Результат интеллектуальной деятельности: СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к раскислительным рафинировочным смесям, используемым при внепечной обработке металла на агрегате «печь-ковш».

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для обработки стали в ковше, раскрытая в описании технологии внепечной обработки металла на агрегате «печь-ковш» при производстве низкокремнистой стали, включающая раскислитель, материал, содержащий CaF₂ в виде плавикового шпата, кусковую и порошкообразную флюидизированную известь (RU №2465340).

Недостатком известной смеси является высокие материальные затраты на формирование смеси с использованием в больших количествах (более 500 кг на плавку) плавикового шпата, трудности в создании условий для удаления серы при введении обрабатывающей смеси, повышенный угар раскислителя и износ футеровки.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности смеси в процессе ковшевой обработки

Технический результат - создание в ковше условий для достижения глубокой десульфурации стали с минимальным использованием CaF₂, повышения стойкости футеровки ковшей и улучшения экологической обстановки окружающей среды.

Технический результат достигается тем, что известная смесь для обработки стали в ковше, включающая раскислитель, материал, содержащий CaF₂ и известь, по предложению, в качестве материала, содержащего CaF₂, она содержит флюс следующего состава: 23-43% MgO, 25-45 Al₂O₃,10-20% SiO₂, 5-10% СаО и 2-7% CaF₂, при соотношении компонентов в смеси, масс. %:

Смесь в качестве раскислителя может содержать AI и/или FeAI. Предложенная раскислительная смесь в результате включения в ее состав флюса с определенными соотношениями компонентов позволяет получить в ковше рафинировочный шлак системы MgO - Al₂O₃ - SiO₂ - CaO - CaF₂; насыщенный по содержанию (MgO), образующий значительное количество легкоплавких фаз и обладающий пониженной вязкостью.

Оптимальное содержание компонентов в используемом флюсе составляет: 23-43% MgO, 25-45% Al₂O₃, 10-20% SiO₂, 5-10% CaO и 2-7% CaF₂, которое при заявленном количестве флюса и извести в смеси обеспечивает рафинирование металла от вредных примесей и снижение износа периклазоуглеродистой футеровки ковша.

При содержании MgO во флюсе менее 23% формируемый в ковше рафинировочный шлак из-за высокой агрессивности к переклазоуглеродистой футеровке не обеспечивает высокой стойкости ковшей. При содержании MgO в интервале 23-43% формируемый в ковше рафинировочный шлак обеспечивает глубокую десульфурацию металла и высокую стойкость периклазоуглеродистой футеровки ковшей. Дальнейшее повышение концентрации MgO во флюсе приводит к тому, что формируемый в ковше шлак смещается в гетерогенную область. Такой шлак не обеспечивает глубокой десульфурации металла и высокой стойкости футеровки ковшей.

Для эффективного использования смеси при обработке металла в ковше состав компонентов смеси, в рамках предложенного состава, выбирается с учетом получения в печи ковше рафинировочного шлака при основности (CaO)/(SiO₂)=2,5÷6,0 и отношении (CaO)/(Al₂O₃)=1,0÷6,0. Состав смеси, обеспечивающий получение рафинировочного шлака при соотношении компонентов в нем за пределами приведенных отношений, не позволяет получить оптимальные рафинирующие свойства шлака.

Магнезиальный флюс, входящий в состав смеси, используют в виде брикета.

Оптимальный химический состав флюса в брикетах: 23-43% MgO, 25-45% Al₂O₃,10-20% SiO₂, 5-10% CaO и 2-7% CaF₂.

Заявленная смесь для обработки стали в ковше была испытана на 450 плавках при выплавке трубных марок стали. Выплавку осуществляли в 135 т дуговых сталеплавильных печах. Выпуск металла производили в ошлакованный ковш. Количество гарнисажного шлака в ковше 9,5-13 кг/т. Формирование шлаковой смеси осуществляли в ковше на выпуске из печи присадками магнезиального флюса при различных соотношениях заявленного состава, присадками извести и алюминия и последующими присадками извести и алюминия на установке «ковш-печь».

Пример

Магнезиальный флюс, содержащий, масс. %: MgO 43; Al₂O₃ 20; SiO₂ 20; СаО 10; CaF₂ 7, массой 200 кг, гранулированный алюминий 220 кг и известь 650 кг загрузили в ковш на выпуске. Дополнительно присадили 1000 кг извести и 50 кг алюминиевой проволоки после поступления плавки на установку «ковш-печь». Количество гарнисажного шлака в ковше составляло 13 кг/т металла.

Общий расход компонентов смеси составил:

что в пересчете на тонну металла при расходе смеси 15,7 кг/т составило Флюса 0,785 кг/т; Извести 13,345 кг/т; Alмет 1,57 кг/т. Продолжительность обработки на установке «ковш-печь» 55 мин. Содержание серы в металле после завершения обработки стали в ковше смесью составило 0,004%.

Примеры испытаний различных составов флюса в смеси и расходов компонентов, формирующих смесь, и влияние полученной смеси на содержание серы в трубной стали после завершения обработки приведены в таблицах 1-5. В результате обработки содержание серы состаляло 0,002-0,005%.

Приведенные примеры в рамках предложения не исчерпывают все возможные варианты формирования смеси и допускают иные варианты создания смеси в ковше путем варьирования, например времени присадок.

Применение заявленной смеси, формируемой в ковше с использованием в качестве раскислителя алюминия и/или ферроалюминия в количестве 10-35%, магнезиального флюса в количестве 5-20% и извести - остальное, позволяет гарантировано получать сталь с содержанием серы не более 0,005%, достичь увеличения стойкости футеровки ковшей на 10-15% с минимальной экологической нагрузкой на окружающую среду.