Способ выплавки стали в мартеновской печи Советский патент 1981 года по МПК C21C5/04 

I

Изобретение относится к метаплур гий черных металлов, а конкретнее к способам выплавки стали в мартеновских печах.

Известен способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий продувку металла кислородом с последующей выдержкой плавки в печи под собственным шлаком. Для снятия переокисленности шлака и металла в послепродувочный период (в начале выдержки вводят добавки в твердом виде на основе железа, например чушковый чугун, в количестве 0,4-1% от веса садки ГЗ

Известен также способ предусматривающий снятие переокисленности шлака, металла и в незначительной степени сокращение расхода раскислителей за счет ввода в послепродувочный период на поверхность шлака кокса в количестве 0,5-4,0 кг/т стали, в объем шлака - карбида кремния в количестве 0,2-1,0 кг/т стали Г2.

Вьшгеуказанные способы позволяют i снизить содержание окислов железа в шлаке и кислорода в металле, тем самым снять переокисленность расппава и уменьшить расход ферросплавов.

Однако присадка в печь таких углеродсодержащих материалов приводит к увеличению длительности доводки плавки, ее общей продолжительности, из-за необходимости дополнительного окисления введенного углерода. Кроме того, после введения таких материалов в ванну, особенно твердого чугуна процесс предварительного раскисления углеродом протекает очень бурно, с энергичным массообменом шлака и металла с газовой фазой, что не обеспечивает получение высококачественной стали, из-за вовлечения в отдельных случаях в металл неметаллических включений и газов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выплавки стали в мартеновской печи, который предусматривает раскисление шлака за счет вво да в печь за 5-20 мин перед выпуском стали отходов производства ферросилиция, содержащих 25-35% кремния и 3-7% углерода. Такое решение позволяет практически исключить применение дефицитных материалов (чугуиа, кокса) , способствует более равномерному протеканию процесса предварительного раскисйтения, некоторому снижению угара ферросплавов ГЗ.

- Однако качество металла при этом заметно не улучшается, так как отходы производства ферросилиция образуют ишаки, имеющие низкое межфазное натяжение на границе пшак-металл из-за повышенного содержания кремнезема и загрязняют металл неметагшическими включениями. Расход ферросплавов остается высоким из-за низкой раскисл ите л ьной способности сформировавшегося шлака. Кроме того, наличие в задаваемом материале углерода 3-7% затрудняет получение стали требуемого состава, а в отдельных случаях приводит к увеличен шй продолжительности плав1си из-за необходимости дополнительного выжигания углерода.

Цель изобретения - повьш1ение качества стали и снижение расхода ферросплавов.

Поставленная цель достигается тем, что раскислители на шлак присаживают в два этапа, причем на первом этапе за 10-20 мин до выпуска присаживают отходы производства силикомарганца в количестве 10-14 кг/т стали, содержашие 10-17% марганца, а на втором этапе за 5-15 мин до выпуска - алюмокремнистый шлак в количестве 4-10 кг/т стали, содержащий 30-60% алюминия и 15-25% карбидов кремния.

Повышение качества металла достигается за счет равномерного протекания процесса, снятия переокисленност шлака и металла (бурные всплески металла и шлака не наблюдаются. Отсутствие углерода в отходах производства силикомарганца способствует стабилизации получения стали требуемого состава по содержанию углерода, своевременному вьшуску плавок, без дополнительного вьпшгания углерода. Последующий (второй этап}ввод алюмокремнистого шлака закрепляет протекание предварительного раскисления шлака и металла за счет наличия в

нем более сильных элементов по сродству к кислороду, чем марганец (алюминий, карбиды кремния . Наличие в задаваемом материале алнн1иния повышает межфазное натяжение шлака, обеспечивает его высокую степень жидко-. подвижности, улучшает качество металла за счет снижения содержания неметаллических включений. Экономия дефицитных материалов (чугуна, кокса, ферромарганца, силикомарганца, ферросилиция} достигается за счет двухэтапного предварительного раскисления расплава недефицитными материала мя, обеспечивающих более полное раскисление Металла, чем в известном способе. Последующая присадка ферросплавов требует лишь незначительной корректировки с учетом содержания элементов в готовой стали, суммарного содержания закиси железа в шлаке и кислорода в металле.

