SU926023A1

SU926023A1 - Method for metal treatment with inert gas

Info

Publication number: SU926023A1
Application number: SU802987734A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Новиков; Михаил Дмитриевич Шувалов; Сергей Владимирович Лепорский; Борис Алексеевич Коротков; Олег Васильевич Носоченко; Владимир Иванович Гоношенко; Василий Сергеевич Харахулах; Анатолий Константинович Крупичев; Николай Константинович Фесенко; Николай Васильевич Леушин
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1982-05-07

Description

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА ИНЕРТНЫМ ГАЗОМ(54) METHOD FOR PROCESSING METAL BY INERT GAS

Изобретение относитс к черной металлургии , конкретнее - к обработке металла инертным газом, например арго ном. Известен способ о аботки металла инертным газом, щ)и осушествгэнии котефого газ в виде пузырей ввод т в металл в количестве 2О-4О% расхода на обработку, а остальное количество его 1юдают в зону пузьфей. в виде отдельных струй под разными углами к горизинтальнойплоскости II. Недостаток известного способа продувки металла инертным газом заклК)ча етс в том, что шлак после обработки металла инертным газом имеет высокую реакционную способность, что щ ивод|гг к окислению легирующих элементов, и это вл етс хфичиной увеличени химической неоднородности готовой стали. Наиболее близким к щюдлагаемому вл етс способ обработки металла инер ным газом, согласно которому метапп продувают гаэом в ковше через пqpиcтy огнеупорную форму с каналами, имеющую возвратно-поступательное перемешейие & вертикальном на1фавленин. При опускании фурмы в расплав интенсивжхурь подачи газа последовательно увеличивают с 5-1О% до заданной, а при подъеме интенсивность последовательно уменьша- . ют с задажюй до 5-15% ее величины 2. Оанако известный способ не позвол ет получать химически однородный металл по всему объему ковша; не позвол ет уменьшать жидкоподвижность и реакционную способность шлака, наход щегос на поверхности металла в ковше, что 1фкводит к изменеюсю химического состава металла в процессе разпивки стали за счет контакта со шлеисом. Целью изобретени вл етс снижение реакшюнной способности шлака, йовышение химическ Л однородности металла и улучшение его качества. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу обработки металла инертным газом в сталеразливочиом ковше. 39 включающему подачу газа через погружаемую сверху фурму и перемещение фурмы в процессе продувки в вертикальном направлении , за 1-4 мин до конца продувки на поверхность шлака присаживают вещества , повьпиающие его в зкость, после чего фурму поднимают вверх до уровн заглублени , равного. 10-25% столба металла, при этом расход присаживаемог вещества составл ет 0;5-5,О кг/т стали. В качестве .вещества, повышающего в зкость шлака, используют магнезит, известь, а также магнезиальную- известь с соотношением MgOrCaO, равным 1: (0,06-0,08). Присадка веществ, повышающих в зкость шйака, позвол ет снизить реакционную способность шлака, что обеспечивает снижение угара легирующих элементов в процессе вьщержки мета ла в ковше при разливке, за счет снижени интенсивности массообмена между металлом и шлаком. Перемещение фурмы вверх после присадки веществ, повышающих в зкость шлака, позвол ет быстро перемещать гфисадку со шлаком и тем самым уменьшить реакаионну1р способность шлака за счет повышени его в вкости . Снижение реакционной способаости шлака и уменьшение угара лепфуюШих элементов создают услови дл повьпие ни качества металла. В результате проведени опытных пла вок установлены основные параметры пре лагаемого способа продувки Металла инертйым газом. Так, пр,едвпьг)емвни присадки веществ, повьпиаюших В в1сость шлака, а именно 1-4 мин до коШ1а Щ)одувки , и расход присаживаемого веществ ( 0,5-5,0 кг/т стали) зависит от т гмпературы шлака, его химического состава, от количества шлака в конше. При незна чительном перегреве шлака над температурой ликвидус (на и менее), небольшом его количестве в ковше (иащзимер , 1% от веса металла) и невысокой жндкоподвижности (котора , кроме температуры шлака, зависит и от его химического состава), достаточно присадить 0,5 кг/т стали вещества, повышающего в зкость шлака, за 1 мин до конца про- дувки. Дальнейшее уменьшение количества 1фисаживаемого в ковш вещества и времен 15)исадки нецелесообразно, так как этом не обеспечиваетс резкое повы шение в зкости шлака за счет изменени его химического состава и снижение его 3 температуры. При значительном перегреве шлака над температурой ликвидуса (более чем на ), его высокой жидкоподвижности и болыыого количества шлака в ковше (например 5% от веса металла ) необходимо присадить 5 кг/т стали вещества, повышающего в зкость шлака, за 4 мин до конца 1родувки. Дальнейшее увеличение количества хфисаживаемого вещества и емени тфисадки 1юцелесообразно , так как 14 иводит к перерасходу используемого дл загущени шлака вещества и удлин ет врем гц)одувки. Уровень заглублени фурмы после щж- садки вещества, повьш1аюшего в зкость шлака, равный 1О-25% столба металла, зависит от следующих факторов. При величине ааглубпени менее tO% столба