Способ обработки жидкого металла Советский патент 1982 года по МПК C21C7/10 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА

1

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

Известен способ обработки жидкого металла, включающий циркуляционное вакуумирование с одновременным рафинированием синтетическим шлаком, при этом реагенты для образования шлака вводят в вакуумную камеру в порошкообразном виде в струе газа, вводимую в нижнюю часть подъемного рукава установки 1.

Однако этот способ требует специальной подготовки шлакообразующих материалов и специального устройства для их ввода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки жидкого металла, включающий циркуляционное вакуумирование с одновременной обработкой шлаком, при котором шлакообразующую смесь в количестве 0,3-1,0% от массы металла вводят в вакуумную камеру из бункера с постоянной скоростью 0,2-1,0% от скорости циркуляции металла 2.

Однако для приготовления легкоплавкого синтетического шлака требуется применение дорогостоящих и дефицитных мате2

риалов, количество вводимых под вакуумом щлакообразующих материалов ограничено, так как с увеличением их расхода возрастают температурные потери металла в связи с потребностью тепла на нагрев и расплавление шлаковой смеси. Этим ограничивается эффективность десульфурации стали.

Целью изобретения является повышение глубины десульфурации стали.

Указанная цель достигается тем, что в качестве десульфуратора применяют известь

10 в количестве 1,0-1,3% от массы обрабатываемого металла, которую вводят в два приема: вначале на дно камеры перед вакуумированием загружают 0,4-0,6% извести, а оставшееся количество вводят 4 - порциями с интервалом введения 2-3 мин спустя 4-6 мин, после начала вакуумирования.

На фиг. 1 и 2 представлены графические зависимости ввода извести.

Количество вводимых в камеру материалов в процессе вакуумирования ограничи20вается из-за большого охлаждения металла, связанного с расходом тепла на нагрев этих материалов. Увеличение их расхода более 1,3% требует большого перегрева металла в печи. При появлении в камере первых же порций металла предварительно загруженная известь участвует в процессе десульфурации стали, эффективность которого повышается с увеличением количества извести, поэтому вводить ее менее 0,4% нецелесообразно. В то же время, надо стремиться чтобы вся активная поверхность извести прореагировала за время выхода на стабильный режим вакуумирования (набор рабочего вакуума и установившаяся скорость циркуляции), которое составляет 4-б мин. Поэтому при увеличении количества извести сверх 0,6% часть ее до удаления из камеры прореагировать не успеет. Процесс десульфурации явлйется гетерогенным, поэтому реакция проходит на поверхности извести. Для успешного ее протекания необходимо, чтобы известь определенное время находилась в металле или на его поверхности, поэтому непрерывное введение с постоянной скоростью не является оптимальным вариантом. Оптимальный вариант ввода оставшейся извести (второй прием) выбран по результатам математического моделирования процесса из условия ввода извести в количестве от массы металла при периодическом вводе пятью равными порциями (кривая 1 на фиг. 1) и при разовом вводе (кривая 2 на фиг. 1). Изучают изменение серы в металле (сплошная линия) и на поверхности извести (пунктирная линия). Полученные данные иллюстрируют более высокую эффективность периодического ввода десульфуратора, при котором достигается более высокая степень десульфурации (ниже конечное содержание серы в металле). Результаты моделирования процесса десульфурации при вводе извести 0,5% от мас1,1(0,5 + 0,6)

1,1(0,5 + 0,6)

1,1(0,5 + 0,6) 0,6

0,023 0,020

0,017 0,026 сы металла на дно камеры и 0,75% извести при вводе пятью равными порциями через 2 мин, начиная с 4-й минуты, представлены на фиг. 2. За 4 мин десульфуратор, введенный на дно камеры, значительно насыщается серой, и начинается снижение скорости десульфурации. Новые порции извести, вводимые в камеру, позволяют поддерживать высокую скорость десульфурации. За 2 мин очередная порция извести насыщается серой, и для поддержания высокой скорости десульфурации надо удалить эту порцию нз камеры и ввести в нее очередную порцию. Такой способ обеспечивает удаление из металла до 30% серы. Пример. Способ опробован при циркуляционном вакуумировании стали 40Х в 120тонном ковше. За 3 ч до начала обработки на дно камеры вводят 600 кг извести и через 5 мин после начала вакуумирования вводят 700 кг извести пятью порциями через 2- 3 мин каждую. Для сравнения проводят плавку с десульфурацйей шлаковой смесью 700 кг по известному способу. Результаты приведены в таблице. Использование предлагаемого способа не вызывает затруднений в эксплуатации, он предполагает применение дешевого и шнроко распространенного материала - извести, не требуя специальной подготовки. Использование способа позволяет удалять 0,009-0,012% серы и на отдельных марках стали, не требующих весьма глубокой десульфурацин, он с успехом может заменять такой дорогой способ, как обработка металла жндкнм синтетическим шлаком. В этом случае экономия на 1 т стали составнт 2,5 руб. Формула изобретения Способ обработки жидкого металла, включающий циркуляционное вакуумирование с одновременным вводом десульфуратора, отличающийся тем, что, с целью повыдиення глубины десульфурации металла, в качестве десульфуратора используют известь в количестве 1,0-1,3/о от массы обрабатываемого металла, причем вводят ее в два приема: перед вакуумированием на f5J.«/ / ЬгУ /-/; Ь4 г ч Ш,% Время, м tt030 дно камеры загружают 0,4-0,6% извести, а оставшееся количество вводят 4-5 равными порциями с интервалом в 2-3 мин спустя 4-6 мин после начала вакуумирования. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 337411, кл. С 21 С 7/10, 1989. 2.Авторское свидетельство СССР № 836130, кл. С 21 С 7/10, 1979. 11 в j