Шихта для позапічного оброблення рідкої сталі на установці “піч-ківш”

Шихта для позапічного оброблення рідкої сталі на установці "ПІЧ-КІВШ", яка містить вапно, плавиковий шпат і металевий алюміній, яка відрізняється тим, що в шихту додатково введені глинозем, оксиди калію і натрію, і як металевий алюміній - сферичні мікрокорольки відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію фракції 0,1-3,0 мм при наступному співвідношенні компонентів в шихті, масова доля, % сферичні мікрокорольки відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію фракції 0,1 -3,0 мм 1,0-3,0 глинозем 1,5-5,4 оксиди калію і натрію 0,06-1,3 плавиковий шпат 4,0-15,0 вапно решта Винахід відноситься до чорної металурги, зокрема, до складів шлакоутворюючих сумішів для позапічного оброблення рідкої сталі Відомою Є тверда шлакоутворююча суміш для позапічного оброблення рідкої сталі, яка містить (50-70)% вапна і (30-50)% шлаку виробництва вторинного алюмінію (Авт свід СРСР №1255646, БВ№ 33,1986 р) Недоліком відомої суміші є низька швидкість формування активного шлаку в ковші, що не дозволяє за час оброблення досягти суттєвого підвищення якості сталі Найбільш близькою до заявляемої за технічною суттю і досягаємим ефектом є шлакоутворююча суміш для рафінування металу, яка містить (40-60)% вапна, (20-40)% шлаку виробництва вторинного алюмінію і (10-20)% плавікового шпату (Авт свід СРСР №1234439, БВ№ 20,1986 р) Недоліком відомої суміші є використання для рафінування металу відвального шлаку виробництва вторинного алюмінію, який має нестабільний ХІМІЧНИЙ і фракційний склад і містить випадкові домішки, в тому числі вогнетривкі, що не забезпечує ні досить глибокого рафінування, ні стабільних результатів оброблення Крім того, непередбаченість кінцевого результату оброблення робить відомий спосіб практично незастосовним в умовах реального виробництва Наявність в складі відвального шлаку значних шлакометалевих конгломератів не дозволяє сформувати активний шлак за час оброблення, що приводить, в остаточному підсумку, до низької ступені рафінування металу від шкідливих домішок і його забруднення неметалевими включеннями В основу винаходу поставлена задача утворення такої шихти для позапічного оброблення рідкої сталі на установці "ПІЧ-КІВШ", в якій нові склад, співвідношення інгредієнтів і їхній фізичний стан забезпечили б покращання якості сталі за рахунок и глибокої десульфурацм Сутність винаходу полягає в тому, що шихта для позапічного оброблення рідкої сталі на установці "ПІЧ-КІВШ", яка містить вапно, плавіковий шпат і металевий алюміній, в якості металевого алюмінію містить сферичні мікрокорольки відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію фракції 0,1-3,0мм при наступному співвідношенні компонентів в суміші, масова доля, % Сферичні мікрокорольки відсіву шлаку виробництвавторинного алюмінію фракції 0,1-3,0мм 1,0-3,0 Глинозем 1,5-5,4 Оксиди калію і натрію 0,06-1,3 Плавіковий шпат 4,0-15,0 Вапно решта Причиннонаслідковий зв'язок між сукупністю ^f ^ ^ £2 " О) ^~ ^Э ^~ ІО р — ^f «і ^ J 5Г — 51019 ВІДМІТНИХ ознак і досягаємим технічним результатом полягає в наступному Використання в якості металевого алюмінію мікрокорольків металевого алюмінію відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію зумовлене наступними причинами Мікрокорольки, які мають сферичну форму, забезпечують "розтікання" всієї суміші по поверхні металу, який оброблюють, ще до м розплавлення, що дозволяє в повній мірі використати теплову енергію, яку випромінює поверхня рідкого металу, не на нагрів атмосфери, а на нагрів і розплавлення шлакоутворюючих матеріалів Сферична форма корольків створює високорозвинену поверхню взаємодії металевого алюмінію з металом, забезпечуючи його розкислення, нагрів твердих матеріалів і інтенсивне розчинення вапна глиноземом, який створюється в результаті реакції Стабільна фракція мікрокорольків забезпечує відтворення результатів оброблення і дозволяє добитися плануємого результату, що є необхідною умовою застосування даної суміші в виробничих умовах Крім того, шихта, в складі якої міститься матеріал, який фракціонують, практично повністю захищена від випадкових домішок і не вносить в метал компонентів, які забруднюють метал або гальмують шлакоутворення У той же час, оскільки даний матеріал отримують з ВІДХОДІВ виробництва, його вартість суттєво нижча, ніж вартість металевого алюмінію, що є додатковим стимулом до його широкомасштабного засвоєння На відміну від порошкового алюмінію такої ж фракції, мікрокорольки відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію вибухонебезпечні При використанні мікрокорольків фракції менш за 0,1мм не забезпечується ефект "розтікання" твердої суміші по поверхні металу, який оброблюють, що сповільнює процес шлакоутворення, знижує ступінь рафінування металу і, ВІДПОВІДНО, знижує якість сталі після оброблення При використанні мікрокорольків фракції більш за 3,0мм площа поверхні контакту металевого алюмінію з металом