металла умеш шаетс зона шлакового сло , увлекаемого гидродинамнческнми потоками, что приводит к сниженаю эффективности перемешивани шлака с присаживаемыми веществом, и, следоватвпьно« уменьшает эффективность загушени .. Заглубпевве фурмы больше чем на 25% 1ФИВОДЙТ k тому, что энерги гидродинамических потоков затрачиваетс в большей степени на перемешивание ыеталла , а не шлака, что также уменьшит положительный эффект. В качестве веществ, повышающих в зкость шлака, можно тфимен ть такие наиболее paciqjocTpaHeHHbie металлы, как известь и магнезит. Хорошо загущает шлак магнезиальна известь с соотношением Мд О к СаО, равным 1: (О,0б-О,ё). ожно примен ть также гфомомагнезит, доломит, шамот и Др. материалы, повышающие в зкость шлака. Соотношение к СаО, равное 1:0,06, примен ют в случае загущени шлака, имеющего относительно низкую температуру, и в составе которого уже содещситс jvyО. Дальнейшее уменьшение нецелесообразно, так как это не позволит в достаточной степени загустить шпак. Соотношение MgO к СаО, равное 1:О,О8, примен ют в случае, когда шлак имеет высокую температуру (нафимер , 162Cf с) и не содержит . Дальнейшее увеличение этого соотношени нецелесообразно, так как требует специального оборудовани дл ее подготовки , что щ)иводит к резкому возрастанию ее стоимости. Пример 1. В 350 т кислородны конвертер загружают лом, эаливают чугу начинают гфодувку кислородом, присажива шлакообразуюшие добавки по приг н той технологии. При достижении заданного углерода и температуры металла плешку сливают в сталеразливочный ковш. Во врем слива плавки в коын щ)и саживают раскислители и ферросплавы дл легировани металла. Зате ковшподают на стенд дл 1фодувкн металла инертным газом. В сталер 1 |пивочный КОШ щ}и сливе плавка попадает 1% шла ка от массы металла, перегрев шлака на температурой ликвидуссоставл ет . Химический сбстав шлака, вз тый перед 1ФОДУВКОЙ металла аргоном, щтведен в таблице (проба l). Продувку металла ai iOHOM осуществл ют через погружную неохлаждаемую фурму с погружением на 85% глубины металла . За 1 мин до окончани хфодувкв на пов хнооть шлака Щ}исаживают 1Швесть в количестве 0,5 кг/т стали, Флм поднимают вверх до уровн заглублени , равного 10% столба металла и 14 одопжают щюдувку. Проба шпака, отобранна после окончани 1фодувки ( 2), показывает , что содержание: СаО в шлаке повысилось. Визуально шлак, по всей поверхности ковша густой. После 1фодувки сталеразливечный ковш подают на МНЛЗ дл .разливки стала . Пробы металла, вз тые в щюцессе разливки (тфобы 3, 4, 5), показали, ITO изменени химического состава стали в щюцессе разливки практически не щм)- исходит. П р и м е р 2. В Конвертере вы« плавл ют стща, аналогично щ имеру 1, однако в сталеразл вочный ковш попадает 5% конвертерного шлака, пв регрвв шлака над температурой ликвидус составл ет . Химический состав шлак и металла в ковше перед щюдувкой показан в таблице (проба б). За 4 мин до окончани Щ)одувки на поверхность шлака (ивают магнезиальную известь (соотношение к СаО равное 1:О,8), 1фисаживают в копичест ве 5 кг/т стали, фурму поднимают вверх до уровн заглублени 25% столба Металла и щэодопжают иродувку. Анализ гфобы шлака и металла после окончани i)oдувки показан в таблице (щ)0ба 7). По вв зуальной оценке шлак густой, малоподвижный . Пробы металла, вз тые вначале (фо ба 8), середине (проба 9) и конец разливки (проба 10), показывают, что изменение кимического состава незначительно , т. е. металл химически однородный . Пример 3. Плавку стали в конвертере и продувку аргоном ведутанало гично тфимеру 1 со следующими Ьсобенност ми: в сталеразливочный ковш попадает 3% шлака от массы металла, перегрев шлака над темп атурой .ликвидуса составл ет . В конце {фодувкн стали аргоном в ковш за 2,5 мин до кооца продувки ц исаживают 2,5. кг/т . машезиальвой извести с соотнсшением MgO к СаО, равным 1:0,О6, и подниЛ4ают фурму вверх до уровн 15% столба метвпаа. Пробы шлака и металла, вз тые оереа {фодувкой металла аргоном |( Щ, после окончани 1фёаувки liqjt)6e 12), вначале разпивк на МНЛЗ ({фоба 13, в середине разливки ( ; ба 14), и в конце разливки ( 15), показывают, что металл по всему объему ковша гомогенный до химическому анализу. . Пример 4. Вьшлавку стали осуществл ют аналогично 1, затем металл обрабатывают аргоном, за 3 мин до конца металла угоном фурма поднимаетс до уровн заглублени 2О%6т столба )талла, и в металл в струе фгона вводитс магнезиальна известь, в KOTqpc соотношение М к СаО равно 1: :О,1, в количестве I кг/т стали. Результаты изменени химического состава шлака и металла, представленные в св детельствуют о том, что подача материала , повышающих) в сость шлака, в виде порошка позвол ет получить хорошие результаты . Г именение цредлагаемс х способа обработки металла инертным газом. По сравнению с известным позвол ет увеличить в зкость шлфса, резко уменьшить . его реакционную способность, повыс11ть химическую однсфодность металла в улучшить его качество. Экономический эффект от внедрени предлагаемого способа достигаетс за счет снижени брака по химическому составу на 0,5% и при годовом объеме произведет 2 Млн. т стали