Способ производства стали Советский патент 1980 года по МПК C21C5/52 

ИЗоёретение относится к черной металлургии, конкретно к производству подшипниковой, конструкционной

.стали.

.Извес1; ен способ выплавки стали с применением операции продувки расплава в ковше карбидом кальция Ц. Сущность этого способа заключается в том, что металл после выпуска из печи продувают в ковше в токе аргона карбидом кальция с целью десульфурации стали.

Однако при таком способе в процессе продувки металла карбидом . кальция низкоуглеродистых марок стсши происходит Науглероживание металла; в высокоуглеродистых марках стали за счет повышения смачиваемости частиц карбида кальция жидким металлом происходит загрязнение иГеталла этими частицами.

Известенспособ выплавки стали с применением операции продувки р асш1ава в сталеплавильном агрегате, заключающийся в том, что в сталеплавильном агрегате производят расплавление .шихты, окисление примесей, скачивание окислительного шлака, раскисление, легирование, продувку

металла аргоно-порсяиковой струей (известь, плавиковый шпат, шамот) , выпуск металла в ковш,разливку 2.

Продувка не позволяет во время проведения восстановительного периода достаточно глубоко заглубить фурму в металл что неизбежно уменьшает коэффициент использования порсяшкообразных материалов, в резуль10тате чего не обеспечивается достаточно низкое содержание кислорода и серы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу

15 является способ выплавки электростали с продувкой порошкообразными раскислителями в токе аргона в ковше 3 .

Способ заключается в том, что в

20 металл после выпуска из печи подают порошкообразный алюминий для предварительного раскисления, а затем смесь порошков магния, силикокальция, железа.

25

Недостатком данного способа является использование кальция в соединении с кремнием, что не позволяет обрабатывать беокремиистые марки стали, притом кальций обладает темаературой испарения (tncn ) , в результате чего уменьшается коэффициент его использования..

Цель изобретения - повышение качества стали, возможность обрабатьшать бескремнистые марки стали, сокращение времени обработки и увеличение коэффициента усвоения активного компонента.

Это достигается тем, что в металл после выпуска из печи вводится барийсодержащее вещество с добавкой магния в соотношении бария к магнию 1: (0,02-0,2) ,

Барий, входящий в состав алюмобариевой лигатуры, обладая высокой температурой испарения, низким. давлением (Рцд 1 атм при t 1630°С) пара и большим химическимЪродством к кислороду и сере, расплавляясь в металле, связывает кислород и серу в тугоплавкие неметаллические вкJзючeния. Магний, также обладающий большим химическим сродством к этим элементам, но высоким давлением пара (около 20 атм), обеспечивает интенсивное перемешивание металла , способствующее быстрому всплыванию образующихся неметаллических включений.

Вследствие малого испарения бария его коэффициент усвоения выше чем у кальция, в результате чего уменьшается необходимое количество введенного активного компонента и время обработки металла.

Пример 1. При выплавке стали марки 4ОХ в печи производят операции расплавлений шихты, нагрева металла, окисление углерода, фосфора. После скачивания окислительного шлака на зеркало металла задается кусковой ферросилиций из расчета получения 0,15-0,20% кремния, ферромарганец из расчета получения содержания марганца в металле ближе к нижнему пределу и феррохром также на нижний предел. Далее наводят рафинировочный шлак из извести 22,5 кг/т, Ш1авикового; шпатаили шамотного боя до 10 кг/т каждого. При температуре 1580-1бОО°С производят присадку раскислителей шлака. Перед выпуском плавки при отключенной печи шлак дополнительно раскисляют алюминиевым порошком в количестве 0,5 кг/т. При температуре 1590-1610 металл выпускают из печи в ковш с находящимся там алюминием в количес тве 0,5 кг/т..

