Спосіб виплавки киплячої сталі

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве кипящих сталей в кислородных конвертерах. Известные способы получения кипящей стали не обеспечивают необходимый уровень окисленности металла и соответственно толщину беспузыристой корочки слитка гарантирующую высокое качество металла при прокатке, поэтому применяют различные способы ввода кислорода в металл с целью увеличения интенсивности кипения последнего и получения качественного слитка. Известный способ ввода кислорода в изложницу по ходу разливки в виде порошкообразного интенсификатора кипения, представляющего собой смесь окалины, плавикового шпата и соды (1), ведет к удорожанию готовой продукции, а также связан с неудобством его применения, так как требуется присадка интенсификатора в каждую изложницу. Способ внепечной обработки кипящей стали (2), предусматривающий ввод окислителя в сталеразливочный ковш во время выпуска плавки, связан с необходимостью установки дополнительного оборудования для его осуществления. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства кипящей стали в кислородном конвертере, включающий продувку расплава с переменным положением фурмы над уровнем спокойной ванны до заданного содержания углерода в готовой стали и последующую додувку с интенсивностью 2,0-4,0 м /мин, при осуществлении которого додувку ведут в течение 10-30 сек при положении фурмы над уровнем спокойной ванны 50-70 калибров (3), выбранный в качестве прототипа. Основным недостатком известного способа является неоднородность распределения кислорода в объеме металлической ванны вследствие взаимодействия малых объемов металла и шлака с окислительным дутьем, так как додувка расплава осуществляется при стационарном положении фурмы, при этом шлак имеет недостаточную жидкоподвижность, В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа выплавки кипящей стали, в котором додувку ведут через фурму, совершающую возвратно-поступательные перемещения в вертикальном направлении с амплитудой 30-90 калибров при максимальном положении фурмы 90-100 калибров над уровнем спокойной ванны с одновременной присадкой разжижителя шлака, например плавикового шпата, в количестве 1,0-3,0 кг/т стали. Обеспечивается более равномерное распределение кислорода в объеме металла за счет переменного положения фурмы и разжижающего действия плавикового шпата, происходит увеличение межфазной поверхности металл-шлак, т.е. улучшается массоперенос в объеме ванны. Это позволяет повысить окисленность металла и увеличить интенсивность его кипения в процессе разливки, что обеспечивает получение более толстой корки слитка, не разрушающейся в процессе прокатки. Тем самым уменьшается отбраковка слитков по таким дефектам, как плена и рванина. В результате опускания фурмы во время додувки на величину около 30 калибров задействуются более глубокие слои металлической ванны, интенсифицируется массоперенос кислорода, что позволяет получить более равномерное распределение последнего в объеме металла. При величине минимальной высоты опускания фурмы менее 30 калибров, наблюдается резкое увеличение степени ее заметалливания. Ограничение предела подъема фурмы 90 калибрами вызвано опасностью переокисления шлака и возникновением переливов шлакометаллической эмульсии через горловину конвертора. Результаты плавок, проведенных с целью выяснения граничных условий амплитуды возвратно-поступательного движения фурмы, приведены в таблице 2. Присаживание разжижителя, например, плавикового шпата, во время додувки позволяет улучшить жидкоподвижность и реакционную способность шлака, что также способствует насыщению металла кислородом. В таблице 3 приведены результаты опытно-промышленных плавок, проведенных с целью определения величины массы присаживаемого разжижителя. Присадки плавикового шпата массой менее 1,0 кг/т стали не приводили «с заметному вспениванию шлака, а массой более 3,0 кг/т стали сопровождались чрезмерным вспениванием шлака и опасностью его перелива через горловину конвертера. Расход кислорода составлял 400 м3/мин (2,76 м /мин-т стали). Металл разливали сверху через стаканколлектор диаметром 70 мм. По описанной схеме с целью выяснения степени насыщения металла кислородом была проведена серия опытных плавок по заявляемой технологии в сравнении с плавками, проводимыми по технологии прототипа. Усредненные результаты плавок приведеныв таблице 1. Из приведенных в таблице данных видно, что на плавках, проведенных по заявляемой технологии, возросла окисленность ванны и толщина плотной корковой зоны. Все это, а также интенсивное кипение металла при разливке, свидетельствует о более равномерном распределении кислорода в объеме металла. Вышеприведенные данные свидетельствуют о простоте реализации способа и соответствии его критерию "промышленная применимость". Предложенные в формуле изобретения соотношения были проверены экспериментальным путем. Результаты экспериментов приведены в табл. 2, 3. Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет за счет улучшения массопереноса кислорода в объеме ванны, повышения окисленности металла, получения за счет интенсивного кипения металла более толстой корковой зоны уменьшить отбраковку слитков по таким дефектам, как плена и рванина, и увеличить выход годного на 0,2%.