способ обработки жидкой стали шлаком

Формула изобретения

Способ обработки жидкой стали, включающий обработку стали при выпуске плавки из печи в ковш жидким печным шлаком, присадку раскислителей, отличающийся тем, что после обработки жидкой стали и ее разливки из ковша жидкий печной шлак, в количестве 2 - 4% от веса плавки, оставляют в ковше или переливают в другой ковш, при этом на него присаживают известь в количестве до 0,5 кг на тонну стали, и в качестве раскислителя - кокс в количестве 0,10 - 0,30 кг на тонну стали, после чего шлак используют для обработки стали при выпуске последующей плавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке металла шлакообразующими смесями.

Известен выбранный в качестве прототипа способ обработки жидкой стали [1], при котором металл, предварительно выпущенный вместе с печным шлаком из печи в сталеразливочный ковш, переливают в ковш с синтетическим шлаком, находящийся в вакуумной камере.

При использовании жидкого синтетического шлака получается, вследствие высокой рафинирующей способности последнего, сталь высокой степени чистоты по неметаллическим включениям.

Существенным недостатком данного способа является то, что для получения жидкого синтетического шлака требуется дополнительный металлургический агрегат, в связи с чем увеличиваются затраты на выплавку стали и повышается ее себестоимость.

Известны способы производства стали, включающие обработку стали в ковше твердыми известково-глиноземистыми шлакообразующими смесями (ТШС) [2, 3].

Недостатками данных ТШС являются:

- высокая температура плавления смеси, в связи с чем требуются дополнительные энергетические затраты на их расплавление, формирование шлака и некоторой перегрев стали на выпуске;

- низкая (по сравнению с жидким синтетическим шлаком) рафинирующая способность, т.к. ассимиляция неметаллических включений жидким синтетическим шлаком начинается при соприкосновении с жидкой сталью, а для ТШС требуется некоторый промежуток времени для их расплавления и формирования жидкого шлака.

- в состав ТШС входят компоненты, содержащие оксиды FeO и MnO, снижающие десульфурирующую способность шлака, что требует для нейтрализации оксидов (раскисления и снятия окисленности шлака) введение дополнительных раскислителей (алюминия, кремния), что в свою очередь внимательно удорожает стоимость смеси. В состав смесей входят также тугоплавкие материалы (например, Al₂O₃), которые в некоторых случаях не успевают раствориться в шлаке и в твердом состоянии внедряются в сталь, не успевают всплыть в шлак и вместо рафинирующего действия загрязняют сталь неметаллическими включениями.

Желаемый технический результат изобретения заключается в уменьшении затрат на выплавку шлака, снижении себестоимости и улучшении качества стали.

Для этого после обработки стали и ее разливки жидкий печной шлак, в количестве 2 - 4% от веса плавки, оставляют в ковше или переливают в другой ковш, при этом на него присаживают известь в количестве 0,5 кг на тонну стали, и в качестве раскислителя - кокс в количестве 0,10 - 0,30 кг на тонну стали.

Заявляемый способ был реализован при обработке стали на выпуске из 100-тонной дуговой электросталеплавильной печи. После выпуска плавки из печи в ковш сталь разливалась на МНЛЗ. Остатки шлака переливались в другой ковш, либо по второму варианту оставлялись в ковше (при этом следующая плавка разливалась через один шиберный затвор). На жидкий шлак присаживались известь и кокс. Опытным путем установлено, что при количестве печного шлака 2 - 4% от веса плавки необходимо присаживать кокс в количестве 0,10 - 0,30 кг на тонну стали и извести до 5 кг на тонну стали. Причем присадка кокса менее заявляемого предела незначительно снижает окисленность шлака (содержание FeO и MnO), а превышение способствует науглероживанию стали. Введение извести в указанных пределах увеличивает основность шлака, повышая его десульфурирующую и рафинирующую способность. Более высокие присадки извести значительно охлаждают шлак и загущают его. В связи с этим снижаются рафинирующие свойства шлака, увеличиваются энергетические затраты на расплавление шлака. Увеличение содержания жидкого шлака более 4% приводит в связи с большими объемами шлака к повышению эксплуатационных затрат, а понижение менее 2% вследствие малых объемов шлака плохо очищает сталь от неметаллических включений и понижает степень десульфурации.

Использование заявляемого способа обработки стали позволило:

- снизить себестоимость стали за счет повторного применения шлака и снижения энергетических затрат на его расплавление (экономия электроэнергии составила 2 квтч/т стали);

- увеличить чистоту стали по неметаллическим включениям за счет увеличения скорости формирования шлака;

- повысить десульфирующую способность шлака до 80% (против 40 - 45% при использовании твердых шлакообразующих смесей и 60 - 80% при применении жидких синтетических шлаков).

Источники информации

1. Авт. св. СССР 209497, кл. C 21 C 7/10, 1968.

2. Авт. св. СССР 1770381, кл. C 21 C 7/076, 5/54.

3. Авт. св. СССР 2003701, кл. C 21 C 7/076.