Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА В КОВШЕ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА В КОВШЕ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА В КОВШЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии, конкретнее к процессам обработки металла в ковше синтетическим шлаком, выплавляемым в специальной электропечи. Технический эффект при использовании изобретения заключается в обеспечении дефосфорации металла, в том числе в условиях малого угара и, следовательно, экономии марганца и хрома. Способ обработки расплавленного металла в ковше включает предварительную выплавку в печи синтетического шлака, содержащего более 15% (мас.) оксида алюминия, подачу выплавленного шлака в ковш, последующую заливку в ковш металла, выплавленного в сталеплавильном агрегате, раскисление металла добавками кремния и/или алюминия. Перед заливкой металла в ковш в него подают оксиды железа в количестве 1,5-60,0% в пересчете на железо от массы шлака в ковше, а после наполнения металлом ковша шлак удаляют и производят раскисление металла. В ковш дополнительно подают оксиды марганца в количестве 2-30% от количества оксидов железа в пересчете на железо и марганец. В ковш дополнительно подают оксиды хрома в количестве 0,5-8,0% от количества оксидов железа в пересчете на железо и хром. Удаленный из ковша шлак загружают в печь для выплавки шлака. 3 з.п.ф-лы, 3 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139942
Класс(ы) патента: C21C7/076
Номер заявки: 98114759/02
Дата подачи заявки: 28.07.1998
Дата публикации: 20.10.1999
Заявитель(и): Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"; Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет)
Автор(ы): Стомахин А.Я.; Королев М.Г.; Щелканов В.С.; Кондрашкин В.С.; Пегов В.Г.; Ярошенко А.В.; Черепанов Г.В.; Еланский Д.Г.; Лебедев В.И.
Патентообладатель(и): Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"; Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет)
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к процессам обработки металла в ковше синтетическим шлаком, выплавляемым в дуговой сталеплавильной печи.
Наиболее близким по технической сущности является способ обработки расплавленного металла в ковше, включающий предварительную выплавку в печи синтетического известково- глиназемистого шлака, содержащего более 15%(мас.) оксида алюминия и присадку в ковш оксидов железа, последующую заливку в ковш выплавленного в сталеплавильном агрегате металла, раскисление металла кремнием и/или алюминием в присутствии синтетического шлака. При этом оксиды железа присаживают в количестве 0,05-0,08% в пересчете на железо.
(См. С. Г. Воинов и др. "Рафинирование стали синтетическим шлаком", М., Металлургия, 1970, с, 186-188).
Недостатком известного способа является отсутствие дефосфорации металла. Это объясняется тем, что количество добавок оксидов железа в процессе обработки металла недостаточно. Отсутствие дефосфорации объясняется также тем, что раскисление металла добавками кремния и алюминия производится в присутствии шлака в ковше.
Технический при использовании изобретения заключается в обеспечении дефосфорации металла, в том числе в условиях малого угара и, следовательно, экономии марганца и хрома.
Указанный технический эффект достигают тем, что способ обработки расплавленного металла в ковше включает подачу в ковш предварительно выплавленного в печи синтетического шлака, содержащего более 15% оксида алюминия и присадку в ковш оксидов железа, последующую заливку в ковш выплавленного в сталеплавильном агрегате металла, раскисление металла кремнием и/или алюминием.
Оксиды железа присаживают в ковш в количестве 1,5-60% в пересчете на железо от массы шлака в ковше, после чего заливают металл, а после наполнения металлом ковша из него удаляют шлак и производят раскисление металла.
В ковш заливают металл, легированный марганцем, при этом в ковш дополнительно подают оксиды марганца в количестве 2-30% от количества присаживаемых оксидов железа в пересчете на железо и марганец. В ковш выпускают металл, легированный хромом, при этом в ковш дополнительно подают оксиды хрома в количестве 0,5-0,8% от количества присаживаемых оксидов железа в пересчете на железо и хром. Удаленный из ковша шлак загружают в печь для выплавки синтетического шлака.
