Способ выплавки стали Советский патент 1982 года по МПК C21C5/52 

t

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использова но при выплавке стали в мартеновских печах.

Известны способы выплавки стали в мартеновских печах с предварительным раскислением алюминием в печи и окончательным раскислением алюминием совместно с другими раскислиталями в ковше. Алюминий вводится в печь в виде алюмошлака АК-45, содержащего 30-60% металлического/алюминия П и 2

Недостатками известных способов являются неравномерное усвоение и быстрое окисление алюминия из ванны металла и, как следствие, неэффективная защита ее при последующей .выдержке в печи, в частности при легировании и корректировке химического состава стали. Предварительное раскисление алюминием в количестве, .превышающем в несколько раз стехиометрически необходимое для связывания кислорода ванны, нежелательно из-за сильного раскисления печного шлака и связанной с этим рефосфорацией металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ выплавки стали в мартеновской печи с предварительным раскислением алюминием в виде сплава АМС. Сплав содержит 5-10% алюминия, 1020% кремния и марганца и имеет плотность, превышающую плотность жидкой стали При введении в печь он меньще взаимодействует со шлаком, что способствует лучшему усвоению алюминия в ванне металла 33.

Однако и при этом способе алюминий быстро окисляется и не защищает ванну металла при дальнейшей выдержке в печи.

Цель изобретения - уменьшение угара и колебаний содержания легирующих элементов в стали при выплавке в мартеновских печах. Указанная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали включающему предварительное раскисление алюминием в печи и окончатель ное раскисление в ковше, предварительное раскисление в печи проводят сплавом алюминия с титаном на основе железа с плотностью 7,1-7,5 г/см и размером кусков 50-200 мм за 515 мин до выпуска в количестве соответственно 0,015-0,030 и 0,0200,040% от массы стали. Способ осуществляется следующим образом. Благодаря высокой плотности куски сплава опускаются на дно ванны металла, способствуя высокому усвоению а ней алюминия и титана. Раскисление и последующая защи.та ванны металла осуществляется обоими элементами, причем 2-3 мин основную роль играет алюминий - более- сильный раскислитель, затем с уменьшением содержания алюминия основное влияние начинает сказывать титан. При совместном применении реализуются полностью положительнь е свойства обоих элементов: высокое сродство алюминия к кислороду - для быстрого снижения активности кислорода в ванне металла, прекращения (примерно за 1 мин) кипения и фиксации содержания углерода в ней, высокая (на 1-2 порядка большая, чем у алюминия скорость диффузии титана - для более равномерного и глубокого раскисления всего объема ванны металла на первой минуте предварительного раскисления и для поддержания содержания титана в пограничном со шлаком слое металла на уровне, достаточном для защиты ванны при последующей выдержке в печи. Защита ванны облегчается и существенно меньшей по сравнению с алюминием скоростью окисления титана из стали. Преимущественное растворение спла ва на две вачны обеспечивается с одной стороны большой (7,1 г плотностью сплава, а с другой размером кусков более 50 мм. Максимальная плотность сплава лимитируется условиями его вьшлавки и не пр вышает 7,5 смV100 г, использование же кусков сплава размером более 200 мм нежелательно из-за опасности закозления подины печи нерастворив24шимися в стали остатками этих кусков. Выбранные интервалы присадки сплава в печи (за 5-15 мин до выпуска) обеспечивает выполнение необходимых после предварительного раскисления технологических операций в печи (легирования и корректировки химического состава стали) более ранний ввод приводит к неоправданному увеличению расхода раскислителей, более поздний ввод осложняет доводку металла. Количество вводимых раскислителей определяется стехиометрическими соотношениями по отношению к кислороду ванны с учетом образования окислов , и Т Юл. Введение алюминия и титана в количество более 0,030 и 0,035% от массы стали практически не увеличивает эффективность защиты ванны металла в печи, в количестве менее 0,015 и 0,020% от массы стали - отрицательно сказывается на усвоении легирующих элементов. Вместе с сплавом можно вводить в металл небольшие количества слабых раскислителей, например до 0,060,08% кремния. Это способствует лучшему удалению продуктов раскисления из стали в печи, уменьшает количество присадок, вводимых в сталь при вьтуске из печи в ковш. Пример. Сталь марки 40Х.выплавляли в 45-тонной мартеновской печи. Температура металла перед предварительным раскислением в печи , химический состав металла,%: углерод 0,30, марганец 0,14, кремний 0,0, фосфор 0,010, сера 0,025, хром 0,12, содержание кислорода 0,021. За 12 мин до выпуска произвели предварительное раскисление металла в печи сплавом с удельным весом около 7,} г/см, содержащего 2% алюминия, 3% титана, 7% кремния, 3% углерода, остальное - железо. Общее количество введенного сплава 500 кг, расчетное количество введеиного алюминия и титана - 0,025 и 0,037% со:ответственно от веса металла. Через 1 мин после полного прекращения кипения ванны присадили 700 кг феррохрома из расчета ввода 0,90% хрома и 0,06% углерода.. Состав стали перед вьшускоМ из лечи,%: углерод 0,39, кремний 0,07, марганец 0,14, фосфор 0,010, сера 0,024, содержание кислорода и расче ная активность кислорода в стали соответственно 0,018 и 0,002%. При выпуске из печи в ковш произвели окончательное раскисление металла, присадив из лотка 12 кг агаоминия, 400 кг силикомарганца, 100 кг ферросилиция , Расчетное и фактическое содержание элементов в стали, а также степень усвоения их в сравнении с сред 2« ними данными рядовой технологии приведеШ) в таблице. TatcHM образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить расход раскисли-; телей по сравнению с известньм способой. Обеспечить надежную завяту ванны при легировании и корректировке химического состава в печи, снизить угар и колебания содержания элементов в стали. Экон 4ический эффект от использования предлагаемого способа составляет 128 тыс. руб. в год.

Предпагае