Способ получения стали Советский патент 1981 года по МПК C21C7/10 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ

I

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве высококачественной стали.

Известен способ получения стали с низкой концентрацией серы путем обработки стали в ковше при выпуске синтетическим шлаком, который готовится в отдельном шлакоплавильном агрегате il.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эф-: фекту является, способ получения стали, включающий выплавку в сталеплавильном агрегате, последующее вакуумирование расплава, окисление примесей газом, обработку нейтральным газом и десульфацию, причем десульфаторы в количестве 1,0-15,0кг/т вводят в расплав в процессе вакуумировання одновременно с обрабсп-кой нейтральным газом 2..

Однако известный способ не обеспечивает высокой скорости и степени десульфации и требует большого расхода десульфатора. о обусловлено тем, что удаление серы в сталеплавильных процессах протекает, в основном, по реакции

(СаО) 4 IS} (CaS) ч Oj(I)

Из выражения константы равновесия

реакции следует

.r/oS) (/оО ,(21

К-ЧСад 1

где К- константа равновесия реакции;

0--ир,.д-активности компонентов шлака;

ift н f д -коэффициенты актвности эле

ментов металла.

Таким образом, для достижения высокой степени десульфурации требуется низкая концентрация кислорода в расплаве, а а известном способе поддерживается относительно высокая концентрация кислорода, так как наряду с операцией десульфурации производят окисление примесей окислительным газом. Кроме того, в известном способе десульфурация протекает с низкой скоростью, поскольку он предполагает использование твердого десульфуратора. В этом случае большое значение приобретает величина межфазной поверхности «еталл-десульфуратор, т. е., практически, степень измельчения материала. В известном способе применяют -материал относительно крупной фракции, так как в условиях работаюЩего вакуумного насоса порошкообразные материалы выносятся из вакуумной камеры. Перемешивание металла путем продувки аргоном не устраняет указанного недостатка, поэтому для достижения высокой степени удаления серы требуется высокий расход десульфуратора (до 15 кг/т). .. . Цель изобретения - увеличение скорости и степени удаления серы и уменьшение расхода десульфуратора при проведении десульфурации стали в процессе внепечного вакуумирования. Поставленная цель достигается тем, что десульфуратор в количестве 0,5 - 2,0 кг/т вводят в раскисленный металл одновременно с коксом или десульфуратор наносят на поверхность кокса, который вводят в вакуумную камеру в процессе вакуумирования. Увеличение степени десульфурации обеспечивается за счет ввода десульфуратора в раскисленный металл одновременно с коксом. Увеличение концентрации углерода в ctaли приводит к повышению активности серы, что способствует уменьшению ее концентрации в металле. В зоне растворения кокса в условиях вакуума достигается большая концентрация углерода, низкая концентрация кислорода, высокая концентрация окиси кальция, а также обеспечивается интенсивное перемешивание за счет выделения газообразной окиси углерода непосредственно в зоне реакции. Все эти факторы способствуют достижению низких концентраций серы. Поскольку кокс - пористый материал, то нанесение десульфуратора на его поверхность за сч,ет повышения реакционной поверхности и контакта реагирующих вешеств существенно увеличивает скорость удаления серы и требуется меньший расход десульфуратора (0,5 - 2,0 кг/т). Менее 0,5 кг/т десульфуратора вводить нежелательно, так как при малом количестве вводимого материала возрастает величина относительных

Предлагаемый с нанесением известв на поверхность кокса

Известный с использованием кусковой извести

Классический мартеновский Мартеновский с обработке в ковше синтетическим шлаком

О,О18

0,027 0,033

0,О14 потерь его, например при транспортировке, загрузке и других технологических операциях. Увеличение расхода десульфуратора более 2,0 кг/т также нежелательно, поскольку при дополнительных затратах это практи-, чески не приводит к „увеличению степени удаления серы. Способ наиболее целесообразно осуществлять при .циркуляционном вакуумировании стали, поскольку исходные материалы вводят непосредственно в металл (шлаковая фаза в вакуумной камере отсутствует), при этом обеспечивается высокая активность СаО, близкая к единице, что согласно уравнению (II) способствует увеличению степени удаления серы. В указанном методе вакуумирования имеется возможность удаления продуктов реакции из вакуумной камеры, в шлаковую фазу, находящуюся в ковше. Благодаря прохождению материала через высокий столб металла существенно возрастает межфазная поверхность контакта с .металлом, способствуя увеличению степени и скорости удаления серы. Пример. Проводят две плавки стали Ст40Х. Сталь выплавляют в 120-тонной мартеновской печи с последующим вакуумированием циркуляционным методом полностью раскисленного металла и содержанием углерода на 0,10% ниже заданного. В процессе вакуумирования из бункеров вакуумной камеры в металл вводят кокс в количестве 1,5 кг/т и в качестве десульфуратора - известь в количестве 1,5 кг/т. На одной плавке вводят кусковую известь, на второй плавке известь наносят на поверхность кокса. Для этого раствором мерного количества извести заливают кокс и прокаливают в сушильной печи при темпе- ратуре 700 - . Полученные результаты в сравнении с классическим мартеновским способом получения стали и с обработкой стали в ковше при выпуске синтетическим шлаком представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ при существенном сокращении рас-, хода десульфуратора обеспечивает высокую степень удаления серы и может конкурировать по этому показателю с обработкой стали в ковше синтетическим шлаком.

Использование предлагаемого способа для получения высококачественной стали вместо применяемого в настоящее время способа, включающего обработку синтети; ческим шлаком с последующим вакуумированием, значительно упрощает технологическую схему производства, так как исключает использование .шлакоплавильного агрегата и существенно сокращает грузопотоки в цехе, особенно в период выпуска плавки. Экономическая эффективность складывается из разницы стоимости обработки стали синтетическим шлаком (6 - 7 руб./т) и стоимости затрат на приготовление кокса и извести (I-2 руб./т) и составляет 4,0 - 5,0 руб. на I т стали.

Формула изобретения

Источники информации,

принятые во внимание при.экспертизе

.1. Воинов С. Г., Шалимов А. Г., Калин1ИКОВ Е. С. и Косов Л. Ф. Рафинирование

стали синтетическими шлаками. М., «Ме-г

таллургйя, 1970,С. 464.

2.Авторское свидетельство СССР № 551374, кл. С 21 С 5/52, 1977.