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

1

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству стали в подовых сталеплавильных агрегатах.

Известны способы наведения ишака при выплавке стали в подовых сталеплавильных агрегатах путем введения шлакообразующих присадок на основе боксита и плавикового шпата для улучшения физико-химиЧеских свойств ишака, таких как жидкоподвижность, вяз.кость и др.1.

Однако боксит как минеральное сырье содержит в своем составе повышенное содержание кремнезема, в результате чего при его присадке в ванну снижается основность шлака, и, как следствие, ухудшается, его серопоглотительная способность, а кроме того он не содержит в своем составе элементов, способных восстанавливать окислы, железа в сталеплавильных шла-т ках, что также,не способствует снижению окисленнос и металла и интенсификации процесса десульфурации.

Высокая влажность боксита (более 20%) приводит в ряде случаев к насыщению метёшла водородом, а также требует разработки мероприятий для обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала при вводе его в сталеплавильные агрегаты.

Плавиковый шпат,. обладая некоторыми преимуществами перед бокситом (отсутствие влаги, более эффективный разжижитель шлака), также имеет ряд существенных недостатков: является остро дефицитным материалом, позтому применяется -только для вы10плавки ограниченного сортамента сталей, также как и боксит не содержит в своем составе элементов, способных восстанавливать окислы железа шлака. Наиболее близким к предлагаемому

15 по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ вьшлавки стали, сущность которого заключается в том, что на поверхность шлака в период плавления

20 и доводки металла подают разжижающие добавки в виде ставролитового концентрата, который является побочным продуктом, образующимся при обоггиаении полиметаллических руд и имеющий

25 следующий состав, %: 48-50; SiO-i 25-28; Гвгр Г TiOz2-3; ZrOi 1,0-1,5 2.

