Способ выплавки кипящей стали Советский патент 1980 года по МПК C21C5/28 

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве кипяищх сталей в кислородных конвертерах, в частности предназначаемых для скоростной разливки в изложницы сверху. Известные способы получения кипящей стали не обеспечивают необходимой окнсленности металла, поэтому при скоростной разливке его в изложницы сверху применяют различные способы ввода кислорода в металл с целью увеличения интенсивности кипения металла и получения качествениного слитка (с достаточной толщ ной плотной корковой зоны). Известно, что интенсивность кипения металла в изложнице определяет толщину корковой зоны. Существует способ ввода в изложницу по ходу разливки порошкообразных интенсификаторов кипений, представляющих собой смесь окалины, плавикового щпата и соды 1 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ вьпшавки стали, в том числе кипящей, в кислородном конвертере, включающий продувку расплава с переменным положением фурмы над уровнем спокойной ванны до заданного содержания углерода в готовой стали и последующую его додувку 2. Кислород подают с интенсивностью 2,0-4,0 .лпга. Недостатком известного способа является невозможность получения качественной углеродистой кипящей стали для скоростной разливки сверху без дальнейшей специальной обработки металла. Цель изобретения - повыщение качества стали и ущ)ощение процесса. Это достигается тем, что додувку ведут в течение 10-30 сек. при положении фурмы над уровнем спокойной ва1шы 50-70 калибров. Установлено, что разбрызгивание металла и цщака, oбJ)aзyющeecя в конвертере, зависит от положения фурмы над уровнем ванны. Так, при приближении фурмы к уровню металла или при погружении ее в металл, а также при высоком положении фурмы, когда струя кислорода практически не внедряется в металл, количество брьог невелико. Существует оптимальное положение фурмы для каждых конкретных условий продувки, при которьгх образуется максимальное количество брызг. Оно выражается критериальным уравнением, полученным в результате моделирования.

0,ЬЬ„„СМ О,4.4

H p/dc iff5HO-4n We -ReJ e

при

условии 0,042 © 0,084,

где Нф/dt - расстояние от головки фурмы до

спокойной ванны, в калибрах; ,.,- критерии Архимеда, Вебера и

Рейнольдса для условий истечения струи кислорода; © - относительный угол наклона оси

сопла к оси фурмы.

Расчеты по приведенному уравнению, а также опыт увеличения окисленности конвертерного металла по описываемому способу, показьшают, что в 1 мы1Ш1енных конвертерах додувку нужно вести при положении фурмы над уровнем спокойной ванны, равном 50-70 калибрам и интенсивности подачи кислорода 2,0-4,0 м/т.мин стали в течение 10-30 сек.

Пример осуществления способа. После окончания гфодувки металл содержал 0,08% углерода и 0,028% кислорода, в шлаке содержалось 8,6% FeO. Перед выпуском металл додули в течение 10 сек с поднятием фурмы над ванной до (60 калибров) и расходе кислорода 380 (2,8 .мин стали). После додувки металл содержал 0,053% кислоро да при том же содержании углерода. Содержание FeO в шлаке повысилось всего лишь до 9,99. Металл разливали сверху через стакан диаметром 70 мм. При этом, благодаря интенсивному кипению металла в изложницах, толщина плотной корковой зоны составляла: в нижней части слитка (15% высоты) 10-14 мм; в середане высоты слитка 20-23 мм; « верхней частисотовых гузьфей - не обнаружено. Поверхность заготовок была хорошей. Сравнительная плавка - 241916 марки 10 кп содержала

0,08% углерода и 0,03% кислорода. Несмотря на то, что металл разливали с меньшей скоростью (через стакан диаметром 50 мм) , кипение в изложнице было вялое. Толщина плотной корковой зоны слитка составила: внизу 6-7 мм, в середине 7-10 мм, вверху 13-20 мм. Заготовки были поражены поверхностными деффектами (пленками, рванинами).

Использование предлагаемого способа получения кипящей стали позволит получить киЛящую сталь с необходимой окисленностью для скоростной разливки; отказаться от применения малоэффективных и дорогостоящих интенсификаторов кипения при скоростной разливке стали сверху; повысить скорость разливки кипяи ей стали сверху (путем применения стаканов диаметром 70-120 мм), улучшить качество поверхности заготовок и готового проката; уменьшить загрязненность кипящей стали.

Формула .изобретения

Способ выплавки кипящей стали в кислородном конвертере, включающий продувку рас плава с переменным положением фурмы над уровнем спокойной ванны до заданного содержания углерода в готовой стали и последующую его додувку с интенсивностью 2,04,0 .мин, отличающийся тем, Что, с целью повышения качества стали и упрощения процесса, додувку ведут в течение 1030 сек. При положении фурмы над уровнем спокойной ванны 50-70 калибров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство: СССР № 178949 кл. В 22 D 35/00, 1964.

2.Явойский В. И. и др. Металлургия сталиДМ.,Металлургия,с.125-126, 170-178 1973.