Далее ковш с металлом устанавливают на специальном стенде и в металл в токе газоносителя подают порошкообразную смесь, состоящую из алюмобария, магния. Расход составляет, кг/т: магний 0,02, алюмобарий 1,

Пример 2, При выплавке ста ли ЗОХГСА в печи производят операдан расплавления шихты, нагрева металла, окисления углерода, фосфора. После скачивания окислительного шлака на зеркало металла задается ферросилиций, ферромарганец, феррохром и при достижении температуры 1620-1630°С металл выпускают в ковш с находящейся там легкоплавкой смесью CaO-CaFz,,

Далее ковш с метгшлом устанавливают на специальном стенде и в металл в токе газоносителя подают порошкообразную смесь, состоящую из алюмобария и магния. Расход составляет, кг/т: алюмобарий 1,5, магний 0,17, Далее металл подвергают вакуумной обработке.

Пример 3, При выплавке стали марки ШХ15 в. печи щзоизводят операции расплавления шихты, нагрева металла, окисления углерода и легирования металла хромом и марганцем. При температурах 1560-1570 G. производят скачивание образовавшегося окислительного шлака и наводят восстановительный шлак состава, %; 40-55 СаО, 10-12 МдО, 10-12 АбгОз, 10-16 СаРг, , 15-20 SiOj, затем расплав выпускают в ковш и подвергают вакуумной обработке. Далее присаживают 3,50 кг/т ферросилиция и алюминия в количестве 1 кг/т, после чего ковш с металлом устанавливают на специальном стенде и в металл в токе газоносителя подают порошкообразную смесь, состоящую из магния и алюмобария. Расход составляет кг/т: магний 0,4, алюмобарий 2.

Время обработки расплава предлагаемой порошкообразной смесью в приведенных примерах при производительности установки по вдуванию порошкообразных материалов в жидкий металл равной 60 кг/мин не превышает 4 мин,

В результа е осуществления выплавки стали по предлагаемому способу при производстве подшипниковых и конструкционных марок сталей конечное содержание кислорода находится в пределах 0,001-0,003 %, а конечное содержание серы в пределах 0,003-0,007% для подципниковой стали и 0,007-0,015 для конструкционных марок сталей.

Для получения таких же конечных содержаний кислорода и серы при обрабр.тке расплава по известному способу потребуется в 3 раза большее количество силококальция вследствие его малой температуры испарения, что, в свою очередь, увеличивает время продувки до 10-1.5 мин и требует значительный перегрев металла перед продувкой. 57 Оптимальность выбранных пределрй расхода магния выбрана из условий обеспечения безопасности введения порошкообраэных материалов и эффективности использования магния как элемента,обладающего большой упругостью пара, для интенсивного перемешивания металла. Обработка расплава порошкообразной смесью, содержащей магний ниже 0,02, не эффективна.вследствие , не обеспечения достаточного перемешивания металла, что приводит к увеличению длительности продувки и повышенному расходу алюмобария. Применение порошкообразной смеси, содержащей магний выше 0,2, вследстви интенсивного парообразования приводит к большим выбросам металла из ковша. Формула изобретения 1. Способ производства стали, включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, например, в электродуговой печи, предварительное раскисление, обработку расплава . 65372-6 после выпуска из печи порошкообразной смесью, содержащей магний, поцаваемой в токе газоносителя, например, аргона, отличающийся тем, что, с целью повышения качества 5стали, сокращения времени обработки и увеличения коэффициента усвоения активного компонента, в металл вводят порошкообразную смесь, состоящую из барийсодержащего вещества Qи магния в соотношении бария к магнию 1: (0,02-0,2), 2. Способ по п,1 , отличающ и и с я тем,что в качестве барийсодержащего вещества вводят алюмоба.-рий. Источники информации, 1принятые во-внимание при экспертизе 1. Forster Е,, K aipdar W,,. Ricfiter Н, .и а . StabC und Elsen, 94, 1974, 11, S. 474-485. 202. Сидоренко М.Ф. и др. Интен.сификация металлургических процессов вдуванием порошкообразных материалов, Труды республиканской научной конференции 15-17 декабря 251970. М., Металлургия, 1972, с,151157. 3. Авторское свидетельство СССР № 533644, кл. С 21 С 5/52.