Повышение эффективности дефосфорации будет происходить вследствие использования окислительного шлака, содержащего оксиды железа в необходимом количестве. При этом процесс раскисления металла добавками кремния и/или алюминия производится после удаления фосфоросодержащего шлака из ковша в условиях уже пониженного содержания в металле фосфора. При дефосфорации металла, содержащего марганец и/или хром, для уменьшения их угара в шлак добавляются оксиды марганца и/или хрома.
Диапазон значений массы оксидов железа, подаваемой в ковш, в пределах 1,5-60,0% в пересчете на железо от массы шлака в ковше, объясняется физико-химическими закономерностями процесса удаления фосфора из расплава металла в шлак в ковше. При меньших значениях не будет происходить процесс дефосфорации. При больших значениях будет происходить снижение эффективности дефосфорации из-за увеличения доли трехвалентного железа в металле.
Указанный диапазон устанавливают в зависимости от содержания фосфора в металле, подаваемой в ковш.
Диапазон значений добавок оксидов марганца в пределах 2-30% от массы оксидов железа в пересчете на железо и марганец объясняется физико-химическими закономерностями окисления марганца. При меньших значениях происходит существенный угар марганца, содержащегося в обработанном металле. При больших значениях будет происходить перерасход оксидов марганца без дальнейшего повышения степени усвоения марганца в металле.
Указанный диапазон устанавливают, в прямой зависимости от содержания марганца в металле, подаваемом в ковш.
Диапазон значений добавок оксидов хрома в пределах 0,5-8,0% от массы оксидов железа в пересчете на железо и хром объясняется физико-химическими закономерностями окисления хрома. При меньших значениях происходит существенный угар хрома, содержащегося в обрабатываемом металле. При больших значениях будет происходить ухудшение дефосфорации из-за повышения вязкости шлака, а также перерасход оксидов хрома без дальнейшего повышения степени усвоения хрома в готовом металле.
Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от содержания хрома в металле, подаваемом в ковш.
Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
- Ниже даны варианты осуществления способа, не исключающие другие варианты в пределах формулы изобретения.
Способ обработки расплавленного металла в ковше осуществляют следующим образом.
Вариант 1. Для обработки металла в специальной электропечи выплавляют синтетический шлак следующего состава, мас.% Al2O3=45; SiO2=4,0; CaO=49; MgO=2,0; P2O5=04. Затем выплавленный в электропечи шлак заливают или загружают в затвердевшем виде в 100 т сталеразливочный ковш. Далее в ковш подают оксиды железа в виде, например, окалины, в количестве 1,5-60,0% в пересчете на железо от массы шлака. Общая масса синтетического шлака и оксидов железа составляет 3 т. Затем в ковш подают металл, выплавленный в сталеплавильном агрегате, например в конвертере, содержащий 0,08%C, 0,02- 0,06%P. В этих условиях происходит дефосфорация металла.
После наполнения ковша металлом из него удаляют шлак и направляют его обратно в электропечь для повторного использования. Оставшийся в ковше металл подвергают раскислению посредством добавок кремния и/или алюминия.
В таблице 1 приведены примеры осуществления способа по 1-му варианту,
В первом примере вследствие малого количества подаваемых в ковш оксидов железа не обеспечивается необходимое снижение содержания фосфора в металле.
В пятом примере вследствие большого количества подаваемых, в ковш оксидов железа переход фосфора в шлак уменьшается, при этом не обеспечивается необходимое его содержание в готовом металле.
В оптимальных примерах 2-4 вследствие применения необходимого количества оксидов железа, подаваемых в ковш, обеспечивается снижение содержания фосфора в металле до необходимых по технологии значений.
Вариант 2. При выпуске в ковш металла, содержащего в качестве легирующего элемента марганец, в ковш, помимо оксидов железа, дополнительно подают оксиды марганца в виде марганцевой руды в количестве 2-30% от количества оксидов железа в пересчете на железо и марганец.
Для обработки металла в специальной электропечи выплавляют синтетический шлак того же состава, что и в 1-м варианте. Затем выплавленный в электропечи шлак заливают или загружают в затвердевшем виде в 100 т сталеразливочный ковш.
