способ раскисления и науглероживания стали

Формула изобретения

Способ раскисления и науглероживания стали, включающий присадку в расплав металла твердого чугуна и углеродсодержащих материалов, отличающийся тем, что твердый чугун и углеродсодержащие материалы вводят в расплав металла в виде блоков, в которых слой углеродсодержащих материалов размещен в их средней части, а чугун распределен по периферии, причем блоки содержат, вес. %:

Углеродсодержащие материалы - 5 - 20

Чугун - 80 - 95

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования преимущественно в сталеплавильном производстве при раскислении и науглероживании стали.

Известна выбранная в качестве прототипа смесь для раскисления металла и шлака [1], содержащая чугун и углеродистые материалы.

Однако после присадки данной смеси происходит сегригация: ввиду малой плотности углеродистые материалы (кокс) находятся в слоях шлака и раскисляют в первую очередь последний, а чугун, как более тяжелый материал, раскисляет (науглероживает) сталь. При этом для снятия окисленности стали и ее науглероживания требуется большое количество смеси, т.к. содержащийся в смеси кокс в первую очередь вступает во взаимодействие с оксидами шлака, и только после этого углеродсодержащие материалы начинают медленно с поверхности раздела шлак-металл раскислять (науглероживать) сталь. Это требует дополнительной выдержки, увеличивает длительность плавки и снижает эффективность работы сталеплавильного агрегата. В связи с чем требуется повышенный расход чугуна на науглероживание стали. Кроме того, в некоторых случаях раскисление шлака не требуется, а необходимо лишь повысить содержание углерода в стали.

Известно также использование передельного чушкового чугуна для раскисления стали перед выпуском ее из агрегата [2]. Однако при раскислении или науглероживании стали требуется в связи с ограниченным содержанием в чугуне углерода (3,8 - 4,2% C) повышенный расход чугуна, а большие присадки чугуна значительно снижают температуру жидкой стали и увеличивают длительность плавки. Чугун в свою очередь содержит серу и фосфор, которые в последующем плохо удаляются или не удаляются из стали вообще. Это приводит к снижению качества стали (снижению механических и ударных свойств стали, значительной отбраковке стали по поверхностным дефектам).

Сущность изобретения - улучшение качества стали и снижение длительности плавки за счет стабилизации содержания углерода в расплаве. Для достижения этого твердый чугун и углеродсодержащие материалы вводят в расплав в виде блоков, в которых слой углеродсодержащих материалов размещен в их средней части, а чугун распределен по периферии, причем блоки содержат, вес.%: углеродсодержащие материалы - 5-20; чугун - 80-95.

На чертеже представлен общий вид углеродистого блока. Изготовление блока производили следующим образом. В заливочный кокиль 1 устанавливали изготовленные из тонколистовой стали герметично закрытый контейнер или закрытые контейнеры 2, наполненные углеродсодержащим материалом 3. В качестве углеродсодержащих материалов использовали кокс и низкозольнистый уголь. После этого производили заливку чугуна 4. Для удобства транспортировки в блок устанавливались монтажные скобы 5. Способ раскисления стали осуществляли в 420-тонных мартеновских печах. Блоки присаживались в печь вместо чушкового чугуна в период кипа согласно действующей технологической инструкции [3]. Соотношение массы чугуна к массе углеродсодержащих материалов определено опытным путем. При содержании в блоке кокса (угля) менее 5% содержание углерода в блоке незначительно и насыщение стали углеродом идет преимущественно за счет чугуна. При содержании в блоке более 20% углеродсодержащих материалов для заливки кокса чугуном требуются большие емкости металлических контейнеров и при растворении блока кокс, не спекшийся с чугуном, вследствие малой плотности всплывает в шлак. Это приводит к нерациональному использованию кокса. Сравнительные испытания заявляемого способа раскисления и науглероживания стали с помощью углеродистых блоков в сравнении с известным способом выплавки стали с использованием чугуна показали, что при повышении содержания углерода на 0,06-0,12% степень усвоения углерода из кокса возрастает в 1,5-2 раза, при этом сокращается длительность плавки в среднем на 7 минут, и снижается отбраковка стали по поверхностным дефектам на 1,87%, по механическим свойствам и ударной вязкости на 0,23%.

Источники информации

1. А.С. СССР N 419565, кл. C 21 C 7/06.

2. Бигеев А.М. Металлургия стали. - М.: Металлургия, 1988 г. - 480 с.

3. Технологическая инструкция АО"КМК" 103-СТ.М-185-93 "Выплавка стали в мартеновских цехах".