Предлагаемый способ опробован в условиях мартеновского цеха при выплавке стали марок 09Г2, 3 кп, 3 сп. Применяют отходы производства силикомарганца и алюмокремнистый шлак,

В табл.1 приведен состав отходов производства силикомарганца.

В табл.2 приведен состав алюмокремнистото шлака.

Эти материалы, как и другие раскислители (силикомарганец, ферромарганец) , применяемые для предварительного раскисления расплава в печи, загружают в шихтовом отделении в мульды объемом 1,75 ми подают в печной пролет. По мере готовности плавки к предварительному раскислению в « печь задают по;этапио отходы производства силикомарганца (за 10-20 мин до выпуска в количестве 10-14 кг/т стали) , алюмокремнистый шлак (за 5-15 мин до выпуска в количестве 4-10 кг/т стали), затем присаживают силикомарганец (при выплавке спокойной стали). Присадку остальных раскислителей (ферросилиций, алюминий)производят в кЬвш при выпуске плавки в соответствии с действующей технологической инструкцией.

Результаты опробования предлагаемого способа приведены в табл.3

ПредпагаемьЕй способ ввода материа лов в два этапа в соответствиис указанными расходами (отходов силикомарганца 10-14 кг/т, алюмокремнистого шлака 4-10 кг/т стали)является оптимальным, так как исключает сложности

в организации работы на печи, не приводит к существенной потере температуры расплава в печи и ухудшению его физико-химических свойств. Ввод отходов производства силикомарганца в печь за 5 мин, а апюмокремнистого ишака за 2-3 мин до выпуска плавки не обеспечивает полиый процесс предварительного раскисления шлака из-за недостаточной выдержки раскисленного расплава. Ввод отходов производства силикомаргаица за 25 мин, а апюмокремнистого шлака за 20 мин до выпуска плавки приводит к вторичному окислению металла и увеличенной длительности плавки.

Анализ результатов опробования предлагаемого способа показывает, что содержание неметаллических включений в металле при этом снижается и составляет в среднем 0,0044-0,00511 (против 0,0055-0,0061% при выплавке стали по известному способу). Снижен расход дефицитных раскислителей (ферромарганца, сшшкомарганца на 2,025%.

)

Предлагаемый способ обеспечивает более высокую степень чистоты металла по содержанию неметаллических включений, позволяет достичь значительной экономии раскислителей.

Таблица 1

АК-45

4 7 10

10 12 14

Таблица 2

25-40

15-25

30-60

Таблица 3

3,.5 4,0 4,4 Формула изобретения Способ вьшлавки стали в мартеновс кой печи, включающий плавление, доВодку, присадку на шлак за 5-20 мин до выпуска плавки раскислителей, содержащих кремний, выпуск плавки и последующее раскисление металла в ковше, о тлиЧ|ающий ся тем что, с целью повышения качества стали и снижения расхода ферросплавов, расккслители на пшак присаживают в два этапа, причем на первом этапе эа 10-20 мин до выпуска присаживают отходы производства силикомарганца

4 , 8 в количестве 10-14 кг/т стали, содержащие 10-17% марганца, а на втором этапе за 5-15 мин до вьшуска присаживают алюмокремиистый шлак в количестве 4-10 кг/т .стали, содержащий 30-60% алюминия и 15-25% карбидов кремния. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 361202, кл. С 2 С 5/04, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 499323, кл. С 21 С 5/5г, С 21 С 7/06, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № 551372, кл. С 21 С 5/04, 1977.