знижується до значень, при яких сповільнюється формування шлаку, що приводить до зниження ступеня рафінування металу При масовій долі в шихті менш за 1,0% сферичних мікрокорольків відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію фракції 0,13,0мм не досягається досить швидкого формування шлаку на поверхні рідкого металу в ковші, підвищується окислення металу в зоні контакту шлаку і металу, знижується температура на реакційній поверхні, що приводить до зниження ступеня десульфурацм металу в порівнянні з максимально можливою При масовій долі в шихті більш за 3,0 % сферичних мікрокорольків відсіву шлаку виробництва вторинного алюмінію фракції 0,1-3,0мм спостерігається перегрів реакційної поверхні, який супроводжується інтенсивним випаровуванням фториду кальцію, що вносять в шихту плошковим шпатом, який є важливим елементом в числі інших факторів, що забезпечують необхідну рідкорухомість шлаку в ковші При масовій долі в шихті глинозему менш за 1,5% не забезпечується швидке формування досить рідкорухомого шлаку внаслідок високої температури ліквідує, який створюється в ковші розплаву При масовій долі в шихті глинозему більш за 5,4% температура ліквідує також трохи підвищується внаслідок надлишку глинозему в розплаві шлаку Це також знижує ефективність десульфурацм При масовій долі в шихті оксидів калію і натрію менш за 0,06% знижується швидкість формування і підвищується в'язкість синтетичного шлаку, який формується на поверхні, внаслідок недостатньої КІЛЬКОСТІ в суміші активних компонентів, які розчиняють вапно При масовій долі в шихті оксидів калію і натрію більш за 1,3% підвищується інтенсивність випаровування даних оксидів з реакційної поверхні, що змушує знижувати швидкість введення і масу шихти в ковші Крім того, надмірна КІЛЬКІСТЬ оксидів калію і натрію приводить до їхньої інтенсивної взаємодії з фторидом кальцію, який вносять плавіковим шпатом, і їхньому спільному форсованому випаровуванню При цьому підвищується в'язкість шлаку до закінчення процесу оброблення сталі при відповідному зниженні ступеня десульфурацм металу При масовій долі плавікового шпату в шихті менш за 4,0% не забезпечується достатньої рідкорухомості шлаку при відповідному зниженні ступеня десульфурацм металу і погіршенні його якості При масовій долі в шихті більш за 15% плавікового шпату не спостерігається подальшого зниження в'язкості шлаку, а КІЛЬКІСТЬ вапна в шихті зменшується, що приводить до зниження десульфуруючого потенціалу шлаку і, як наслідок, зниженню ступеня десульфурацм металу Приклад Сталь марки AISI8620 піддавали позапечній десульфурацм в 130т ковші на установці "ПІЧ-КІВШ" Після випуску металу з електропечі ківш встановлювали на сталевіз і подавали на установку "ПІЧ-КІВШ" На поверхню розплаву з бункера послідовно присаджували вапно, плавіковий шпат і суміш глинозему, мікрокорольків алюмінію і оксидів калію і натрію, які упаковували в поліетиленові пакети, одночасно продували метал аргоном через дві пористі пробки в днищі ковша На всіх плавках витрату шихти встановлювали такою, щоб вона дорівнювала Юкгл" сталі Результати досвідних плавок наведені в таблиці 5 51019 6 Таблиця Склад шихги для позавічного оброблення сталі на установці "ПІЧ-КІВШ" і показники десульфурації металу Масова доля компонентів шихги, % Сферичні мікрокорольки металевого алюмінію Глинозем 0,9 1,0 2,0 3,0 3,1 0,9 1,0 2,0 3,0 3,1 0,9 1,0 2,0 3,0 3,1 0,9 1,0 2,0 3,0 3,1 0,9 1,0 2,0 3,0 3,1 1,4 1,5 3,5 5,4 5,5 1,4 1,5 3,5 5,4 5,5 1,4 1,5 3,5 5,4 5,5 1,4 1,5 3,5 5,4 5,5 1,4 1,5 3,5 5,4 5,5 Окисли калію і натрію Плавіковий шпат Вапно 0,05 0,06 0,09 1,30 1,40 0,05 0,06 0,09 130 1,40 0,05 0,06 0,09 1,30 1,40 0,05 0,06 0,09 130 1,40 0,05 0,06 0,09 1,30 1,40 3,0 4,0 9,0 15,0 16,0 3,0 4,0 9,0 15,0 16,0 3,0 4,0 9,0 15,0 16,0 3,0 4,0 9,0 15,0 16,0 3,0 4,0 9,0 15,0 16,0 Ступінь Фракція десульфурації сферичних металу, % мікрокорольків (числівник) І металевого масова доля алюмінію,мм сірки в сталі після и оброблення,% 94,65 93,44 85,41 75,3 74,0 94,65 93,44 85,41 753 74,0 94,65 93,44 85,41 753 74,0 94,65 93,44 85,41 753 74,0 94,65 93,44 85,41 75,3 74,0 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 30,2/0,026 42,4/0,035 36,7/0,028 46,3/0,030 37,9/0,035 26,8/0,029 783/0,003 82,5/0,002 85,7/0,001 37,1/0,027 47,9/0,035 84,8/0,002 89,7/0,001 85,9/0,002 46,9/0,025 47,9/0,025 85,8/0,003 82,9/0,002 83,9/0,001 48,5/0,021 46,5/0,018 56,8/0,020 47,3/0,016 39,0/0,019 46,7/0,024 34,8/0,026 Прототип Аналіз отриманих даних показує, що ступінь десульфурації металу зростає, а масова доля сірки в металі суттєво зменшується тільки при одночасному виконанні усіх вимог відносно параметрів шихти в заявляємих межах, що забезпечує покращення якості сталі При виході хоча б одного з параметрів за оптимальні значення, якими є межі складу шихти, які заявляються, знижується ступінь десульфурації металу і підвищується масова доля сірки в сталі після її оброблення ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71