Шлак для выплавки конвертерной стали

(51) 21 7/00 (2009.01) 21 5/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Необожжнный доломит - 10 - 25 Марганцевый концентрат - 10 - 25 Жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавкиостальное. Целью изобретения является повышение рафинирующей способности образующихся при использовании компонентов шлака для выплавки конвертерной стали,снижение расхода ферросплавов,извести,износа футеровки конвертеров,повышение качества металла. Поставленная цель достигается тем, что в состав заявляемого шлака для выплавки конвертерной стали введн жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавки, необожжнный доломит и марганцевый концентрат, что позволяет значительно повысить рафинирующие свойства шлака, стойкость футеровки конвертера,снизить расход марганецсодержащих сплавов и извести, повысить качество металла на прокатном переделе.(72) Куспанов Ербол Галымович Дьяков Андрей Валерьевич Золин Андрей Николаевич Добромилов Александр Александрович Цымбал Виктор Павлович Кутдусова Халифа Ширьяздановна(73) Акционерное общество АрселорМиттал Темиртау(56) Предварительный патент РК 2278, кл. С 21 С 7/076, 1995(54) ШЛАК ДЛЯ ВЫПЛАВКИ КОНВЕРТЕРНОЙ СТАЛИ(57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к конвертерному производству. Технический результат заключается в том, что для ведения конвертерной плавки используется конечный шлак, дополнительно содержащий необожжнный доломит и марганцевый концентрат при следующем соотношении, мас. 23499 Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к конвертерному производству. Известен флюс состава вес.Доломит - 15 - 20 Ковшевой основной мартеновский шлак - 20 - 25 Масло креозотовое или антраценовое или сланцевое - 10 - 15 Плавиковый шпат- остальное.(А.с. СССР 678075 КЛ. С 21 С 7/00, 1979 Бюл.26). Наличие в составе флюса плавикового шпата делает флюс экологически вредным, а сам флюс не обладает всем комплексом рафинирующих свойств по отношению к металлу. Помимо этого,применение плавикового шпата приводит к повышению активности закиси железа в шлаке, что оказывает отрицательное влияние на десульфурирующую способность последнего. Известна шлакообразующая смесь преимущественно для конвертерного производства,(А.с. СССР 399535, С 21 С 5/06, 1972, ДСП),включающая, вес. Известь - 35-45 Окислы марганца - 10-20 Окислы железа - 2030. Эта смесь не может подвергаться длительному хранению, при использовании вносит влагу в конвертер и оказывает вредное влияние на футеровку. Известен также флюс для основного сталеплавильного процесса (А.с. СССР 834142,С 21 С 5/28, 1981, Бюл 40), имеющий состав,вес. Окись кальция - 65 - 70 Окислы железа - 1827 Окислы магния - 812. Вязкость этих флюсов при температурах сталеплавильных процессов превышает 0,9-1.2 пуаз,что снижает их рафинирующие свойства. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является флюс для основного сталеплавильного процесса.(Предварительный патент РК 2278, С 21 С 7/076, 15.09.95 Бюл. ПС РК 3),Состава, вес.Известняк- 10-25 Необожжнный доломит- 10 - 25 Жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавки (ЖКШ) - остальное Этот флюс взят в качестве прототипа. Целью изобретения является повышение рафинирующей способности образующихся при использовании, компонентов шлака для выплавки конвертерной стали,снижение расхода ферросплавов,извести,износа футеровки конвертеров,повышение качества металла. Поставленная цель достигается тем, что в состав заявляемого шлака для выплавки конвертерной компоненты Масс.2 стали введн жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавки, необожжнный доломит и марганцевый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.Необожжнный доломит - 10-25 Марганцевый концентрат - 10 - 25 Жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавки (ЖКШ)остальное. Марганцевый концентрат перед использованием подвергается обработке (сушке) до 500 С во вращающихся печах кипящего слоя. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый шлак (ЖКШ) отличается от прототипа одновременным введением в его состав необожжнного доломита и марганцевого концентрата. Это позволяет сделать вывод, что заявляемый шлак (ЖКШ) отвечает критерию новизна. Введение в состав заявляемого шлака необожжнного доломита и марганцевого концентрата приводит к следующим положительным результатам в процессе выплавки конвертерной стали и дальнейших переделах е на готовый прокат. Жидкий конечный шлак предыдущей плавки (ЖКШ) имеет следующие характеристики, мас.СаО - 43,0- 47,0- 6,5-10,0 МО- 4,0- 8,0 2 - 8,2-15,0 А 12 О 3- 1,5-4,0 Р 2 О 5 - 1,5-4,9- 15,0-20,0- 0,100-0,120 Температура начала плавления шлаков составляет, (-/сред) 1320 С- 1440 С/ 1370 С Коэффициент распределения серы между шлаком и металломколеблется в пределах 4,8 7,0 (в среднем 5,8), а сульфидная емкость шлаков(ЖКШ) перед образованием заявляемого шлака составляет 1570-1620 С, а вязкость 0,8-1,1 П (пуаз). При контакте (ЖКШ) обладающего высоким теплосодержанием и химическим потенциалом с необожжнным доломитом состава мас. СаО - 55,0- 32,0 2 - 13,0 доломит подогревается до температуры диссоциации 680-750 С за счт физического тепла жидкого шлака. В процессе диссоциации происходит образование окислов (СаО) ии значительное выделение окиси углерода, которое перемешивает шлаковый расплав. Введнный в состав заявляемого шлака марганцевый концентрат состава мас. 23499 за счт физического тепла жидкого шлака способствует диссоциации высших окислов марганца (М 2) при температуре 560 - 660 С и заканчивается при температуре 1180 С с образованием устойчивых оксидов марганца (МпО). Образующийся в процессе взаимодействия компонентов, в заявляемых пределах, шлак,полученный за счт использования физического и химического тепла (ЖКШ) при температурах конвертерного процесса 1570-1650 С имеет невысокую вязкость в пределах 0,40 - 0,55 пуаз. Сумма окисловв таком шлаке находится в пределах 55-63. Коэффициент распределения серыпри этих температурах достигает 9-12 единиц, а сульфидная мкость 1,8-2,3 т.