Спосіб плавлення сталі в дуговій електропечі

Реферат: Винахід належить до галузі чорної металургії. Спосіб плавлення сталі в дуговій електропечі включає завантажування у ванну печі шихтових та навуглецьовуючих матеріалів, додавання у піч рідких добавок та їх плавлення, при цьому перед завантаженням у ванну печі шихтових матеріалів в неї зливають кінцевий шлак попередньої плавки з прилеглим до цього шлаку шаром металу у кількості 5-15 відсотків ємності всього металу у печі, та використовують навуглецьовуючий матеріал, що упресовують на розливний носок печі у кількості 1-2 т/г, який, неповністю згораючи, не потрапляючи до ванни печі, створює в ній відновлювальне середовище. Винахід дозволяє зменшити втрати металу зі шлаком при його розливанні. UA 107129 C2 (12) UA 107129 C2 UA 107129 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі чорної металургії і може бути використаним при плавленні сталі в дугових електропечах. Відомий спосіб плавлення сталі в дуговій електропечі, який складається із завантаження у ванну печі шихтових матеріалів, їх плавлення перед завантажуванням шихти у ванну печі додають рідкі добавки (Патент України № 72966 МПК C21G5/52, Б. В. 2005 р. № 5). До недоліків цього способу слід віднести те, що мають місце значні витрати металу з "корольками" металу в шлаку при його вилученні з поверхні металу для розливу у форми. Крім того, кисень в печі веде до зростання втрат графітових електродів, а при додатку навуглецьовуючих матеріалів для створення відновлювального середовища краплі металу, потрапляючи на такий матеріал, навуглецьовуються, збільшуючи кількість вуглецю в металі, що неприпустимо. Як найближчий аналог прийнятий спосіб плавлення сталі в дуговій електропечі, який складається із попереднього завантажування на під печі нейтрального до металу та футеровки матеріалу для захисту "дзеркала" металу від дугового розряду, а потім завантажування усіх шихтових матеріалів та використовування навуглецьовуючого матеріалу, який створює відновлювальне середовище та ведуть плавку [Пат. України № 100295 МПК С21С 5/52. Публ. 10.12.2012 p. Б № 23]. До недоліків цього способу слід віднести те, що в ньому мають місце значні витрати металу з "корольками" металу у шлаку при його вилученні з поверхні металу для його розливу у форми. При додатку у ванну печі навуглецьовуючих матеріалів краплі металу попадають на цей матеріал, навуглецьовують його, чим збільшують частку вуглецю в металі. В основу винаходу поставлена задача зменшити втрати металу зі шлаком при його розливанні. Крім того, в шарі металу, прилеглому до шлаку, містяться шлакові частинки, які бракують метал по якості. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі плавлення сталі в дуговій електропечі перед завантажуванням шихтових матеріалів на під печі зливають шлак попередньої плавки з прилеглим до цього шлаку шаром металу у кількості 5-15 відсотків усього металу у печі та використовують навуглецьовуючий матеріал, що упресовують на розливний носок печі у кількості 1-2 т/г для створювання відновного середовища при неповному його згоранні. Справа в тому, що для розливання металу поверхня його має бути без шлаку. Шар шлаку над металом скачують та разом зі шлаком губиться від 4 до 5 відсотків металу у вигляді "корольків". Тому раціонально з метою збереження цього металу від втрати та створення екрану "дзеркала" металу від дугового розряду шар останнього шлаку плавки разом з 5-15 відсотками металу зливати знову таки у піч. При зливанні менш за 5 мас. % металу, прилеглому до шлаку, частка шлакових включень ще залишиться у перехідному шарі шлак - метал, а при зливі більш за 15 мас. % металу від ємкості його в печі збільшуються витрати енергії для його переплаву без зайвого поліпшення якості металу. При використовуванні вуглецевого матеріалу в шихтових матеріалах краплі металу, потрапляючи на шматки цього матеріалу, навуглецьовуються, збільшуючи зміст вуглецю в металі, що неприпустимо. Внаслідок цього у пропонованій технології вуглецьований матеріал попадає в піч скрізь отвір в розливному носку упресовуванням у кількості 1-2 т/г і там не повністю згорає, не потрапляючи до ванни печі. При кількості вуглецевого матеріалу менш за 1 т/г в печі не досягається повністю відновлювальна середа, а при кількості цього матеріалу більш за 2 т/г частина його попадає у ванну печі та навуглецьовує метал. Приклад Плавлення сталі Гадфільда марки 110Г 13 Л складу мас. %: 15,0 Мn; 1,0 С; 0,45 Si; 0,039 Р; 0,012 S; 0,026 Аl, решта Fe вели в дуговій печі ДСП - 3 з "кислою" футерівкою. Вага металу була 3 т. Як навуглецьовувач використовували газове вугілля марки Г фракції до 5 мм, складу мас. %: 56 С, 36 летких та інші домішки. Плавки вели по технології найближчого аналога та по запропонованій у винаході. Після зливу металу у ківш, верхню частину плавки, тобто шлак та 5 % металу від 3 т ємності розплаву, зливали у піч (0,15 т). У отвір 60 мм в розливному носку упресовували газове вугілля в кількості 1 т/г. Для розкислення сталі впродовж плавки пропорційно завантажували ФС 25 марки та SiMn18, а в ківш FeAl для вилучення кисню з металу, а в ківш при коригуванні складу додавали FeMn 88. 1 UA 107129 C2 Газове вугілля при неповному горінні 2С+О2→2СО↑ (1) створювало в печі відновне середовище, що заважало окислюванню металу та переходу його в шлак 4[Fe]+3O2→2{Fe2O3} (2) 5 10 Вміст сплаву по запропонованій технології становив, мас. %: 15,1 Мn; 0,95 С; 0,45 Si; 0,038 Р; 0,011 S; 0,24 Аl, решта Fe, що задовольняв ДСТУ. Зміст шлаку в мас. % становив: 27,4 СаО; 34,5 SiO2; 12,1 МnО; 2,0 FeO та інші домішки. Загальний час плавки зменшився з 3 годин 30 хвилин до 3 годин 18 хвилин. Витрати металу зменшились на 5 %. Таким чином виконана задача винаходу: зменшені витрати металу при плавці. Крім того, поліпшилась якість металу, а завдяки збільшенню кількості вуглецю при плавці зменшився її час проведення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб плавлення сталі в дуговій електропечі, який включає завантажування у ванну печі шихтових та навуглецьовуючих матеріалів, додавання у піч рідких добавок та їх плавлення, який відрізняється тим, що перед завантаженням у ванну печі шихтових матеріалів в неї зливають кінцевий шлак попередньої плавки з прилеглим до цього шлаку шаром металу у кількості 5-15 відсотків ємності всього металу у печі, та використовують навуглецьовуючий матеріал, що упресовують на розливний носок печі у кількості 1-2 т/г, який, неповністю згораючи, не потрапляючи до ванни печі, створює в ній відновлювальнe середовище. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2