(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ
1
Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к выплавке стали различного назначени в дугово1х печах.
Известен способ выплавки стали в дуговых печах, включающий загрузку шихтовых материалов, расплавление, окислени примесей газообразным кислородом и твердыми окислител ми, скачивание окислительного шлака и выпуск металла 1.
Недостатком известного способа выплавки стали вл етс высокое содержание серы в литом металле из-за отсутстви приемов , способствующих удалению серы из нераскисленного металла. Высокое содержание серы (более 0,020%) не позвол ет получать качеСтвенньш литой металл, разливаемый на УНРС. Введение раскислителей в нераскисленный металл под окислительным шлаком приводит к высоким угарам легируюш,их элементов (марганца, кремни , алюмини и др.). При этом разное количество оставшегос в печи (например 100тонной ) окислительного шлака приводит к непопаданию в узкие пределы химсостава стали.
Известен также способ выплавки стали в дуговых печах, включающий загрузку шихты , ее расплавление, окисление примесей кислородом, выпуск металла в ковш, в процессе которого в металл ввод т десульфурирующую смесь, состо щую из Na гСО з СаО и силикокальци в количестве 4-16 кг/т. Такой способ выплавки стали позвол ет снизить содержание серы в литом металле (до 0,015%) и обеспечить получение металла без большого количества поперечных трещин на литых заготовках 2.
Однако этому способу присущи большие потери температуры металла (до 25- 30°С при 100-тонной плавке) при вводе твердых десульфураторов в количествах 4- 16 кг/т, в св зи с чем увеличиваютс расходы на электроэнергию; недостаточна сте15-пень десульфурации из-за применени твердых десульфураторов или высокой окисленности металла во врем десульфурации; загр знение атмосферы цеха при применении порошкообразных десульфураторов (наиболее рациональных с точки зрени десуль20 фурации); больша окисленность нераскисленного металла и наличие после выпуска в ковше окислительного шлака, так как последний в печи не скачиваетс . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ получени стали, при котором низкоуглеродистый полупродукт выплавл ют под известково-глиноземистым шлаком в одной печи и легирующий расплав с рафинировочным щлаком в другой с последующим их смещейием 3. Недостатками данного способа вл ютс необходимость наличи в цехе печей разной емкости или сталеразливочных ковшей в 2 раза больщей емкости, чем сталеплавильные печи, что в современных цехах не предусмотрено , так как однозначно признано неэкономичным; высокие теплопотери (до 60°) при смешивании (переливе металла из одного ковша в другой); дополнительные расходы на наведение известково-глиноземистого шлака над полупродуктом .(7,9 руб. на 1 т стали). Цель изобретени - сокращение угара легирующих элементов, снижение содержаНИИ вредных примесей и себестоимости передела полупродукта в сталь. Поставленна цель достигаетс за счет выплавки полупродукта под окислительным шлаком в одной электропечи и стали под рафинировочным шлаком в другой, при этом перед выпуском полупродукта в ковш окислительный шлак скачивают на 70-90°/о, а полупродукт выпускают на рафинировочный шлак от выплавки стали во второй печи. При высоком содержании закиси железа в окислительном шлаке (выше 20%) предусмотрено его раскисление (оставшегос его количества 10-30%) до содержани закиси железа 2,5-20 вес. %. Возможен передел полупродукта в сталь, т. е. его легирование и раскисление провод т непосредственно в процессе выпуска его в ковш. Скачивание окислительного шлака перед выпуском на 70-80% его количества в печи позвол ет снизить содержание фосфора за счет удалени PsOs вместе с окислительным шлаком и резко сократить рефосфорацию при последующем раскислении металла, а, следовательно, и шлака. Этот же прием способствует получению низких содержаний серы в стали из полупродукта за счет уменьшени количества окислительного шлака, попадающего в рафинировочный. Меньшее количество окислительного шлака легче у экономичней раскисл ть до низкого содержани FeO, при этом сокращаетс угар легирующих элементов (Si, Мп, А1, Сг и др.)- Оставление в печи более 30% окислительного шлака не позвол ет получить в стали из полупродукта низкое содержание фосфора (менее 0,008%) и серы (менее 0,015%). Скачивание щлака до его оставлени менее 10% в крупных дуговых печах (100, 150, 200 т) практически неосуществимо. Затраты ручного (а также машинного) труда не рациональны. Такое малое количестно шлака обеспечивает легкое снижение в шлаке содержани закиси железа с 21 - 60% до 2,5-20%. После выпуска окисленного полупродукта в ковш с рафинировочным шлаком состава, %: СаО 45-55; SiOz 10-25, MgO 12-20; AkOjS-20; МпО 3-7 значительно облегчаетс рафинирование его от серы, фосфора за счет более высокой основности шлака, а также легирование металла кремнием, алюминием и раскисление кальцием за счет более высокого содержани окислов указанных легирующих и раскислителей в рафинировочном щлаке, нежели в окислительном. Угары легирующих элементов и раскислителей сокращаютс из-за повышенного содержани СаО, SiO2, AljOj в рафинировочном шлаке. Если в мелких (до 10 т) электропечах скачать окислительный шлак в принципе возможно до 85-90% его количества, то в средних (15-60 т) и крупных (100-200 т) удаетс удалить лишь 70-75% шлака. В зкость окислительного шлака, котора зависит от его состава и температуры, глубина и плошадь ванны печи определ ют возможность скачивани шлака. Исход из опыта работы печей различной емкости и серий замеров количества окислительного шлака при его скачивании на печах емкостью 5-200 т при выплавке полупродукта установили, что скачивать шлак целесообразно на 70-90% его количества, а 10-30% раскисл ть, например , дробью алюмини , при этом перевод FeO в , таким образо.м, увеличивать содержание А1гОз в рафинировочном шлаке. Удал ть менее 70% окислительного шлака нецелесообразно из-за дальнейшей рефосфорации из него в металл, а более 90% шлака удалить из крупной электропечи, как показали замеры, невозможно. Раскисл ть оставшийс в печи окислительный шлак наиболее целесообразно с точки зрени затрат ручного труда до 2,5- 20% закиси железа, при содержании FeO пор дка 40-65% - до 10-20%, а при 21 - 40% в исходном шлаке - до 2,5-10% перед выпуском. Остаток окислительного щлака над полупродуктом при наличии дальнейшей внепечной обработки, например вакуумном обезуглероживании, раскисл ть не об зательно. При получении стали из полупродукта без внепечной обработки целесообразно легирующие и раскислители дл их равномерного распределени в стали вводить в процесс выпуска полупродукта. Пример 1. При получении электротехнической стали производ т выплавку в двух 100-тонных дуговых печах. В первой расплавл ют щихту, продувают расплав железо-углерод кислородом с интенсивностью 45 до получени 0,05% углерода. При этом образуетс 4 т окислительного шлака состава, %: СаО 7,0; SiOj ,3; AUOj 1,0; FeO 60,5; FejOj 13,6; MgO 10,0; MnO 3,6. Скачивают шлак на 70% до оставлени его