Недостатком этого способа является, наличие в ставролитовом концентрате значительного количества кремнеэема (25-28%), для связывания кото рого в шпаке необходимо дополнительно вводить известь. Кроме того, в, сос таве концентрата отсутствуют элементы, способные восстанавливать окислы железа шлака, что не обеспечивает по вышения серопоглотительной способнос ти шлака, а наличие в его составе . (13-15%), усугубляет этот фактор, окисленность шлака и металла не снижается, что отрицательно сказы,вается на качество стали. Цель изобретения - повышение качества стали за счет снижения окисленности металла и шлака и повышение серопоглотительной способности шлака Поставленная цель достигается тем что в способе выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах, включающем подачу на поверхность шлака в период доводки разжижающих шлак добавок в качестве разжижающей шлак добавки используют шламы производства и переработки магния и магниевых сплавов, содержащие 40-80% суммы хлоридов щелочных и ще очноземель-, ных металлов и 5-20% металлического магния, которые 1 подают на шлак в количестве 1-6 кг/т стали за 1035 мин до окончания- доводки. Наличие в магнийсодержащем шламе металлического магния, который при температурах сталеплавильного процесса является сильным раскислителем, приводит к существенному снижению окисленности шлака, что, в свою очередь, уменьшает и окисленность контактирующего со шлаком металла. Входящие в состав шлама хлориды являются легкоплавкими соединениями ( 800с) и оказыв1ают сильное раз жижающее действие на шлак, способствуя быстрому растворению извести и получению гомогенного малоокисленног шлака с йысокой серопоглотительной . способностью. Таким образом, использование магнийсодёржащего шлама позволяет одновременно снизить окисленность расплава и пoв лcить жидкоподвижность шлака. В этих.условиях существенно интенсифицируется процесс десульфурации металла (за счет снижения окис ленности шлака, его высокой жидкопод вижности и гомогенности) и снижается расход раскйслителей и легирующих добавок (за счет меньшей окислеииости металла и шлака). Количество магнийсодержащего шлама 1,0-6,0 кг иа 1 т стали определяется необходимостью получения определенного химического состава шлака, в частности, по содержанию в нем окислов железа и физических свойств (жидкоподвижности шлака). Выбранное количество шлгша обеспечивает возможность получать малоокисленные активные шлаки, облегающие хорошей серопоглотительной способностью- при всем наблюдающемся на практике диапазоне окисленности и гетерогенности исходного сталеплавильного ишака. Расход магнийсодержащего шлама менее 1,0 кг на 1 т стали не обеспечит заметного снижения окисленности расплава и повышения жидкоподвижности шлака и малоэффективен. Увеличение расхода магнийсодержащего шлама более 6 кг на 1 т стали не даст дополнительного положительного эффекта при использовании его в реальных условиях производства стали и приведет к увеличению затрат. Оптимальный расход магнийсодержащего шлама определяют в каждом конкретном случае опытным путем в зависимости от окисленности и физических свойств. При максимальной окисленности и минимальной жидкоподвижности исходного шлака расход шлама устанавливают ближе к верхнему пределу и наоборот . Присадка магнийсодержащего шлама за 10-35 мин до окончания доводки обеспечивает формирование малоокисленного с повышенной серопоглотительной способностью шлака к моменту присадки в ванну раскйслителей и легирующих добавок (при частичном или полнбм раскислении и легировании стали в печи) или к моменту выпуска плавки (при полном раскислении и легировании стали в ковше) для условий выплавки практически всего сортамента сталей в подовых сталеплавильных агрегатах. При частичном или полном раскислении и легировании стали в печи время ввода шлама устанавливают ближе к верхнему пределу, а при полном раскислении и легировании стали в ковше - ближе к нижнему пределу. Присадка магнийсодержащего шлама менее чем за 10 мин до окончания доводки не обеспечивает полного его усвоения шлаком и приведет к снижению положительного эффекта. Присадка шлама более чем за 35 мин до окончания дободки нецелесообразиа, так как в этом случае возможно повторное окисление расплава кислородом атмосферы печи. Содержание в шлам металлического магния и суммы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов в пределах соответственно 5-20 и 40-80% обеспечивает получение малоокисленных и жидкоподвижных шлаков с высокой серопоглотительной способностью при реальных сталеплавильных процессах. Применение шлама с содержанием магния менее 5% не обеспечивает н еобходимого снижения окнсленности печного шлака, а использование шлама с содержанием магния более 20% может привести к образованию сухого малоподвижного шлака с низкой серопоглотительной способностью и затруднит удаление образовавшегося шлака из сталеплавильного агрегата. Использование шлама с содержанием суммы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов менее 40% не обеспечивает необходимой жидкоподвижности образующегося шлака с пониженным содержанием окислов железа (за счет восстановления окислов железа металлическим магнием), в результате чего эффективность использования .шламов снизится. Использование шламов с содержанием в них суммы хлоридов щелочных и щелочноземельных метгшлов более 80% нецелесообразно, так как может привести к образованию шлака, оказывающего агрессивное воздействие на огнеупорную футеровку сталеплавильного агрегата. Способ выплавки стали осуществляют следующим образом. При выплавке низколегированной стали 14ХГС в 300-тонной мартеновско печи за 30 мин до конца доводки в ванну последовательно через 1,3 и 5 .завалочные окна вводят равными порциями 900 Kr(J кг/т) магнийсодержаиего следующего химического состава, ItMg 15,0; (MgCla. + КС1 + NaCl + + CaCla)-72,0 MgO остальное. Магний содержащий шлам вводят в металлическ}1Х герметичных бочках (это исключает попадание влаги) емкостью по 100 , Через 6,5 мин жидкоподвижность сформированного присадкой магнийсодержащего шлама возрастает в 2 раза, его основность увеличилась с 2,4 до 2,6 ед., а содержание окислов железа в шлаке и кислорода в металле снижается соответственно с 19,2 до 10,4% и с 0,052 до 0,045%. Скорость обессеривания металла возросла на 25%. Через 1.0 мин после присадки шла ма в ванну вводят раскислители (по обычной технологии), а через 30 мин выпускают плавку. По сравнению с выплавкой аналогич ной марки стали без использования дл наведения шлака магнийсодержащего шлама расход раскислителей (SiMn5 со кратился на 6,5%, содержание серы в готовом металле снизилось с 0,031 до 0,027%, а выход жидкой стали увеличился на 0,2%. Магнийсодержащий шлам является отходом, образукнцимся при производстве и переработке магния и магниевых сплавов, и не находит до настоящего времени применения в народном хозяйстве, вывозится в отвал. В местах накопления магнийсодержащего шлама ухудшается экология окружающей среды, так как он легко разрушается под воздействием атмосферных осадков, загрязняя прилегающие водные бассейны. Использова 1ие магнийсодержащего шлама в металлургической отрасли поз1волит решить вопрос его утилизации и даст эффект, который составит около220 тыс,руб. при выплавке 1 млн.т стали за счет сокращения расхода раскислителей и легирующих добавок, улучшения качества стали и повышения выхода жидкой стали. Формула изобретения Способ выплавки стали в подовых сталеплавильных агрегатах, включающий подачу на поверхность шлака в период доводки разжижающих шлак добавок, отличающийся -тем, что, с целью повышения качества стали за счет снижения окисленности металла и шлака и повышения серопоглотительной способности шлака, в качестве разжижающей добавки используют шламы, производства и переработки магния и магниевых сплавов, содержащие 40-80% суммы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов и 5-20% металлического магния, которые подают на шлак за 10-35 мин до окончания доводки в количестве 1-6 кг/т стали. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Технологическая инструкция № М-17-76 Череповецкого ордена Ленина металлургического завода им. 50-летйя СССР по выплавке стали в основных мартеновских и двухванных печах завода, 1977, с. 19-20. 2.Авторское свидетельство СССР № 501078, кл. С 21 С 5/52, 1974.