Способ выплавки марганецсодержащих сталей

 

СПОСОБ ВЬПЛАВКИ МАРГАНЕЦСО ДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ, включающий завалку, расплавление, окисление, скачивание окислительного шлака, наведение восстановительного шлака и рафинировку, отличающийся тем, что, с цепью сокращения расхода марганца, в завалку и восстановительный период вводят шлакообразную смесь, состоящую из окиси кальция, кремнезема, окиси марганца-у окиси магния и глинозема в соотношении 1:

СОКИ OOBKTCHHX

CNNMWT

PECflV$JNH

6Э О1) щ) С 21 С 5/22

ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ONPbAV9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й A R TOP CNOMV EV (21) 3610935/22-02 . (22) 24.06.83 (46) 23.11.84 Бюл. И 43 (72) Ю.В.Варшавский, В.Е.Дробин, .

В.Т.Кудин, Г.Д.Плешивенко, А.А.Шаломеев, М.С.Шрамко и Ю.А.Шульте (71) Запорожский ордена "Знак Почета" машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (53) 669. 187.25(088.8) (56) 1. Давыдов Н.Г. Высокомарганцевая сталь. М., "Металлургия", 1979, с. 176.

2. Авторское свидетельство СССР

У 325256, кл. С 21 С 5/52, 1968. (54) (57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ, включающий завалку, расплавление, окисление, скачивание окислительного шлака, наведение восстановительного шлака и рафинировку, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода марганца, в завалку и восстановительный период вводят шлакообразную смесь, состоящую из окиси кальция, кремнезема, окиси марганца; окиси магния и глинозема в соотношении 1:(0,4-0,7):(0,35-0,65) (0,04-0,2):(0,02-0, 1) и извести или известняка в соотношении к шлаку

0,2-0,6, причем в завалку вводят

0,5-4,0Х, а в восстановительный пе- Ев риод 0,5-5,57 шлакообразующей смеси от веса шихты.

Ф 1125

Иэсбретение относится к черной металлургии, точнее к способам производства марганецсодержащнх сталей.

Известен способ выплавки стали, содержащей марганец, характеризующий- 5 ся тем, что шихту расплавляют, окисляют примеси, скачнвают окислительный шлак, наводят восстановительный . шпак, раскисляют и легируют j3) .

В период окисления из шихты в пер- 10 вую очередь окисляются кремний и мар" ганец. В производстве марганецсодержащих сталей к концу окислительного периода в металле остается марганец около 0,1Ж, т.е. основная часть мар-. 15 ганца из шихты окисляется и переходит в шлак, который скачивают и отправляют в отвал. Для получения стали с необходимым содержанием марганца ее легируют .ферромарганцем почти 20 в полном объеме необходимого коли.. чества марганца, Наиболее близким к изобретению по технической сущности.и достигаемому результату является способ вы- 25 плавки марганецсопержащих сталей, включающий завалку, расплавление-, окисление, скачивание окислительного шлака, наведение восстановительного шлака и рафиннровку (2g .

В известном способе предлагается перед выпуском металла из пени в шлак дополнительно вводить окислы легирующнх элементов, однако отсутствует регламентированный режим присадки окислов (по времени и количественным соотношениям), а рекомендуемые окислы относятся к окислам титана и алюминия. Кроме того, в известном спосо бе в период окисления почти весь мар ганец шихты окисляется и безвозвратно теряется со шлаком.

Целью изобретения является сокращение расхода марганца.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу выплавки марганецсодержащих сталей, включающему завалку, расплавление, окисление, скачивание окислнтельного шпака, наведение восстановительного шпака и раФинировку, в завалку и восстановительный период вводят шпакообразующую смесь, состоящую из окислов кальция, кремнезема, окиси марганца, окири магния и глинозема в соотношении 55

3.(О 4 0 7).(0 35 О 65).(0 04 О 2)й. г(0,02-0,1) и извести или известняка в соотношении к шлаку 0,2-0,6, 256 причем в эавалку вводят 0,5-4,0Х а в восстановительный период 0,5-5,5Х шлакообразующей смеси от веса шихты.

