Шлак для рафинирования стали Советский патент 1977 года по МПК C21C7/00 

1

Изобретение относится к черной метаппургии, конкретнее к рафинированию стали кислыми шлаками.

Известно рафинирование стали шлаком при выплавке ее активным процессом в сталеплавильных агрегатах с кислой футеровкой. Шлаки имеют состав (в %): SiO 50-6О, 8-15, ТеО 8-15,СаО 2-10, 053-8, а также ,,Mg-0 ,

и т.п. суммарно до 100% fl.

PjOОднако такие шпаки имеют высокую вяз кость, вспедствии чего диффузия компонентов к месту реакции чрезвычайно замедлена. Рафинирующая способность шлаков ре- 15 ализуется лишь при длительной выдержке металла и шлака в печи.

Известны шлаки, содержащие (в вес. %): SiO 36-50, 25-35, РеО З-Ю. СаО 3-9, Mg-0 1-4, ( + ) О,2- 20

4,С 9-15, СаТ, 1-6, сода кальцинированная 1-7 2.

Однако такие шлаки содержат большое количество углерода и глинозема и совсем не содержат окислы марганца.25

Основной целью изобретения является разработка рафинировочного шлака, сочетающего высокие раскисляющие свойства и высокую способность к образованию шлакометаллической эмульсии.

Цель изобретения состоит также в повышении рафинируюших свойств шлака по отношению к азоту к нитридным включениямПсютавленная цель достигается выбором состава шлака таким образом, чтобы при высокой активности кремнезема шлак имел низкую вязкость и низкое поверхностное натяжение при температ фе рафинирования стали. Повышение рафинирующей способности по отношению к азоту обеспечивается введением в состав шпаков окислов магния в копичестве до 15%.

Низкая вязкость силикатного расплава достигается введением окислов щелочных и щелочноземельных металлов, галогенидов (например, фторидов или хлоридов).

Однако введение окислов щелочноземельных металлов сопровождается снижением активности кремнезема в силикате и cmi- жением его раскисляющих свойств. По этой причине количество окислое щелочноземельных металлов в шкале ограничиваетс мольным соотношением -, St-Oa: i CaO -i-MgO Но при таком, соотношении техкомлоне тный расплав СаО-AlffO-SiO им.еет вязкость бодее 1О пз при 1550 С, что дел ет его непригодным для рафинирования ст ли. Введение в него окислов щелочных металлов и галогенидов в количествах 10 и 3% соответственно снижает вязкость расплава до 1-2 пз. При введении (СаО ) до 10-15%, с целью повышения активности кремз езема при сохранени вязкости на прежнем уровне, количество окислов щепочнь;Х металлов и галогенидов увеличивают состветственио до 2О и 8% Температура плавления шлаков и их повер ностиое натяжение также саижйиотся а смачиваемость металла П1паков)лм распла вом увелич.ивае1х;я„ Смачиваемость мвталпа шлаком регули руется введением, в него ок.ислов железа и аломинкя; однако, из-за БОЗМОЖНОСТГИ загрязнения стали алюмосипикаталш содержание Л2,0,в ш.лаке огранкчи.вае1т;я 5% Предложенный шлак имеет сггедующий состав (в вес, Оклюь ка71ьн.кя Скись Окись металгюв Галогениды Огсислы .адарГа:нца OjcHcnbi железа Глинозем Кремдезем Шлак может быть получен любым из-ьестным. способом, иапримегэ расплавлением шихтовых материалов в спедиалькой луговок КПП плал еньой шлакокл ильной печах, в циклонной или роторной устЯliOBKax;.путем расплавлел и исгаггосбразуюидах материалов зп счет топлп ;.сслт:;;впениой стали ;, s па-.м, -:.i.r.-- - - -.: :--:Л Бах), И р и hi с р 1 l:.::-w.. ;;-; . SiO-. 194:, М . , . :;. ;-.,. 1О% ЛАо-0,7..3% Л/iTiO, 1,7% геО, IX глинозема и яримесей, получают расллавлекия шкхто.вых материелов в тпа коплавильной дуговой эяектропочИ; обычно исг ользуемой для выплавю известко во-глиноземистых плаков. При -гемперату ре 1600 С шла1с из печи сливают в ста - Л9разг1ивоч.ный ковш., а затем на этот шла и-з дуговой сталеппавияьной .печн сли.вают подшипниковую сталь, содерм аг.щ-ю 1%. углерода, 1,0% хром.а., 0.2.5% кремния 0,30% марганца и 0,ОО7% кислорода. Температура рафинируемой стали составляет 1550°С. При рафинировании возможны следующие реакции между металлом и шлаком: (S-i02) + 2CC r25cOJ-i-:sT среО) -cM-ni - гре:-f CMtiO) (Sio.j) csi:+2(Peo) Рассчитывая равновесный состав металла со шлаком по методу А, Д, рова, получаем: :s-i3 0,2f%; ,29% , rO 0,003-f% Таким образом, в результате рафинирования стали предложенным шлаком содержание кремния И марганца в металле не изменяется, а кислорода - уменьшается на 0,004%. При использовании шлака в количестве 5% от веса металла количество Те О в шлаке увеличивается ла 0,2%, .Пример 2, В основной электропечи при выплавке стали, содержащей 052% С, 0,20% Si и ОДО%Мт7, после скачившжя основного шлака путем присадш соответствующих шлакообразующих материалов наводят кислый рафинировочный шлак;содержащий (в %); 65 Si 02, 5 СеО ,6CaT2, 15 К20, 5,5М-пО,0,5 еОД и прим;есей. После расплавления шлакообразующих при температ ре .металла 1620 С электропечь наклоняют и Б стаперазливочный ковш сливают шлак, а затем на него - металл. Под воздействием, кинетической энергии струи образуется шлаком.еталлическая эмульсия и происходит рафинироваш1е стали. Равновесзшш состав металла и шлака (по А. Д. Крамарову ): с о,2%; Л1т1 о,о9 %: rsTj o, 0,0i°/o FeOJ.4,7%; ( MnO) ,7 % (SiO)r6,5% Го.ким образом7происходит восстш-;овле-.it:, кремния из кремнезема шлака и уве..1..-.гчение содержания о.ю1слов железа Б шла- е. .При охлаждении металла до 155 ОС авновесное содержание кислорода снижагся .до 050085%. Ф о р м у л а и 3 о б р е т е J и я .Шпак для рафинирования стали, содеращий кремнезем, окись кальш я, окксь агния, окислы железа, окислы иелочгьх еталлов, галогениды, глинозем, отичающийся тем, что, с целью 5 снижения температуры плавления, вязкости, поверхностного натяжения шпака и упуч- шения качества с тали, в него допопнитепь- но введены окислы марганца при следующем соотношении компонентов, вес.%:5 Окись кальция 5-20 Окись магния 0,1-15 Окислы м ганца 0,1-15 Окислы железа 0,1-15 Окислы щелочных 0 металлов 10-20 6 Галогениды 3-8 Глинозем 0,1-5 Кремнезем остальное, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. А. Д. Крамаров Производство стали в электропечах , Москва, Металлургия, 1969 г., стр. 315. 2. Авторское свидетельство М 262923 от 29.04.65 г.; С 21 С 7/ОО.