он составит 567 тыс. руб. в год.The invention relates to ferrous metallurgy, more specifically to the treatment of a metal with an inert gas, for example argon. The known method for the treatment of metal with an inert gas, y) and the implementation of the boiler gas in the form of bubbles is introduced into the metal in an amount of 2–4 O% of the processing costs, and the rest of it is discharged into the zone. in the form of separate jets at different angles to the horizontal II plane. The disadvantage of the known method of metal purging with an inert gas is the fact that the slag after the metal is treated with an inert gas has a high reactivity, which leads to oxidation of the alloying elements, and this increases the chemical heterogeneity of the finished steel. The closest to the proposed tax is a method of treating a metal with an inertial gas, according to which metapp is blown with gae in a ladle through a refractory form with channels, having reciprocating mixing & vertical na1flenin. When lowering the tuyere into the melt, the intensity of the gas supply is successively increased from 5-1O% to the target value, and when it is raised, the intensity decreases sequentially. They are with a load of up to 5-15% of its size 2. A well known method does not allow obtaining a chemically homogeneous metal throughout the entire bucket volume; It does not allow to reduce the liquid mobility and reactivity of the slag located on the surface of the metal in the ladle, which 1kkvodit to change the chemical composition of the metal in the process of razpivka steel due to contact with schleis. The aim of the invention is to reduce the reactivity of slag, increase chemical homogeneity of the metal and improve its quality. This goal is achieved by the fact that according to the method of treating metal with an inert gas in a steel casting ladle. 39 which includes gas supply through the tuyere submerged from above and moving the tuyere in the process of blowing in a vertical direction, 1-4 minutes before the end of the blowing, substances that fuse its viscosity are seated on the slag surface, after which the tuyere is raised up to the level of penetration equal to. 10-25% of the metal column, while the flow rate of the squatted substance is 0; 5-5, O kg / ton of steel. Magnesite, lime, and magnesia-lime with a MgOrCaO ratio of 1: (0.06-0.08) are used as the viscosity-increasing substance of the slag. The addition of substances that increase the viscosity of the shyak reduces the reactivity of the slag, which reduces the loss of alloying elements in the batching process of the metal in the ladle during casting, by reducing the intensity of mass transfer between the metal and slag. Moving the tuyere upwards after adding substances that increase the viscosity of the slag allows you to quickly move the slag with the slag and thereby reduce the slag capacity of the slag by increasing it in the viscosity. The reduction of the slag's reactivity and the reduction of the lesion of lepty elements create conditions for the quality of the metal. As a result of conducting pilot tests, the main parameters of the proposed method of blowing metal with inert gas were established. So, pr, edvpg) emvny additives of substances that slag in the slag, namely 1-4 minutes to Koshchika Sch), and the flow of the substance (0.5-5.0 kg / t of steel) depends on the temperature of slag, its chemical composition, on the amount of slag in konshe. With a slight overheating of the slag above the liquidus temperature (at and less), a small amount of it in the ladle (ischmer, 1% by weight of the metal) and low hard mobility (which, in addition to the slag temperature, depends on its chemical composition), it is sufficient to add 0, 5 kg / ton of steel of a substance that increases the viscosity of the slag, 1 minute before the end of the blow. A further decrease in the amount of substance and time spent in the ladle 15) is impractical because this does not ensure a sharp increase in the viscosity of the slag due to a change in its chemical composition and a decrease in its 3 temperatures. With a significant overheating of the slag above the liquidus temperature (more than by), its high liquid mobility and a large amount of slag in the ladle (for example, 5% by weight of the metal), 5 kg / ton of steel that increases the viscosity of the slag must be added 4 minutes before the end of the first blow . A further increase in the amount of sequestering substance and removal of seizure 1 is expedient, since 14 leads to an overexpenditure of the substance used for thickening the slag and lengthens the time. The degree of deepening of the tuyere after the syrup of the substance that increases the viscosity of the slag, equal to 10–25% of the metal column, depends on the following factors. When the value of agglomeration is less than tO% of the metal column, the zone of the slag layer entrained by hydrodynamic flows is mixed in, which leads to a decrease in the efficiency of mixing the slag with the material to sit