Далее в ковш подают оксиды железа в виде, например окалины, в количестве 30% в пересчете на железо от массы шлака, а также дополнительно подают оксиды марганца. Общая масса синтетического шлака, оксидов железа и марганца составляет 3 т. Затем в ковш подают металл, выплавленный в конвертере, содержащий 0,1%C; 1-2% Mn, 0,04%P. В этих условиях происходит дефорсофация металла.
После наполнения металлом ковша из него удаляют шлак и направляют его обратно в электропечь для повторного использования. Оставшийся в ковше металл подвергают раскислению посредством добавок и/или алюминия,
В таблице 2 приведены примеры осуществления способа по 2-му варианту.
В 1-м и 5-м примерах несмотря на снижение содержания фосфора в готовом металле происходит угар марганца сверх допустимых значений.
В оптимальных примерах 2-4 вследствие применения необходимого количества оксидов железа и марганца, подаваемых в ковш, обеспечивается снижение содержания фосфора в металле, а также угара марганца до необходимых по технологии значений.
Вариант 3. При выпуске в ковш металла, содержащего в качестве легирующего элемента хром, в ковш, помимо оксидов железа, дополнительно подают оксиды хрома в виде хромовой руды в количестве 0,5-8,0% от количества оксидов железа в пересчете на железо и хром.
Для обработки металла в специальной электропечи выплавляют синтетический шлак того же состава, что и в 1-м варианте. Затем выплавленный в электропечи шлак заливают или загружают в затвердевшем виде в 100 т сталеразливочный ковш. Далее в ковш подают оксиды железа в виде, например, окалины, в количестве 30% в пересчете на железо от массы шлака, а также дополнительно подают оксиды хрома. Общая масса синтетического шлака, оксидов железа и хрома составляет 3 т. Затем в ковш подают металл, выплавленный в конвертере, содержащий 0,1%C, 0,2-1,5% Cr, 0,04%P. В этих условиях происходит дефосфорация металла.
После наполнения металлом ковша из него удаляют шлак и направляют его обратно в электропечь для повторного использования. Оставшийся в ковше металл подвергают раскислению посредством добавок кремния и/или алюминия.
В таблице 3, приведены примеры осуществления способа по 3-му варианту.
В первом и пятом примерах несмотря на снижение содержания фосфора в готовом металле происходит угар хрома сверх допустимых значений.
В оптимальных примерах 2-4 вследствие применения необходимого количества оксидов железа и хрома, подаваемых в ковш, обеспечивается снижение содержания фосфора в металле, а также угара хрома до необходимых по технологии значений.
В общем случае возможна одновременная подача в ковш оксидов марганца и хрома в оговоренных выше пределах.
Применение изобретения позволяет увеличить эффективность дефосфорации металла на 20-30% при одновременноюм снижении угара легирующих элементов марганца и хрома на 10-20%.
Формула изобретения: 1. Способ обработки расплавленного металла в ковше, включающий подачу в ковш предварительно выплавленного в печи синтетического шлака, содержащего более 15% оксида алюминия, и присадку в ковш оксидов железа, последующую заливку в ковш выплавленного в сталеплавильном агрегате металла, раскисление металла кремнием и/или алюминием, отличающийся тем, что оксиды железа присаживают в ковш в количестве 1,5 - 60% в пересчете на железо от массы шлака в ковше, после чего заливают металл, а после наполнения металлом ковша из него удаляют шлак и производят раскисление металла.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ковш заливают металл, легированный марганцем, при этом в ковш дополнительно подают оксиды марганца в количестве 2 - 30% от количества присаживаемых оксидов железа в пересчете на железо и марганец.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ковш выпускают металл, легированный хромом, при этом в ковш дополнительно подают оксиды хрома в количестве 0,5 - 8,0% от количества присаживаемых оксидов железа в пересчете на железо и хром.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаленный из ковша шлак загружают в печь для выплавки синтетического шлака.