Способ внепечного рафинирования стали Советский патент 1982 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к черной .металлургии, в частности к производству стали методами внепечного рафинирования вакуумом.

Известен способ циркуляционного вакуумирования, при котором для удовлетворения требований по содержанию серы в металле, металл в ковше продувают порошкообразными десульфурато-. рами или (в малых ковшах) вводят в него для этой цели кальциевую проволоку И .

Недостатками способа являются необходимость перегрева металла в сталеплавильном агрегате; невозможность точного регулирования температуры перед разливкой.

На.иболее близким к предлагаемомуявляется способ внепечного рафинирования стали, включающий обработку металла в ковше восстановительными шлаками, продувку порошками, содержащими щелочноземельные элементы, в струе инертного газа через погружную фурму, вакуумирование вне ковша порционным, и циркуляционным способом 2.

Недостатком известно1: о способа являются необходимость сильного перегрева металла в сталеплавильном агрегате (на 150-200 С); невозможность

точного регулирования температуры стали перед разливкой, что- особенно важно при использовании машин непрерывно-литой заготовки.

Цель изобретения - повышение качества стали и снижение потерь производства.

Поставленная- цель достигается, тем, что согласно способу внепечного рафи10нирования стали, включающему обработку металла в ковше восстановительными шлаками, продувку порошками, содержащими щелочноземельные элементы, в струе инертного газа через погруж15ную фурму, вакуумирование вне ковша порционным или циркуляционным способом, вакуумирование и продувку порошками производят в температурном интервале г.г. t (tpo A-tO C) , при

20 этом продувку порошками производят в инертной атмосфере под давлением 1-1,05 атм, а между, стадиями вакуумирования, продувки порошками и перед разливкой металл подогревают в ковше

25 и инертной атмосфере под давлением 1-1,05 атм; подогрев металла между стадиями вакуумирования и продувки порошками производят со скоростью 1-2,5с/мин, а перед разливкой со скоростью 2. 6-5. О С/мин, продувку

30 металла производят порошками, содер жащими барий с интенсивностью 0,10,3 кг Ва/(т .мин). Обработка металла при пониженных температурах с периодическим подогр вом позволяет устранить перегрев ме талла в сталеплавильной печи, что повьпиает производительность печи, снижает расход огнеупоров, уменьшае газонасыщенность исходного металла;, перед обработкой. Внепечное же рафинирование стали особенно с продувкой порошками, неэффективно без восстановительного шлака на поверхности металла. Вакуумирование металла .при пониженных температурах и болеенизких содержаниях газов дает лучший рафинирующий эффект за счет более низких значений равновесных содержаний газов в металле. Рафинирование при температуре бо - , недолее низкой, чем t пустимо из-за сильного увеличения вязкости стали и высокой вероятност и образования настылей (козлов) на поверхности футеровкиковша. Для компенсации тепловых потерь стали, в ковше производят подогрев со скоросты9 1-2,5°С/мин в п.ериод между вакуумированием и продувкой п рошками. Скорость охлаждения стали в ковше зависит от емко.сти и футеровки Ковша. Опыт эксплуатации большегруз ных ковшей показывает, .что скорость охлаждения металла в 100-тонном ков ше с шамотной футеровкой составляет 0,3 С/мин и с высокоглиноземистой футеровкой около 1, О С/мин.В период, когда аккумуляция тепла футеровкой не закончена, температурные потери составляют от 1°С/мин на шамотной футеровке до 2,5 С/мин на высокогли ноземистой.. Скорость поступления кис лорода из футеровки в металл или из шлака в металл определяется общим.вы ражением К(Сф-.Ср) При внепечной обработке вакуумом содержание кислорода равновесного с составом металла весьма низкое,оце ниваемое в . Если количество кислорода QQ VC, то единственной возможностью при прочих равных условиях (состава футеровки ковша, состава шлака и атмосферы), уменьшить поступление га зов, например кислорода, в металл является уменьшение времени нагреваСг) . Однако увеличение скорости нагрена сверх. 2,5 С/мин увелич ивает скорость эрозии шлакового пояса футеров ки ковша за счет усиления физикохимического взаимодействия ее со шла ком. Уменьшение скорости нагрева ниже lc/мин увеличивает чрезмерно продолжительность (f) этой операции, при этом количество кислорода и других газов,- поступающих из футеровки и шлака в металл, также сильно возрастает . В период подогрева металла перед разливкой допускают увеличение скорости нагрева сверх 2,5°С/мин. В этот период рафинирующая обработка закончена. Сохранение низкой жидкотекучести шлака не играет роли. Напротив, его некоторое загущение даже жела.тельно, что и происходит при увеличении поступления окиси магния из шлакового пояса при повышенной скорости нагрева выше 2,5°С/мин. Повышение скорости нагрева сверх 5°С/мин нежелательно из-за условий низкой.стойкости ковша и резкого увеличения расхода огнеупоров. Для снижения скорости (количества) поступающих газов из шлака и га зовой фазы продувку и нагрев необходимо производить только в инертной атмосфере под давлением 1,0-1,05 атм для исключения подсоса воздуха. Для увеличения эффекта очищения стали от кислородных неметаллических включений при одновременной глубокой десульфурации рекомендуется применять барий, в количестве 0,10,3 кг/(т-мин) в зависимости от уровня проходимой десульфурации. Кроме того, имеет значение количество бария, введенного в металл. Оптимальное, количество бария, вводимого в сталь, определяемое загрязненностью ее включениями, находится в пределах 0,10,3 кг Ва/т-мин. Пример 1. Сталь марки ШХ15 выплавляют в 100-т дуговой печи на свежей шихте. После расплавления, окисления фосфора и углерода и скачивания окислительного шлака в металл присаживают ферросилиций на 0,1% и на поверхность его Шлакообразующие:известь (26 кг/т) , плавиковый шпат (5 кг/т), шамот (5 кг/т).. После проплавления - .порошки-раскислители шлака: ферросилиций (3 кг/т), кокс (2 кг/т), алюминий (0,8 кг/т). При температуре 1590°С металл выпускают в ковш/ футерованный высокоглиноземистым кирпичем вместе со шлаком состава, %: СаО 50, S i Oj 15, MgO lO; CaF 10, FeO 0,4. При температуре, не превышающей верхнего предела температуры разливки стали ШХ15, равной 157рС, металл акуумируют,корректируют химсостав о Cf, Мп, Si и С, раскисляют. алюминием.После вакуумирования в течение 20 мин металл подогревают в ковше со коростью 1,0с/мин. По достижении температуры 15бОс еталл через погружную фурму продува