Спосіб розкислення сталі в хитній мартеновській печі

Способ раскисления стали в качающейся мартеновской печи, включающий ввод раскисляющих материалов в печь посредством мульд с последующим наклоном печи, выпуск плавки последовательно в два ковша и окончательное раскисление стали в ковше марганецсодержащими ферросплавами, отл и ч а ю щ и й с я тем, что предварительное раскисление стали осуществляют путем совместного ввода в мульде низкокремнистого ферросилиция с известью при соотношении (3-4):(1-2), расположенных послойно с размещением извести в нижнем слое, причем расход ферросилиция составляет 3,3-5,3 кг/т стали, при этом ввод материалов в ванну производят путем опускания мульды в слой шлака и ее поворота, после чего печь покачивают на угол 3-7° два или три раза. с > S о о Изобретение относится к области металлургии, конкретно к раскислению стали о качающейся мартеновской печи. * Известен способ раскисления стали в мартеновской печи, включающий предварительное раскисление стали в печи, для чего по достижении среднего заданного содержания углерода в ванну присаживается ферромарганец из расчета нижнего предела марганца в готовой стали, а спустя 8-10 минут - нагретый до 600-700°С доменный ферросилиций (~12% Si) из расчета введения в ванну 0,10-0,17% SI. Углеродистая сталь после предварительного раскисления выпускается из печи. Окончательное і раскисление производится богатым ферросилицием, добавляемым на струю в желоб или в ковш [1]. Недостатком аналога является повышенный угар марганца в печи (до 50-70%). Известен также способ раскисления стали в качающейся мартеновской печи« включающий ввод раскисляющих материалов (ферромарганца или силикомарганца) в печь посредством мульде последующим наклоном печи, выпуск плавки последовательно в два ковша и окончательное раскисление стали в ковше марганецсодержащими фер- росплавами [2]. О 6770 Упорядник Замовлення 643 . Техред М.Моргентал Коректор Н.МІлюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101 УКРАЇНА (19) UA (И) 6770 «» С1 (5D5 С 21 С 5/04 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ РОЗКИСЛЕННЯ СТАЛІ В ХИТНІЙ МАРТЕНОВСЬКІЙ ПЕЧІ 1 (20)94271010, 11.08.93 (21)4816881/02 (22) 23.04.90, SU (46)29.12.94. Бюл. № 8-І (56) 1. A.M. Поярков, Производство стали, Харьков, ГНТИ, 1962, с.243-244. 2. А.Н. Морозов, Современный мартеновский процесе, Свердловск, ГНТИ, 1961, с.204-208 (прототип). (71) Український науково-дослідний інститут металів (72) Харченко Борис Васильович, Марков Юрій Ілліч, Бризгунов Кирило Антонович, ВГсторовський Микола Трофимович, Сахно Валерій Олександрович, Гуджен Федір Ілліч, Курдюков Анатолій Андрійович, Остроушко Анатолій Вікторович, Буга Ілля Димитрович, Гордієнко Михайло Силович (73) Український державний науководослідний інститут металів, Металургійний комбінат "Азовсталь" (UA) Изобретение относится к области металлургии, конкретно к раскислению стали в качающейся мартеновской печи, і Известен способ раскисления стали в мартеновской печи, включающий предварительное раскисление стали в печи, для чего по достижении среднего заданного содержания углерода в ванну присаживается ферромарганец из расчета нижнего предела марганца в готовой стали, а спустя 8-10 минут - нагретый до 600-700°С доменный ферросилиций (~12% Si) из расчета введения в ванну 0,10-0,17% SI. Углеродистая сталь после предварительного раскисления выпускается из печи. Окончательное (57) Способ раскисления стали в качающейся мартеновской печи, включающий ввод раскисляющих материалов в печь посредством мульд с последующим наклоном печи, выпуск плавки последовательно в два ковша и окончательное раскисление стали в ковше марганецсодержащими ферросплавами, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что предварительное раскисление стали осуществляют путем совместного ввода в мульде иизкокремнистого ферросилиция с известью при соотношении (3-4):(1-2), расположенных послойно с размещением извести в нижнем слое, причем расход ферросилиция составляет 3,3-5,3 кг/т стали, при этом ввод материалов в ванну производят путем опускания мульды в слой шлака и ее поворота, после чего печь покачивают на угол 3-7° два или три раза. о