down, and, consequently, reduces the effectiveness of retarder. the energy of hydrodynamic flows is spent to a greater extent on the mixing of the metal, rather than slag, which will also reduce the positive effect. As substances that increase the viscosity of the slag, such metals as lime and magnesite may be most paciqjocTpaHeHHie. Well thickens slag magnesia lime with a ratio of MDO to CaO, equal to 1: (O, 0b-O, e). It is also possible to use gfomagnezite, dolomite, chamotte and others. materials that increase the viscosity of the slag. The ratio to CaO, equal to 1: 0.06, is used in the case of thickening of slag, which has a relatively low temperature, and as part of which already has jvyO. Further reduction is impractical, as it will not allow sufficiently thicken the putty. The ratio of MgO to CaO, equal to 1: O, O8, is used in the case when the slag has a high temperature (for example, 162Cf c) and does not contain. A further increase in this ratio is impractical because it requires special equipment for its preparation, which leads to a sharp increase in its value. Example 1. In a 350 t oxygen converter, the scrap is loaded, the pig iron is fed into the gf blower with oxygen, and the slag-forming additives are prepared using this technology. When a given carbon and metal temperature is reached, the plate is poured into the casting ladle. During discharging, smelting into a coil) and deoxidizing agents and ferroalloys are planted to alloy the metal. At the same time, the ladle is placed on a stand for 1-blown metal with an inert gas. The steelmaker 1 | brew KOSH} and the sink melts 1% of the mass of the metal, the slag overheats at the liquid-liquor temperature. The chemical slag of the slag, taken before argon metal 1FODA, was given in the table (sample 1). The metal ai iOHOM is purged through a submerged uncooled tuyere with an immersion at 85% of the metal depth. 1 min before the end of the blowers on the surface of the slag Щ}, they set 1Sleeve in the amount of 0.5 kg / t of steel, Flm is lifted up to the level of deepening, equal to 10% of the metal column and 14 are approached. A sample of the shpak, taken after the end of the 1 blower (2), shows that the content: CaO in the slag has increased. Visually slag, over the entire surface of the bucket is thick. After one blower, the steel teeming ladle is fed to the caster. Samples of metal taken in the process of casting (phases 3, 4, 5) showed that ITO practically did not change the chemical composition of the steel in the process of casting). EXAMPLE 2. In the Converter, you swim in the same way as in 1, but 5% of converter slag falls into the steel rim ladle, and the liquidus regulates the slag above the liquidus temperature. The chemical composition of the slag and the metal in the ladle before bluing is shown in the table (sample b). 4 minutes before the end of the scoop on the slag surface (magnesia lime is given (ratio to CaO equal to 1: O, 8), 1 copy 5 kg / ton of steel in copying, the lance is lifted up to the level of a depth of 25% of the metal pillar and the surface is pressed Analysis of slag and metal hpoba after the end of i) blasting is shown in table (s) 0 and 7). According to centuries of physical assessment, slag is thick, sedentary. Samples of metal taken at the beginning (phoba 8), middle (sample 9) and end of casting (sample 10) show that the change in the chemical composition is insignificant, i.e. the metal is chemically homogeneous. Example 3. Steel melting in the converter and purging with argon of the wire is analogous to tephimer 1 with the following characteristics: 3% slag by mass of metal gets into the casting ladle, the slag overheating above the atrium rate of liquid forms. At the end of the {foduvkn steel with argon in a ladle for 2.5 minutes to the bottom of the purge and set 2.5. kg / t. machine lime with a MgO: CaO ratio of 1: 0, O6, and raise the tuyere up to the level of 15% of the metal column. Slag and metal samples taken by the orea {by blowing metal with argon | (y, after finishing 1 liqjt) 6e 12), first cast on caster ({fob 13, in the middle of casting (; ba 14), and at the end of casting (15) show that the metal throughout the ladle is homogeneous prior to chemical analysis. magnesian lime is introduced into the metal stream of phon; in KOTqpc, the ratio of M to CaO is 1: O, 1, in TBE I kg / t steel. The results of the chemical composition of the slag and the metal, presented in the following, indicate that the supply of material, which increases the slag in the slag, in the form of a powder, gives good results. The name of the proposed method of metal treatment with an inert gas. Compared with the known, it allows to increase the viscosity of the belt, to sharply decrease. its reactivity, increasing the chemical uniformity of the metal to improve its quality. The economic effect of the implementation of the proposed method is achieved by reducing the chemical composition waste by 0.5% and at an annual volume will produce 2 Mln. tons of steel, it will be 567 thousand rubles. in year.

