Журнал “Металлургическая и горнорудная промышленность». - Днепропетровск –№12. 2003 - с. 37-39
Опыт использования нового
алюминиевого раскислителя в
оболочке
для раскисления
полуспокойной конверторной стали.
ЗАО
«Полимет» г. Донецк, Украина
Основной задачей раскисления является снижение растворенного в металле кислорода до пределов, обеспечивающих нормальное проведение дальнейших технологических операций и получение качественного проката.
Это достигается за счет присадок в ковш раскислителей, имеющих большое сродство к кислороду, например, алюминия.
Несмотря на то, что алюминий является одним из самых распространенных в природе элементов (содержание в земной коре 8,8 %), его дефицит и высокая стоимость предопределяется большой энергоемкостью производства и высоким угаром при раскислении стали (80-95 %).
В работах [1,2] показана целесообразность использования для раскисления стали в ковше раскислителя алюминиевого в оболочке по ТУ У 14-16-170-2001 в замен чушкового алюминия.
Раскислитель марки РА-30 содержит 28-32 % алюминия в виде слитка и 70 % чугуна в виде оболочки. Плотность у такого раскислителя 4,75-5,2 г/см3, больше чем у шлака, а сам алюминий полностью изолирован от окислительного воздействия шлака и атмосферы [3].
Технология раскисления стали в ковше раскислителем РА-30 опробована на предприятиях ЗАО «Истил-ДМЗ», ОАО «МК им. Дзержинского», ОАО «МК им. Ильича» и ОАО МК «Азовсталь» при производстве спокойных марок стали.
Технология предусматривает предварительное раскисление стали при выпуске в ковш раскислителем РА-30, окончательное раскисление в ковше после выпуска плавки алюминиевыми блоками и, при необходимости, корректировку металла алюминием на установках доводки металла.
Особенностью настоящего исследования является то, что опробование и освоение технологии раскисления металла раскислителем РА-30 произведено на полуспокойных марках стали.
Выплавку металла осуществляли в кислородно-конверторных цехах, в конверторах емкостью 150 и 160 т.
Отличием технологии раскисления стали, выплавляемой в конверторе емкостью 160 т являлось то, что для раскисления металла в ковше использовали раскислитель РА-30 с одной открытой гранью [4]. Это требование потребителя обусловлено небольшой длительностью выпуска плавки из конвертора (2-5 мин) и связанным с этим опасением того, что чугунная оболочка за это время может не расплавиться.
Присадку раскислителя РА-30 массой до 15 кг производили вручную по ходу выпуска плавки в ковш.
Чушковой алюминий на опытных плавках не применялся.
Количество присаживаемого в ковш раскислителя РА-30 регламентировали массовой долей углерода в металле перед выпуском плавки и примерно соответствовало (по массе) количеству присаживаемого в ковш чушкового алюминия.
Технологические показатели, полученные на опытных (с использование раскислителя РА-30) и сравнительных (с использованием чушкового алюминия) плавках приведены в таблице1.
Учитывая то, что при раскислении стали алюминий практически полностью окисляется, оценку эффективности опытного и сравнительного вариантов технологии производили по степени раскисленности, характеризуемой поведением металла в изложнице, содержанию остаточного алюминия в пробах, отобранных на разливке и по качественным показателям готового проката.
Видно, что несмотря на более низкое содержание алюминия в раскислителе РА-30 качественные показатели проката из металла, произведенного по опытному и сравнительному вариантам технологии находятся на одном уровне, а в некоторых случаях даже лучше сравнительного варианта.
Так, например, основной показатель раскисленности стали – время искрение металла в изложнице для опытного и сравнительного вариантов технологии на плавках произведенных в 160 т конверторе находилось в пределах 22-27 сек, а на плавках произведенных в 150 т конверторе 5-120 сек при максимально допустимом 40 сек. Время искрения металла в изложнице превышающее 40 сек у опытного варианта технологии наблюдалось на 7,2 % плавок, в то время как у сравнительного варианта на 9,4 % плавок.
Количество рослых слитков на опытных плавках составило 17,7 % против 20,5 % на сравнительных плавках, выплавляемых в 150 т конверторе.
На плавках, выплавленных в 160т конверторе соотношение выпуклых и ровных поверхностей головной части слитков у опытного варианта технологии более предпочтительно, чем у сравнительного (у опытного варианта соотношение выпуклых и ровных слитков составило 79,8 % и 20,2%, соответственно, а у сравнительных 33% и 67%).
Массовая доля алюминия в пробах отобранных на разливке у опытного и сравнительного вариантов технологии находилась в пределах 0,001-0,006% (среднее 0,004%). Выполненные расчеты показали, что при раскислении стали раскислителем РА-30 усвоение алюминия в 2-4 раза выше, чем при раскислении чушковым алюминием.
Величина дополнительной обрези, зачистки и брак первого предела у опытного варианта меньше, чем у сравнительного.
Коэффициент замены, определяемый отношением массового расхода раскислителя РА-30 к массовому расходу чушкового алюминия, составил 0,87-1,14.
Экономическая эффективность от использования раскислителя РА-30 взамен чушкового алюминия составила 0,6 грн/т стали.
Таким образом, опытно-промышленное опробование раскислителя РА-30 для стабилизации окисленности полуспокойной стали, взамен чушкового алюминия показало эффективность чугунной оболочки для защиты алюминия от окислительного воздействия атмосферы и шлака. Усвоение алюминия металлом при раскислении его раскислителем РА-30 в 2-4 раза выше, чем при использовании чушкового алюминия. При коэффициенте замены чушкового алюминия на раскислитель РА-30 0,87-1,14 обеспечивается получение химического состава готовой стали и качественных показателей готового проката в соответствии с существующей нормативно-технической документацией. Экономическая эффективность составила 0,6 грн/т.
Библиографический список
1. Серов А. И., Ярославцев Ю. Г. Сталь,2003г., №1 , с 45-47
2. Серов А. И., Ярославцев Ю. Г. Металлургическая и горнорудная промышленность, 2003 г. №5 , с 17-19
3. Пат. № 38915 А Украины. Способ подготовки алюминиевого раскислителя стали/Серов А. И., Ярославцев Ю. Г., Сочнев А. Е. и др.//Промышленная собственность, 2001, №4.
4. Пат. №55925А Украины. Способ подготовки алюминиевого раскислителя стали/ Серов А. И., Ярославцев Ю. Г., Балабанов И. Ф// Промышленная собственность. 2003. № 4.