смесь для обработки стали в ковше

Формула изобретения

1. Смесь для обработки стали в ковше, содержащая раскислитель, содержащий CaF₂ материал и известь, отличающаяся тем, что в качестве содержащего CaF₂ материала используется флюс следующего состава, мас.%: 23-43 MgO, 25-45 Al₂ O₃, 10-20 SiO₂, 5-10 CaO и 2-7 CaF ₂, при соотношении компонентов в смеси, мас. %:

Раскислитель	10-35
Флюс	5-20
Известь	остальное

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве раскислителя используется Al и/или FeAl.

Описание изобретения к патенту

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. %:

Раскислитель	10-35;
Флюс	5-20;
Известь	остальное

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 - CaF ₂; 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)/(SiO ₂)=2,5÷6,0 и отношении (CaO)/(Al₂O ₃)=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% Al ₂O₃,10-20% 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; CaF ₂ 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:

Раскислитель (суммарный расход Al)	270 кг (12,7%)
Флюс	210 кг (9,5%)
Известь	1650 кг (77,8%)

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.

Таблица 1
№	Состав флюса, %										Расход смеси, кг/т*						CaO		CaO		Сера в металле
	MgO		Al2O3		SiO2		CaO		CaF2		Флюс		Известь			Alмет	SiO2		Al2 O3
1	43		20		20		10		7		0,44		7,48			0,88	3,93		6,04		0,005
2	40		25		20		9		6		0,88		7,04			0,88	3,72		5,53		0,005
3	33		38		16		8		5		1,32		5,72			1,76	3,33		2,7		0,003
4	30		45		14		7		4		1,496		4,664			2,64	3,05		1,72		0,002
5	26		44		20		6		4		1,76		3,96			3,08	2,75		1,4		0,003
6		23		45		15		10		7		1,76		3,96	3,08			2,8 4		1,4		0,004
*- при общем расходе смеси 8 кг/т, и гарнисажного ковшевого шлака 13 кг/т

Таблица 2
№	Состав флюса, %					Расход смеси, кг/т*			CaO	CaO	Сера в металле
	MgO	A12O3	SiO2	CaO	CaF2	Флюс	Известь	Alмет	SiO2	Al2O3
1	43	20	20	10	7	0,785	13,345	1,57	5,46	5,22	0,004
2	40	25	20	9	6	1,57	12,56	1,57	5,03	4,72	0,003
3	33	38	16	8	5	2,355	10,205	3,14	4,35	2,16	0,003
4	30	45	14	7	4	2,669	8,321	4,71	3,87	1,32	0,002
5	26	44	20	6	4	3,14	7,065	5,495	3,32	1,04	0,003
6	23	45	15	10	7	3,14	7,065	5,495	3,49	1,05	0,002
* - при общем расходе смеси 15,7 кг/т, и гарнисажного ковшевого шлака 13 кг/т

Таблица 3
№	Состав флюса, %					Расход смеси, кг/т*			CaO	CaO	Сера в металле
	MgO	Al2O3	SiO2	CaO	CaF2	Флюс	Известь	Alмет		Al2O 3
									SiO2
1	43	20	20	10	7	0,85	14,45	1,7	5,74	5,13	0,004

2	40	25	20	9	6	1,7	13,6	1,7	5,27	4,63	0,003
3	33	38	16	8	5	2,55	11,05	3,4	4,54	2,1	0,002
4	30	45	14	7	4	2,89	9,01	5,1	4,02	1,28	0,004
5	26	44	20	6	4	3,4	7,65	5,95	3,42	1,01	0,003
6	23	45	15	10	7	3,4	7,65	5,95	3,61	1,02	0,003
* - при общем расходе смеси 17 кг/т, и гарнисажного ковшевого шлака 13 кг/т

Таблица 4
№	Состав флюса, %					Расход смеси, кг/т*			CaO	CaO	Сера в металле
	MgO	Al 2O3	SiO2	CaO	CaF2	Флюс	Известь	Alмет	SiO2	Al2O3
1	43	20	20	10	7	0,785	13,345	1,57	5,9	5,08	0,003
2	40	25	20	9	6	1,57	12,56	1,57	5,4	4,59	0,002
3	33	38	16	8	5	2,355	10,205	3,14	4,64	2,07	0,002
4	30	45	14	7	4	2,669	8,321	4,71	4,1	1,26	0,002
5	26	44	20	6	4	3,14	7,065	5,495	3,47	0,99	0,005
6	23	45	15	10	7	3,14	7,065	5,495	3,67	1	0,005
* - при общем расходе смеси 15,7 кг/т, и гарнисажного ковшевого шлака 11,5 кг/т

Таблица 5
№	Состав флюса, %					Расход смеси, кг/т*			CaO	CaO	Сера в металле
	MgO	Al2O3	SiO2	CaO	CaF2	Флюс	Известь	Alмет	SiO2	Al2O3
1	43	20	20	10	7	0,785	13,345	1,57	6,7	4,9	0,004
2	40	25	20	9	6	1,57	12,56	1,57	6,06	4,41	0,003
3	33	38	16	8	5	2,355	10,205	3,14	5,14	1,96	0,002
4	30	45	14	7	4	2,669	8,321	4,71	4,51	1,18	0,003
5	26	44	20	6	4	3,14	7,065	5,495	3,74	0,92	0,005
6	23	45	15	10	7	3,14	7,065	5,495	3,99	0,93	0,005
* - при общем расходе смеси 5,7 кг/т, и гарнисажного ковшевого шлака 9,5 кг/т