Способ получения марганецсодержащей стали Советский патент 1980 года по МПК C21C5/52 

1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к Способам получения низколегированных и легированных сталей с марганцем.

Известен способ выплавки стали, Содержащей марганец,характеризующийся введением марганца в окисленную ванну под окисленным шлаком, осуществляеким после расплавления,обезуглероживания, дефосфорации и нагрева

металл

Введение марганецсодержащих сплавов в нераскисленный металл, находящийся в контакте со шлаком с высоким содержанием окислов, железа, приводит к некоторой потере марганца вследствие протекания процессов его распре деления между металлом и шлаком.

Известны также способы плавки, где для предотвращения потерь легирующих за счет перехода их в шлак осуществляют прием присадки окисла соответствующего элемента в шлак 2 и 13.

Однако во всех этих способах отсутствует регламентированный .режим присадки окислов (по времени и количественным соотношениям).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ эыплавки марганцовистой стали, согласно которому в конвертер заливают чугун, продувают его кислородом, нагревают и легируют марганцем, вводя последний в виде ферросплавов в ковш или в конвертер. Этот способ отличается тем, что, с целью сокращения угара марганца и улучшения условий службы футеровки, перед началом продувки кислородом в ванну вводят марганцевую руду в смеси с магнезитом

5 из расчёта получения в шлаке 20-30% окиси магния 14J.

Недостатком 1звестного способа яв ляется ранняя присадка марганцевой

20 РУДЫ - до начала кислородной продувки, в связи с чем весь период продувки, протекающий при 1550-1680 С, в шлаке поддерживается повышенное содержание закиси марганца, что предопре25 деляет агрессивность шлака по отноше. нию к футеровке печи. Предусматриваемая для компенсации этого отрицательного воздействия одновременная присадка магнезита требует дополнитель30 ных затрат тепла на его расплавление. Кроме того, известный способ связан с потерей марганца в виде его окислов при скачивании шлака и не регла ментирует количественные соотношения состава шлака. Целью изобретения является устран ние указанных недостатков, а именно сокращение угара марганца и улучшение условий службы футеровки. Поставленная цель достигается тем что в известной способе производства марганецсодержащей стали,включающем операции расплавления шихты, продувки газообразным кислородом, введения шлакообразующих материалов, удаления шлака и легирования марганцем, опера цию введения окислов марганца осущес вляют после удаления шлака окислительного периода, окислы марганца вв дят в количестве 10-30% веса наводимого шлака, а после получения отноше ния содержания закиси марганца в шла ке к произведению заданного содержан марганца в металле на содержание закиси железа в шлаке, равного 1,5 - 2 вводят марганецсодержащий сплав. Кроме того, после введения окислов марганца расплав вместе со шлаком сливают в ковш, вводят марганецсодержащий сплав. При ведении процесса плавки происходит торможение процесса окисления марганца и перехода его в шлак за счет смещения равновесия нижеприведенной реакции в обратном направлении:1Мп + (FeO)i(MnO) + (Fe) V--Гnl r l -1 Mn(FeO) В равновесных условиях в области температур .около 1600°с, величина К составляет 2,3-2,7. Однако, учитывая кинетические ограничения, фактическая величина отношения содержаний закиси марганца в шлаке к произведению концентрации марганца в металле и закиси железа в шлаке, как правило, устанавливается порядка 1/5-2,7 при содержании закиси марганца в шлаке в пределах 10-30%. Способ производства марганецсодержащей стали состоит в следующем, Шихту загружают в сталеплавильный агрегат, расплавляют, продувают газообразным кислородом, затем производят скачивание шлака и в ванну . вводят материал, содержащий окислы мар анца, к примеру марганцевую руду конвентрат, отходы ферросплавного производства и т.п., из расчета присадки, окислов марганца в количестве, составляющем 10-30% веса наводимого вновь шлака. По згшедении шлака содержание закиси марган ца составляет {за счет исходного содержания её в шлаке) 15-30%, причем величину отношения содержания закиси марганца в шлаке к произведению зада кого содержания марганца в металле на содержание закиси железа в шлаке поддерживают в пределах 1,5-2,7.Даее осуществляют легирование стали арганцем по одному из следующих вариантов , По первому из них после заведения шлака необходимого состава в ванну вводят марганецсодержащий сплав, а затем проводят обычную доводку плавки. По другому варианту при наличии шлака необходимого состава плавку вместе с частью шлака выпускают в ковш, куда предварительно загружают или дают по ходу выпуска марганецсодержащий сплёий. Затем сталь подвергают доводочным операциям рафинирования одним из методов внепечнойобработки, например, продувке инертнЕлм газом через пористую форму в днековша или вакуумированию. Способ пригоден для получения стали как без применения внепечных методов обработки , так НС их применени ем. В последнем случае целесообразно осуществлять легирование марганцем в ковше, выпускаяиз печи сталь вместе со шлаком при содержании згжисй марганца в нем в вышеуказанных предел х с учетом расчетного содержания марганца в металле и конечного содержания закиси железа.В случае использования, к примеру, вакуумирования, вследствие реализации реакции вакуумного раскисления металла углеродом и. уменьшения содержания кислорода в расплаве, реакция Мп + О (МпО) смещается влево, что влечет за собой переход марванца из шлака в металл. Содержание закиси марганца снижается при этом с 15-30 до 4-5%, а прирост концентрации марганца в металле составляет до -0,2%, Кроме того, специфика окончательного раскисления и легирования вакуумируемого в ковше расплава кремнием и алюминием, заключающаяся в одновременном раскислении этими компонентами металла и шлака, приводит к дополнительному восстановлению марганца иэ шлака и снижению содержания закиси марганца в шлаке до 2-3%, Включение в технологический цикл производства марганецсодержащей стали виепечной вакуумной .обработки позволяет практически исключить угар марганца и получать сталь со стабильно узкими пределами его содержания в готовом металле (+0,05%). Приме р 1, Выплавку стали с зёщанным содержанием марганца 1,51,7% ведут в электродуговой печи емкостью 100 т. Все операции расплавления и рафин/1рования осуществляют в соответствии со стандартной технологией, за исключением легирования стали марганцем. Для этой цели перед заведением ишака восстановительного периода в печь вводят 300 кг марган