е. рафинирующие свойства заявляемого флюса значительно выше, чем у (ЖКХ). Добавкав малоосновной шлак приводит к снижению вязкости за счт образования мелких катионов вместо полимерных соединений, обладающих меньшей рафинирующей способностью. Увеличенное количество в образующихся шлаках низших окислов марганца (МО) вместо высших (МО 2) приводит к следующим результатам- повышается активность шлаков к сере также за счт разрушения полимерных соединений И снижения вязкости шлаков- при температурах конвертерного процесса более 1600 С (1600-1670 С), высокой основности и содержанию (МО) в повышенных пределах - 1015 происходит переход части марганца из шлака в металл с повышением его остаточного содержания на 0,03-0,04 (до 0,06-0,08), что приводит к снижению расхода марганецсодержащих ферросплавов на 0,50-0,60 кг/т- повышение содержания марганца в металле приводит к снижению количества растворнного кислорода с 0,07-0,10 до 0,05-0,06, что приводит к уменьшению угара ферросплавов и количества неметаллических включений в стали- позволяет получить содержание серы в металле в пределах 0,010-0,015, что приводит к повышению пластических свойств металла, ударной вязкости и снижению брака. Использование заявляемого шлака при выплавке конвертерной стали позволяет повысить стойкость футеровки за счт повышения адгезии шлака к магнезитовой футеровке конвертера. Совокупность признаков в заявляемом шлаке придат ему новые положительные свойства,выражающиеся в повышении сульфидной мкости шлака при одновременном повышении стойкости футеровки конвертеров,снижении расхода марганецсодержащих ферросплавов и улучшению качества поверхности металла по дефекту рвань холоднокатаного металла. В таблице 1 приведены оптимальные значения заявляемого шлака(варианты -), варианты ( и ) вне заявляемых пределов, а также прототип и соответствующие им коэффициенты распределения между шлаком и металлом , сульфидная мкость , сумма активных компонентов в шлаке, расход ферромарганца на низкоуглеродистом металле, содержание серы на выпуске, износ футеровки за плавку (мм), брак по дефекту рвань холоднокатаного металла . Как следует из данных таблицы, использование шлака в заявляемых пределах в конвертерной плавке позволит снизить содержание серы на выпуске на 0,003-0,004, расход ферромарганца сократить на 0,5-0,6 кг/т, повысить стойкость футеровки конвертера, снизить брак по дефекту рвань холоднокатаного металла на 0,1, в сравнении с прототипом иивариантами вне заявляемых пределов. Заявляемый шлак получают следующим образом Пример 1. Сталь выплавляют в 300 т конвертере из чугуна с содержанием фосфора до 0,300 и серы- 0,035 одношлаковым процессом. После продувки ванны сверху кислородом в течение 18 мин и присадки рассредоточение извести в количестве 25 т,отбора пробы производят слив металла и части шлака. В конвертере оставляют 20 т жидкого шлака,температура которого 1620 С, а химический состав, СаО-43,5 -3,5-4,5 2 -9,5 Р 2 О 5-3,5 А 12 О 3 - 1,5 Р 2 О 5 - 3,5 - 18,2- 0,110. На этот шлак при установке конвертера в вертикальное положение присаживают 3,0 т необожжнного доломита состава, масс. СаО 31,40 -19,65 20,785 -0,042 ппп (потери при прокаливании) - остальное и 3,0 т марганцевого концентрата состава,М общ-43,74 МО 261,88 МО-5,0 -6,75 2-13,79 -0,42 0,10 123-1,95 -0,010. После выдержки в течение 3-х минут и покачивания конвертера производят завалку металлолома и заливку чугуна состава,Р-0,300-0,035. Продувку сверху ведут одношлаковым процессом в течение 18 минут. По ходу продувки рассредоточено присаживают 25 т извести, перед выпуском производят отбор проб шлака и металла,оценку износа футеровки, качество металла. Марганцевый концентрат перед использованием подвергается сушке до 500 С. Основные показатели приведены в таблице 2. Пример 2 (по прототипу). В конвертере, как в примере 1, оставляют 20 т конечного шлака с температурой 1610 С. На шлак присаживают рассредоточение по 3,0 т известняка и необожжнного доломита, производят завалку лома и заливку чугуна состава,Р-0,300 -0,035. Продувку производят одношлаковым процессом. На выпуске производят отбор проб металла и шлака,оценку износа футеровки и качества металла. Основные показатели приведены в таблице 2. Из этих данных видно,что использование предлагаемого шлака в заявляемых пределах значительно улучшает показатели конвертерной плавки и качество металла и имеет признаки существенной новизны. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Шлак для выплавки конвертерной стали,содержащий жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавки, необожженный доломит,отличающийся тем, что он дополнительно содержит марганцевый концентрат при следующем соотношении, мас.необожженный доломит- 10-25 жидкий конечный конвертерный шлак предыдущей плавки