Способ производства низкоуглеродистой стали Советский патент 1983 года по МПК C21C5/52 C21C7/10 

Однако,sror процесс также требует специального дорогостоящего оборудования. Известен также процесс по способу Fin КЕ - V AD, который используют не только для вакуумного обезуглероживания, но и для десульфурации металла. Процесс заключается в том, что после вакуумирования плавки, крышку- с ковша снимают и на зеркало металла подают флюсы для получения известково-глиноземистого шлака. Затем крышку устанав ливают вновь, газы откачивают, включа ют нагрев металла электродугой и осуществляют продувку стали аргоном с целью перемещивания. При этом процес для десульфурации стали требуется окол 1 ч. Для достижения содержания .серы металле 0,006% необходим ковш с основной футеровкой З. Однако этот процесс как и процесс А5ЕА - 5KF также требует длительно времени обработки и дорогостоящего об рудования. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемом результату является способ производств шгакоуглеродистой стали, включающий в плавку в печи, присадку шлакообразующих материалов в печь и ковш, вакуумно обезуглероживание в ковше, последующее раскисление и легирование под вакуумом; креМНий-кальций- . и алюминийсодержащимиматериалам и, продувку аргоном в процессе вакуумирования 4 , - Недостатком известного способа является практически полное отсутствие десульфурации металла, так как образующиеся при раскислении шлаки имеют низкую основность (менее 1,0) и поэтому обладают низкой десульфурирующей спосо ностью. Это приводит к невозможности производства марок стали с содержанием серы менее 0,010%. Целью изобретения является снижение содержания серы после вакуумного обезуглероживания, снижение содержания неметаллических включений и повышение качества металла. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения низкоуглеродистой стали, включающему выпла ку в печи, присадку шлакообразующих материалов в печь и ковш, вакуумное обезуглероживание в ковше, последующее раскисление и легирование под вакуумом кремний-, кальций- и алкминийсодержащими .материалами, продувку аргоном в процессе вакуумирования, обезуглерожн 174 ванне расплава в вакууме ведут под шлаком с соотношением в нем окиси кальция и закиси железа, равным 2-4, при содержании окиси кальция не менее 4О%, а после обезуглероживания на шлак присаживают алюминий в количестве 1,1252,5 кг на 1 кг кислорода системы металл - шлак, причем продувку аргоном под вакуумом после присадки алюминия ведут в течение времени, превышающего в 1,5-5 раз время обезуглероживания. Вводом извести в ковш или печь в конце окислительного периода достигает taOся соотношение - при СаО I Feo / 4О%, при котором FeO имеет наивысшую химическую активность и обезуглероживающую способность. Вводом алюминия в соотношении 1,125-2,5 кг алюминия ча 1 кг кислорода системы металл - шлак достигается практически полное восстановление железа и других легковосстановимых окислов (а также частично Si 02) из шлака, раскисление и легирование металла и пере- в.од шлака из известково-железистого в известково-глиноземистый. Нижний предел 1,125 кг расхода алюминия указан для вакуумирования в ковшах с основной футеровкой, при применении которых практически не происходит взаимодействия футеровки ковша со шлаком и расплавом. При применении ковшей с шамотной футеровкой требуется дополнительный расход алюминия сверх количества на связывание кислорода системы металл - шлак необходимый на восстановление окислов, поступающих из футеровки ковша. Для получения практически одинаковой раскисленности расплава- и цесульфурирующей способности шлака требуется в случае применения с шамотной футеровкой увеличить расход алюминия в два раза, т.