раскисление производится богатым ферросилицием, добавляемым на струю в желоб или в ковш [1]. Недостатком аналога является повышенный угар марганца в печи (до 50-70%). Известен также способ раскисления стали в качающейся мартеновской печи« включающий ввод раскисляющих материалов (ферромарганца или силикомарганца) в печь посредством мульд с последующим наклоном печи, выпуск плаоки последовательно в два ковша и окончательное раскисление стали в ковше марганецсодержащими фер- ' росплавами [2]. О 6770 в нужные слои ванны (ферросилиция в сталь, К недостаткам прототипа относятся увеа известь в шлак). При таком расположении личенная степень рефосфорации стали и пораскисляющих материалов уменьшается вышенный угар раскислителей. длительность соприкосновения ферросилиУказанные недостатки обусловлены тем, что мартеновская ванна имеет высокий 5 ция со шлаком и раскисленность стали возрастает, а угар кремния уменьшается. Еще в окислительный потенциал и недостаточную большей степени возрастает эффективность интенсивность массопереноса. В основу изобретения поставлена задача раскисления стали путем создания при ввоусовершенствования способа раскисления де раскисляющих материалов минимальной стали в качающейся мартеновской печи 10 толщины печного шлака в зоне опрокидывапутем рационального предварительного ния мульды, что достигается за счет опускараскисления стали в печи, обеспечивающего ния мульды в слой шлака и ее поворота. Для снижение угара раскислителей и повышение повышения массопереноса кремния по объему ванны и уменьшения его угара предлостепени дефосфорации стали. Для решения поставленной задачи 15 жено осуществлять двух или трехразовое покачивание печи на угол 3-7°. Эксперименпредложен способ раскисления стали в катально установлено, что если покачивание чающейся мартеновской печи, включающий ванны производить менее двух раз с углом ввод раскисляющих материалов в печь понаклона менее 3°, то сталь через 3-5 минут средством мульд с последующим наклоном печи, выпуск плавки последовательно в два 20 раскисляется (прекращается процесс кипения) примерно на 1/3 поверхности ванны. ковша и окончательное раскисление стали в При трехразовом покачивании и угле наклоковше марганецсодержащими ферросплавами. Отличие способа заключается в том, что на печи на 7° процесс кипения по всей поверхности прекращается через, примерно, 5 предварительное раскисление стали в печи осуществляют путем совместного вво- 25 да в минут. Поэтому производить качание ванны более трех раз и наклонять печь на угол мульде низкокремнистого ферросилиция с более 7° нецелесообразно. известью при соотношении (3-4):(1-2), Экспериментально установлено, что расположенных послойно с размещением предложенное предварительное раскислеизвести в нижнем слое, причем расход ферросилиция составляет 3,3-5,3 кг/т стали, 30 ние в печи обеспечивает получение стали с при этом ввод материалов в ванну производят меньшей окисленностью перед окончательным раскислением в ковше, вследствие чего путем опускания мульды в слой шлака и ее поворота, после чего печь покачивают на угол 3- при окончательном раскислении марганецсодержащими ферросплавами снижается 7° два или три раза. Применение способа позволяет пол- 35 угар марганца. Предложенный способ позволяет эфучить новый технический результат, заклюфективно раскислять сталь при вводе феррочающийся в повышении степени силиция, содержащего 17-25% кремния, в дефосфорации стали и снижение угара марколичестве 3,3-5,3 кг/т стали, что составляганца и кремния. Совместный ввод в ванну из мульды низ- 40 ет не менее 0,09% кремния. Эффективность предложенного способа кокремнистого ферросилиция с известью раскисления стали проверяли в условиях при соотношении (3-4):(1-2) позволяет искмартеновского цеха комбината "Азовсталь". лючить понижение основности шлака при Выплавку стали (рельсовой) производили в раскислении стали кремнием. При соотношении большем указанного происходит сни- 45 450 т качающейся мартеновской печи. Использовал^ чугун следующего химического , жение основности шлака и восстановление фосфора. Это объясняется тем, что вводимо- < состава: 4,0-4,3% С, 0.83-0,95 Мп, 0,52-0,63 Si, 