СЧ Ю (М О tMF Yu (M About t

CD to Ю Ю CD to Yu Yu

С7 N Н (О - C7 N H (O -

6 6 О о о6 6 About o o

ЮCD tСМUCD tСМ

09СО Чс 309SO Chs 3

о о ОО(5о о оО (5

ю оyoo o

тч соtch with

лl

оabout

® - « I® - “I

(М н(M n

юYu

Ю СиU si

Г ЮG Yu

со Юwith u

со со with so

Tj. TtTj. Tt

о about

ЮYU

соwith

Ю (NYu (N

CD Г 00 05 I-CD G 00 05 I-

CMCM

t cvl OOJcOOOJ-O I CO DCDЮCDCDt cvl OOJcOOOJ-O I CO DCDÜCDCD

rJ Г-) T-) ) и О COCO r-f HIOCOCO HCO . . rJ Г-) T-)) and О COCO r-f HIOCOCO HCO. .

d d d d d o d d О dd d d d d d d d d

2-й m 5 Ю CO CM2nd m 5 Yu CO CM

OOOOOo о о о оOOOOOo oh oh oh

о о о о d о d d d doh oh oh d o d d d d

ОABOUT

t- 9.t- 9.

COCO

Г- COH-CO

КTO

ЛL

CO CO

« I "I

I.I I т}ГI.I I t} G

- Tf- Tf

T CO,IIT CO, II

CO q , ,CO q,,

CO tCO t

II

CO t.Co t.

toЮ ,toY,

CDCD00-HCDCD00-H

Ojeo I I I Ojeo I I I

tt

Юto Yto

9. I9. I

I CM toI CM to

I II I

COCO

00 CO00 CO

HCMCO to CDr-00 05OHCMCO to CDr-00 05O

r-fr-J - i- Hr-)r-)T4r-iCMr-fr-J - i- Hr-) r-) T4r-iCM

Claims

CO 992 Claims I. A method of treating a metal with an inert gas in a steel-teeming ladle, including gas supply. The lance loaded from above and the movement of the tuyere into the process of purging into the city of Tikalyum is characterized in that, with a chain of reducing the reactivity of the slag, increasing the chemical homogeneity of the metal and improving its quality, 1-4 minutes before putting it on the slag surface, the substances that increase its viscosity, after which the lance is lifted up to a level of burial equal to 10-25% of the metal column, this consumption of the absorbing substance is 0.5-5.0 kg / ton of steel. 23.10 2. The method according to claim 1, wherein the magnesite is introduced as a weighing agent that increases the viscosity of the slag. 3, Pop.1 method, distinguished by the fact that as a broadcaster, which increases the viscosity of the slag, BBoasrr; lime, 4. The method according to p. 1, is also due to the fact that, as a substance that increases the viscosity of the slag, entered into non-lime lime with a ratio of MgO: CaO equal to 1: (O, O6-O, 8 |. Sources of information that are taken into account Hfi ekcnepreae 1. USSR author's certificate I 5O9650, CL, C 21 C 7 / OO, 1976.

2. USSR author's certificate I 520407, cl. C 21 C 7 / O6, 1976.