Способ получения стали Советский патент 1981 года по МПК C21C7/06 

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано, например, в высокопроизводительных конверторных цехах, где предусмотрено рафинирование стали в ковше синтетическими шлаками.

Известен способ введения добавок, в котором в расплавленный металл подают со скоростью 0,1-0,15 м1сек катаную проволоку, которая имеет сердцевину из металла и слой внешнего покрытия из материала добавки и связки.

Добавка может являться раскислителем, содержащим, например, азот, кальций, магпий, бор, ниобий, титан, лантан, церий или мишметалл 1J.

Недостатком способа является то, что производится только раскисление струи металла. Воздействия на ее форму и кинетнческзю энергию не происходит, поэтому интенсинного взаимодействия струи металла с находящимся в ковше рафинировочным шлаком не происходит, что снижает эффект рафинирования металла.

Известен способ получения стали, включаюш,ий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, введение порошкообразных реагентов в потоке сжатого воздуха в струю жидкого металла при выпуске его в ковш. Реагенты фракции 6-12 мм вводили под

углом в струю металла пушкой, установленной на конвертере так, чтобы все частицы направлялись в поток металла со скоростью, достаточной для проникновения в него 2.

Недостатком известного способа является то, что какого-либо воздействи на форму и кинетическую энергию подающей струи Л еталла поток порошкообразных частиц не оказывает. Частицы не успевают полностью прореагировать с металлом за время его падения от конвертера до ковша. Кроме того., применение окислительного газа (сжатого воздуха) значительно увеличит окисленпость метал.71а, угар раскислителей, за5грязненность металла неметаллнческими включениями.

Целью изобретения является глубокая десульфурация металла,снижение в нем содержания фосфора, уменьшение загряз0ненности стали неметалическими включениями и повышение ее качества.

Поставленная цель достигается тем, что Е предлагаемом способе, включающем выплавку металла в сталеплавильном агре5гате, раскисление и легирование струи выпускаемого в ковш металла порошкообразными реагентами, вводимыми в потоке газоносителя под углом к струе металла, порошкообразные реагенты вводят в потоке

0 неокислительного газа со скоростью, обеспечпвающей получение кинетической энергии, равиой 0,2-3,0 кинетической эиергии издающей струи металла в месте их пересечения, после чего металл обрабатывают синтетическим шлаком.

Ввод порошкообразных реагентов в потоке пеокислительного газа в струю выиускаемого металла перед рафинированием его синтетическим шлаком позволяет резко снизить окисленность и повысить степень десульфурации металла. Восстановления фосфора в металл из печного шлака не происходит, так как шлак в реакции не участвует. Описываемый способ позволяет снизить общую загрязнепность стали яеметал :ическими включениями и получать сталь с предпочтительно глобулярным типом неметаллических включений.

Порошкообразные реагенты вводятся в верхнюю треть падающей струи металла под углом 5-75 к вертикали, что в совокупности с приданием струе порошкообразных реагентов кинетической энергии, равиой 0,2-3,0 киетической энергии падающей струи металла в месте их пересечения, позволяет в оптимальных пределах рассредоточить струю падающего металла и улучшить кинегнческие параметры взаимодействия струи металла с синтетическим шлаком.

При кинетической энергии струи меньше 0,2 от кинетической энергии струи металла в месте пересечения струй не происходит дробления струи металла, а следоаательно, и улучшения кинетических условий взаимодействия струи металла с синтетическим шлаком. То же самое происходит при кииетической энергии струи порошкообразных материалов более 3,0 ки1 СТ -:ческой энергии струп металла в месте их пересечения.

Порошкообразные материалы могут вводиться по ходу или навстречу падающей струи металла.

В качестве порошкообразных реагеиJOB могут быть использованы раскислители - фер;рооилиций, силикомарганец, силикокальиий, алюминий и их смеси, а также другие реагенты - карбид кальция, плавиковый шпат, известь a-i т. п.

iB случае легирования стали могут использоваться соответствующие материалы, расход которых, как и раскислителсй, определяется расчетным путем. В качестве газоносптеля используется любой иеокислительный газ (азот, аргон, природный газ н т. д.).

Пример 1. В кислородном конвертере выплавили железоуглеродистый полупродукт с сдержанием 0,05% углерода и температурой 1680С. Выпуск полупродукта производили в ковш с сиитетическим шлаком. В процессе выпуска в ковш присаживали необходимые для получения стали 09Г2ФБ легирующие и раскисляющие материалы. Сразу же после начала выпуска в верхнюю треть струи с помощью специального устройства и потоке аргона начали вводить спликокальций фракции 0,05- 10 мм и под углом 5 к вертикали. Кинетическая энергия струи раскислителя равиялась 3,0 К1 1:етической эиергии струи металла в месте, их пересечения. Степень десульфурации металла составила 90%, а 90%

всех окисных включений имели глобулярную форму. Ударная вязкость возросла на 1 кгс м/см нри температуре испытания - 15 С и остром надрезе на образце. Степень рефосфорации сократилась на 50%.

П р и м е р 2. Все операции проводили, как в иримере 1, но струю раскислителей вводили иод углом 75° к вертикали в месте ее пересечения со струей металла и навстречу ей. Кинетическая энергия струи раскислителей была равной 0,2 от кинетической энергии струи металла. В качестве раскислителей использовали смесь силикокальдия и алюминия, а в качестве газоносителя - азот С чистотой 99,9%. Получили результаты аналогичиые иримеру 1. Вместе с тем несколько увеличились прочностные характеристики металла.

Пример 3. Все операции проводили, как в примерах 1 и 2, но железоуглеродистый полупродукт выпускали в ковщ с жидкой лигатурой и синтетическим щлаком.

Струю раскислителей (силикокальций совместно с силикомарганцем и алюминиевой дробью) вводили в струю металла под

углом 40 к вертикали в месте пересечения струй, ло ходу металла. В качестве 1азоносителя использовали природный газ. Струе раскислителей придавали кинетическую энергию равную 1,6 от кинетической

энергии струи металла в месте их пересечения. Был достигнут эффект, что и в примерах 1 и 2.

Применение описанного способа позволит повысить степень десульфурации, мехаьические свойства стали, особенно ее пластические характеристики.

Ожидаемый экономический эффект - 400 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ получения стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, раскислеиие и легирование струи выпускаемого в ковш металла порошкообразными реагентами, вводимыми в потоке газоносителя под углом к струе металла, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышспия степени десульфурации и дефосфорацип металла, уменьшения неметаллических включений, порошкообразные реагенты вводят в потоке пеокислительпого газа со скоростью, обеспечиваюшей получение кинетической эиергии, равной 0,2-3,0 кинетической энергии падающей струи металла в мебсте их пересечения, после чего металл рабатывают синтетическим шлаком. Источники информации, принятые внимание при экспертизе: 827560 6 об-1. Патент Англии № 123278, кл. С 7 D, опублик. ,1972. во2. Патент Англии № 1153117, кл.. С 21 С б 7/00, опублик. 1969.