0,038-0,044 S и 0,35-0.45 Р. Шихтовка го в сталь количества извести недостаточно плавки: 310 т чугуна, 137 т лома, 48 т желездля нейтрализации окислов кремния, образовавшихся при раскислении стали. При со- 50 ной руды и 20 т известняка. По ходу плавки скачивали промежуточный шлак и наводили отношении ферросилиция и извести меньшем предложенного также наблюдается новый шлак за счет дополнительного ввода извести и окалины. Процесс выплавки зарефосфорация стали вследствие того, что канчивали при содержании углерода 0,69вводимая в нее известь не растворяется полиостью за короткий промежуток времени и 55 0,76%, марганца 0,03-0,08%, кремния плавает в ванне в виде ошлакованной глыбы. 0,03-0.05%. серы 0,021-0.035%. фосфора 0,015-0,02%. Температура стали составляла Послойное расположение в мульде фер1575-1585dC. • росилиция и извести с размещением поПредварительное раскисление стали в следней в нижнем слое позволяет ввести их печи осуществляли путем совместного вво 6770 да в мульде низкокремнистого ферросилиция (22% SI) с известью. В нижнюю часть мульды загружали 336-2200 кг извести, над которой размещали 1344-2268 кг ферросилиция при соотношении ферросилиция и из- 5 вести (34):(1-2). Мульду с ферросилицием и известью вводили через центральное завалочное окно печи и опускали в шлак на глубину примерно 50-100 мм и путем вращения хобота завалочной машины высыпали мате- 10 риалы в расплав. Затем мартеновскую печь 1-3 раза покачивали на угол 2-7°. Через 10-12 минут после предварительного раскисления стали плавку выпускали последовательно в два 220 т ковша. Оконча- 15 тельное раскисление рельсовой стали производили в ковшах ферромарганцем (1100 кг), силикомарганцем (1630 кг) и кремниймагнийтитановым сплавом (550 кг). Готовую рельсовую сталь получали еле- 20 дующего химического состава: С - 0,710.82%. Мп - 0.75-1,05%, Si = 0,18-0,4%; S 0,020-0,035%, Р = 0,015-0,030%. Результаты проведенных опытных пла вок приведены в таблице. 25 Как видно из таблицы, при проведении опытных плавок по предложенному способу (варианты № 2-4) получена наиболее высокая эффективность процесса раскисления. 30 При расходе ферросилиция менее 3,3 кг/т стали (вариант № 1) эффективное успокоение ванны не достигается через 5 минут после ввода раскисляющих материалов наблюдается обезуглероживание стали. 35 Эффективность массопереноса также снижается при угле наклона печи менее 3° (вариант № 9). Согласно данным испытаний, проведенным в промышленных условиях изобретение по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами: а) снижен расход ферросплавов (марган ца на 1,1 и кремния на 0,73-0,9 кг/т стали); б) повышена степень дефосфорации ста ли на 35%. Расход 22% варианта ферросил. кг/т стали 1 3,2 4:1 3 3 8.7 2 3 4 3.3 4,0 5,3 3:2 4:1 4:2 2 2 3 3 5 7 8,71 3,3 8,7 3,45 8,72 3,47 ванны + 7,7*) + 8.3Г Ср-+8,3% + 10J 5 5.4 4:1 3 7 8,7 3,72 -8,3 5,3 4,0 4.0 3.5 1:1 5:1 4:1 4:2 2 2 1 4 3 3 2 8,71 8,68 8,73 8,72 3,68 3.52 3.5 3.4 -7,7 -16,6 + 8,3 кип. ванны 0 Расход FeMn-6,5 кг/т стали 9,8 4.2 -26.7 8 9 t Кол-во по Для повышения массопереноса и интенсификации процесса растворения ферросилиция и извести предусмотрено двух или трехразовое покачивание печи. При одноразовом покачивании печи (вариант № 8) кипение ванны не устраняется. № 6 7 Соотноше При расходе ферросилиция более 5,3 кг/т стали (вариант № 5) происходит рефосфорация стали, даже в том случае, если вводить большое количество извести. Это объясняется тем, что известь за короткое время не успевает раствориться. Повышенная рефосфорация стали происходит как при высоком, так и при низком соотношении ферросилиция и извести (варианты № 6,7). Это объясняется тем, что при низком расходе извести (вариант № 7) ввод ферросилиция понижает основность шлака, а при высоком (вариант ISfc 6) — она полностью не растворяется, шлак становится гетерогенным с низкой рафини рую щей способностью. ние ферроси- качивалиция и ний печи извести 2 Угол на Расход, Степень дефосфора клона печи, град. кг/т ции .(+). рефосфорации (-), % 3,28 + 5,4 Прототип 7.0 кип. 6770 Упорядник Замовлення 643 Техред М.Моргентал Коректор Н.МІлюкова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101