Спосіб виробництва сталі

Спосіб виробництва сталі, що включає виплавку напівпродукту, його випуск, введення у ківш, подачу добавок і вплив на струмінь напівпродукту електродуговим розрядом, який відрізняється тим, що різницю електричних потенціалів, утворюючих електродуговий розряд, накладають на дільницю вільного падіння струменю напівпродукту у робочому просторі ковша, при цьому у газовій фазі утворюють регульований тиск. (19) (21) 98115871 (22) 04.11.1998 (24) 15.12.2000 (33) UA (46) 15.12.2000, Бюл. № 7, 2000 р. (72) Іванов Валентин Георгійович, Кравченко Наталія Олександрівна (73) Іванов Валентин Георгійович, Кравченко Наталія Олександрівна 31842 добавок і вплив на струмінь напівпродукту електродуговим розрядом, згідно винаходу, різницю електричних потенціалів, утворюючих електродуговий розряд, накладають на дільницю вільного падіння струмені напівпродукту у робочому просторі ковша, при цьому у газовій фазі утворюють регулюємий тиск. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак запропонованого винаходу і досягаємим технічним результатом забезпечується слідуючим. Так, накладання різниці електричних потенціалів, утворюючих електродуговий розряд, на дільницю вільного падіння струменю напівпродукту у робочому просторі ковша дозволяє прискорити нагрів утвореного крапельного факелу падаючого струменю напівпродукту, а це підвищує продуктивність процесу, скорочує час нагріву металу, а отже і його доводки у ковші. Утворення у газовій фазі ковша регулюємого тиску дозволяє забезпечити оптимальний режим доводки металу, в залежності від виплавляємої марки сталі, а отже і поліпшити якість кінцевого продукту. Спосіб здійснюють слідуючим образом. У плавильному агрегаті, будь-якого виду металургійного переділу, виплавляють напівпродукт у вигляді розплаву. Потім його випускають з плавильного агрегату і вводять у ківш, здійснюють при цьому подачу в нього добавок. Їх кількісний і якісний склад визначається вмістом у розплаві легуючих і розкислюючих елементів. У ковші, ізольованому від зовнішнього середовища, створюють необхідний регулюючий тиск у газовій фазі (розріджування - остаточне, атмосферне або зайве) в залежності від потреб технології. Так, для глибокої дегазації може бути передбачене оброблення із залишковим тиском у ковші, що забезпечує мінімальну наявність водню у готовому металі і зробить сталь нефлокеночутливою. Для модифікування металу легковипарювальними елементами, як Сa, Mg або азотування, обробку доцільно вести у нейтральному газовому середовищі, у тому числі при надмірному тиску. У процесі вводу напівпродукту у ківш, в останньому утворюється дільниця вільного падіння струменю, розміщеного у зоні робочого простору. На ділянках вільного падіння струменю, за допомогою підключення до джерела живлення контактних електродів, накладають різницю електричних потенціалів, утворюючих електродуговий розряд. Його міцність в струмені напівпродукта встановлюють, в залежності від вимагаємої температури нагріву, з урахуванням температурних режимів виплавки в плавильному агрегаті і розливу готового металу. Після закінчення процесу заливки напівпродукту у ківш, електроживлення вимикають, у робочому просторі ковша утворюють атмосферний тиск, проводять, при необхідності, заключну коректировку хімічного складу, перемішування і присаджують на дзеркало металу теплоізолюючу суміш. Потім готовий метал, доведений таким чином по хімічному складу і температурі, подають у ківш на розливну площадку, де роблять розлив сталі з урахуванням її більш високої рединорухомості, здобутої у результаті гомогенизуючої дії на рідинний метал дугового розряду. Приклад здійснення способу Виробництву підлягала високоякісна вакуумована підшипникова сталь марки ШХ 15. Для виплавки, з повним окисленням напівпродукту у дуговій печі, робили операцію розплавлення шихти, яка містить 20% чавуну і 80% залізного лому. Плавку шихтували із розрахунку добування у металі після розплавлення: вуглецю - 1,05-1,45%; марганцю - не більше 1%; хрому - не більше 0,4%; сірки не більше 0,06%. Після розплавлення шихти метал у ванні розмішали і навели, за допомогою присадок, шлак. Наведений шлак викачали на 80% і навели новий, який складається із вапна, плавикового шпату і залізної руди з метою додаткової дефосфорації. Температурний режим у дуговій печі встановили із урахування зниження на 20°С температури напівпродукту перед випуском, що потім було урахуване за час обробки у ковші, збільшивши, відповідно, потужність дугового розряду. Після коректування хімічного складу, напівпродукт при температурі 1540°С випустили у ківш, який потім встановили на кришці вакуумкамери з підключенням його контактного електроду до джерела живлення у робочому просторі ковша, попередньо розміщеного у вакуумкамері з підключенням його контактного електроду також до джерела живлення. У газовій фазі робочого простору ковша утворили розрідження, зробили замір температури напівпродукту і на контактні електроди подали різницю потенціалів, рівному 460 В. Після цього відкрили стопор і почали заливку напівпродукту у ківш. Через 2,5 сек. в струмені металу збудився електродуговий розряд. З урахуванням кінцевої температури металу, рівною 1540°С, необхідної при розливці, і витрат тепла при обробці, потужність електродугового розряду встановили для отримання кінцевої температури 1550°С. При заповненні на 75% об'єму ковша напівпродуктом, у ківш завантажили ферросіліцій і кусковий алюміній. Водночас почали продування металу аргоном. Після закінчення заливки напівпродукту у ківш, вимкнули електроживлення і систему вакуумування, і вирівняли тиск з атмосферним, а через дозатор, на поверхню металу, подали утепляючу суміш. Після підняття кришки вакуумкамери, ківш з готовим металом направили на розливну площадку. При здійсненні даного способу підвищується виробництво, поліпшується якість сталі. До його позитивної якості слід віднести і те, що процес ведеться в одноагрегатній установці, суміщаються операції обробки під тиском металу з електродуговим нагрівом по ходу заливки напівпродукту у ківш. 2 31842 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3