесс раскисления в электродугоБОЙ печи протекает в диффузионном режиме с образованием белого шлака, что не может осуществляться в мартеновской печи.

Целью изобретения является снижение расхода раскислителей при раскислении металла в мартеновской печи и ковше, а также ускорение процесса раскисления стали. Это достигается путем введения на поверхность шлака за 5-10 мин до выпуска кокса в количестве 0,5-4,0 кг/т стали и одновременного введения в объем шлака карбида кремния в количестве 0,2-1,0 кг/т стали и в металл- ферросилиция в количестве 1-2 кг/т стали.

При одновременном раскислении ферросилицием и введении в шлак ка1рбида кремния и кокса на поверхность шлака происходит снижение окислительной способности шлака, что предупреждает переход кислорода из шлака в металл и окисление легирующих и раскисляющих элементов -металла. Процесс взаимодействия карбида кремния протекает по всей высоте шлакового слоя и ускоряется за счет выделения в результате восстановительных реакций окиси углерода. Время, равное 5-10 мин до выпуска металла из печи, определяют опытным путем из расчета полного и эффективного усвоения компонентов, вводимых для раскисления металла и шлака.

Изменение соотношения .компонентов и времени загрузки раскислителей приводит к снижению эффективности процесса и повышению угара раскисляющих и легирующих элементов. Соотношение материалов подбирают с учетом объема слоя расплава, в котором происходит взаимодействие присадки с расплавом, и плотностей материалов.

Распределение материалов в расплаве следующее: в верхних слоях шлака находится кокс, в нижних слоях шлака - карбид кремния, в объеме металла - ферросилиций. Кокс усиливает действие карбида кремния и предохраняет его от воздействия атмосферы мартеновской печи, карбид кремния усиливает раскисляющее действие ферросилиция на металл. Совокупное действие материалов эффективнее известных способов раскисления стали.

В 100-тонной мартеновской печи, работаю шей скрапрудным процессом с заливкой жидкого чугуна (60-65% от металлозавалки), при выплавке разных марок стали за 5- 10 мин до выпуска проводят осадочное раскисление металла 25%-ным ферросилицием из расчета введения чистого кремния в количестве 2 кг/т стали и одновременно раскисляют шлак карбидом кремния в количестве

0,5 кг/т стали и жоксом в количестве 2,5 кг/т стали. Одновременное проведение процессов раскисления металла и шлака достигается путем загрузки смеси ферросилиция, ошлакованного карбида кремния и кокса. Во время

загрузки карбид кремния и кокс взаимодействуют со шлаком, а ферросилиций - с металлом.

В дальнейшем металл раскисляют и легируют дополнительными присадками феррохрома, ферросилиция и ферромарганца. Ферросилиций и ферромарганец задают в ковш во время выпуска из печи.

По предлагаемой технологии снижается угар марганца на 1,2%, хрома на 1,5%, кремПИЯ на 1,6%. Скорость процесса и глубина раскисления превышают раскисление ферросилицием на 60% и карбидом кремния на 50% со снижением расхода раскислителей и легирующих элементов, которые вводят в

ковш. По предлагаемому способу сокращается расход раскислителей, а процесс раскисления стали и шлака осуществляется одновременно. Это снижает угар легирующих элементов.

Формула изобретения

Способ раскисления стали, включающий введение раскислителей в шлак и металл, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода раскислителей и ускорения процесса раскисления стали, за 5-10 мин до выпуска одновременно вводят на поверхность шлаКа кокс в количестве 0,5-4,0 кг/т стали, в объем шлака-карбид кремния в количестве 0,2-1,0 кг/т стали и в металл - ферросилиций в количестве 1-2 кг/т стали.