Для того, чтобы создать условия перехода марганца из шпака в металл шлак должен иметь основность не ниже

2, т.е. содержание окиси кальция в. шлаке должно быть в 2 раза больше, чем окиси кремния. Поэтому оптимальное отношение окиси кальция к окиси кремния 1:(0,4-0,7). Кремний вводится в состав шпакообразующей смеси для разжижения шпака, так как в более жидкоподвижном шлаке реакционная способность окисла марганца более высокая.,Этим объясняется нижнее содержание окиси кремния 0,4. Соотношение

0,7 обусловлено основностью шлака °

При соотношенйи 0,7 основность шпака понижается, окислы марганца связываются в прочные соединения н активность марганца в таких шлаках значительно ниже. Угар марганца из металла при этом увеличивается.

Окислы марганца введены в шпакообразующую смесь для создания условий, препятствующих выгоранию марганца иэ шихты и переходу его в металл. Нижнее соотношение окисла марганца

0,35 обусловлено etо необходимостью .концентрацией в шлаке, препятствую щей реакции выгорания марганца иэ шихты, а верхнее - 0,65 обусловлено

его агрессивностью к футеровке печи.

При более высоком содержании окиси марганца в шлаке шлак становится агрессивным, стойкость фетеровки печи нри этом уменьшается. Окись магния обеспечивает положительное влияние на основность шлака и активность окиси марганца в шлаке в присутствии окиси магния. Этим обусловлено его нижнее содержание 0,04. Верхний предел обусловлен его влиянием на жидкоподвижность шпака и его температу.ру плавления. При содержании окиси магния в шлакообразующейся смеси более 0,2 температура плавления такого шлака повышается, что приводит к понижению жндкоподвижности шлака и снижению активности окиси марганца, что снижает содержание марганца в готовом металле.

Для компенсации отрицательного влияния окиси магния в состав шлакообразующей смеси введен глинозем, обеспечивающий понижение температуры плавления шлака и повышение er î жид1125256

»

Соотношение шаакообразующих

11

Цри мер

СаО

Содержание

Ип к концу восстановительного пеSi0

А1 Оу

ИпО

Мдо риода

0,40

0,02

0,20

0,45

0,40

0,35

0,06

0,50

0,55

0,12

0,65

"О, 70

0,20

0,20 0,15

0,70

0,50

0,20

Ь»I коподвижности. Нижнее содержание глинозема в соотношении 0,02, при повышенном соДержании более 0,1 начинают проявляться его кислотные свойства, что в свой очередь приводит к 5 снижению основности шлака.

Таким образом, необходимое соотношение -вводимых компонентов обусловлено их влиянием на физико-механическое состояние образующегося шлака и на процесс расхода марганца при выплавке марганецсодержащих сталей.

Примеры различного соотношения окислов в шлакообразующейся смеси, для присадки 2,5Х в завалку и 2,57. >5. в восстановительный период, приведе,ны в таблице.

Таким образом, при предлагаемых соотношениях окислов в составе шлакообразукнщей смеси содержание марганца к концу восстановительного периода максимально.

Пример.

В завалочиую бадью вместе с метал. лической частью шихты загружают шпа- 25 кообразующую смесь в количестве 0,54 OX и производят эавалку шихты. До- . пускается завалка на дно печи шпакообразующей смеси и затем металлической части шихты завалочной бадьи. «а

Плавление: ведут форсированно с иепользованием полной мощности печного трансформатора. Окисление примесей ведут железной рудой или желеэорудными окатышами. Окатыши задают в печь в течение всего окислительного периода плавки. За счет плавления mnaI кообразующейся смеси на поверхности металла образуется шлак с высоким содержанием эакиси марганца, что препятствует окислению марганца шихты ,и переходу его в шлак.

После окончания периода кипения окислительный шлак нз печи полностью удаляют и нристу ают К наведению восстановительного шпака из предлагаемой шлакообразующей смеси. После расплавления апакообразующей смеси приводят раскисление шпака молотым коксиком и (или) ферросилицием или силикокальцием. Для более глубокого раскисления шлака применяют алюминиевый йорошок или алюминиевую стружку, тем самым добиваясь более полного перехода марганца иэ шлака в металл.

После раскисления металла и достижения необходимой температуры его, по необходимости, легируют ферромарганцем и плавку выпускают в ковш.

Эффективность данком технологии выплавки марганцевой тали заключается в снижении потерь марганца. в окислительный период и его содержание в металле к концу восстановительного периода.

Годовой расчетный экономический эффект от применения предлагаемого способа выплавки стали, легированной марганцем, составляет 2 млн. руб.