е. 2,5 кг алюминия на 1 кг кислорода системы металл - шлак. При этом алкминий предотвращает окисление кремния и понижение, тем самым, основности шлака. Десульфурирующая способность шлака резко возрастает, а сероемкость такого шлака, характеризующего эту способность, увеличивается во много раз и составляет 22 93 С5(°/о5 р-111 52 где Cg - параметр сероемкости шлака; ,. (%5)- содержание серы в шлаке; р1 ир --парциальное давление кислорода 2 2 и серы в газовой фазе. Для полного использования десудьфурирующей способности шлака необходимо активное перемешивание шлака и металла, Это достигается тем, что ведут интенсив ную продувку расплава в ковше аргоном в течение времени в 1,5-5 раз превышающую время обезуглероживания. Нижний предел (1,5 раза) применяется при отСаО- 4, например для шлака ношении с содержанием СаО 45%, и FeO ii12%; верхний предел .(в 5 раз) при отношении I. -2, например для шлака с FeO содерканием СаО 4О-5О% и FeO 2025%, так как при меньшей окисленности системы металл-- шлак требуется большее время на обезуглероживание, и от-г носительно меньшее время на десульфура- цию, в противоположность этому, при большей окисленности требуется меньшее время на обезуглероживание и более длительное, время для обеспечения действия реагирующих фаз шлак - металл Степень десульфурации расплава при обработке под получаемым шлаком состава, %: Si 023-5; 33-37; FeO 0.30,7; СаО 42,0-55,0; М(р 6,О-8,2; МпО 0,01-0,2; Р2О О,ОО1-О,022; S 0,550,65, составляет 6О-80%. - За счет экзотермических реакций окисления алюминия развивается значительный тепловой эффект (увеличение тем пературы металла на 50-70°С), позволя ющий компенсировать потери тепла, пошедшие на обезуглероживание расплава в вакууме. П р и м е р. В дуговую 1ОО-трнную печь загружают металлошихту, флюсы и окислители (железорудные материаль). Плавление шихты интенсифицируют при-, менением газокислородных горелок. Посл расплавления шихты металл продувают кислородом при одновременном нагреве ванны дугами до получения содержания углерода 0,О35-О,О65% и температуры 1680-17ОО°С. При достижении заданного содержания углерода окислительный шлак подкачива-юг, оставляя его Ь печи 0,5-1,5% от ве са металла. После этого производят выпуск металла и шлака в ковш с нагретой до футеровкой, в который предва рительно загружено извести 1,0-1,5, плавикового шпата 0,3-0,5% каждогоот веса плавки. Ковш с металлом устанавливают в вауумную камеру, производят отбор шлака а химический анализ, замеряют темп&атуру металла и толщину шлакового лоя (4О мм толщины шлака приблизительо соответствуют 1 т). Шлак в ковше имеет следующий химиеский состав (с небольшими отклонен ями от плавки к плавке), %: , ,; 19,8; СаО 45,6; Mtp 7,4; МпО 3,8; Р2О5О,63; S 0,080 Определяют вес шлака и корректируют весовое соотношение углерода и кислорода в системе металл - шлак с учетом содержания углерода в металле и окислов железа, марганца, фосфора и кремния В шлаке. Обезуглероживание проводят до достижения давления в.вакуумной камере ,0-мм рт.ст. с одновременной продувкой аргоном, со скоростью снижения содержания углерода в металле О,ОО8%/МИН и температуры, 5-8-С/мин, по которым рассчитывают время обезуглероживания. При достижении содержания углерода в металле менее 0,О1О% в металл вводят алюминий в количестве 1,,5 кг на 1 кг кислорода, находящегося в сиртеме металл - шлак. Расчетное содержание кислорода в системе металл - шлак определяют по формуле - 02 Й-ТГл О,222 (Vu.A , (FeO4-MnO+P2Os- -0,6 SiO) . . -1330 (СсЪп-0.01) где количество кислорода в системе металл - шлак, кг; - содержание углерода в металле после кислородной продувки, %; Я/шл шлака, кг; (FeOfMnOfP2O +O,6 SiO2) - сумма(ное содержание окислов в шлаке, %. Необходимое количест аоалкминия рассчитывают по формуле АС|сг 1Д25 - 2,5 - Р-кгО. 2) где Q 0 - суммарное количество кислорода в системе металл - шлак, рассч танное по формуле (1). В зависимости от суммарного содержания легковосстановимых окислов в шлаке (в основном РеО) рассчитывают продолжительность обработки аргоном Под вакуумсм после ввода алюминия.