Лигатур в отделении синтетических шлаков и жидких лигатур конвертерного цеха комбината "Азовсгаль" Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 669.184

П.М.Семенченко , С.Г.Мельник, М.А.Поживанов.

ВЫПЛАВКА РАФИНИРУЮЩИХ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ ЛИГАТУР В ОТДЕЛЕНИИ СИНТЕТИЧЕСКИХ ШЛАКОВ И ЖИДКИХ ЛИГАТУР КОНВЕРТЕРНОГО ЦЕХА КОМБИНАТА " АЗОВСТ А ЛЬ "

При производстве сталей, содержащих в своем составе хром (10ХСНД, 15ХСНД. 40Х, 50ХН, 40ХНМ и др.), значительной проблемой является получение заданных содержаний хрома, распределенного равномерно в объеме жидкой стали, а также без химической неоднородности в литой заготовке и готовом прокате. Ввести хромсодержащие ферросплавы для получения содержания хрома в стали в заданных пределах можно в сталеплавильный агрегат, в нашем случае - конвертер емкостью 350-400 т, или сталеразливочньш ковш емкостью 350 т Однако расплавление и растворение хрома из кусковых ферросплавов в условиях окислительной атмосферы конвертерной плавки будет проходить с окислением хрома по возможной реакции [1]:

2\Cr\ + 3>\0\ = {Сг203)<

(1)

которая характеризуется изменением свободной энергии образованна оксида CrXJ- в стандартном состоянии:

_, о

AGT = -197382+ 85,25 Т,

(2)

константа равновесия может быть определена из уравнения:

\ёК

Cr2<h

43140

f~

-18,634 ,

(3)

здесь 7 =t°C + 27.4 - температура абсолютной шкалы, К.

В flj И.С.Куликов отмечал, что в связи с относительно невысокой раскислительной способностью хрома в железе при низких концентрациях крома продуктом раскисления является шпинель

Реж +2jCrj+4jOj = FeO • Cr20~ ,

"ЛО-г = -237012+ 99,88 Т , \«K =_51806

lCAft()Q;ft, j, ' '

(4)

(5)

(6)

Оксид хрома или шпинель переходят в шлаковую фазу с безвозвратной потерей хрома с конечным конвертерным шлаком.

Присадка хрома в виде сплавов его с железом в сталеразливочньш ковш также недопустима, т.к. при температуре стали на выпуске в ковш от 1530° до 1670ЧС ферросплавы, имеющие высокую температуру плавления, например, феррохром марок ФХ006-1903 К, ФХ800-1773 К, не будут растворяться в жидкой стали без специальных технологических приемов. Для того, чтобы избежать безвозвратных потерь дорогостоящего хрома, его вводили в сталь в виде жидкой хромсодержащей лигатуры.

На комбинате "Азовсталь" совместно с ЦНИИЧМ разработана и опробована технология выплавки хромсодержащих лигатур, применяемых в жидком состоянии для последующего легирования конвертерных сталей, содержащих в своем составе хром. Лигатуру выплавляли методом плавления кусковых хромсо держащих ферросплавов в основной дуговой печи ДСП-12НЗ. В качестве шихтовых материалов применяли кусковые ферросплавы (табл.). ферросилиций ФС65, силикомарганец СМпП и ферросиликохром ФХС20 в количествах соответственно 240-250 кг, 175-185 кг, 430-440 кг на 1 т лигатуры. К ферросплавам добавляли 135-147 кг металлического лома на 1 т лигатуры. Общий вес металлошихты составлял 11,6-11,9 т.

Таблица

Химический состав ферросплавов, применяемых для выплавки жидких лигатур

Наименование и марка ферросплавов ГОСТ, ТУ Массовая доля элементов.

С Мп А1 Сг Р 8

Ферросилиций 1 'ОСТ 1415-78 н.б. 63-68 . н.б. н.б.

ФС65 0,4 0.1 0,03

Силикомарганец \ ОСТ 4756-77 н.6. н.м. 17,0 н.б. н.б. н.б. н.б.

СМпП 1,7 65,0 19,9 2,0 0,4 0,05 0,02

Ферросиликохром ГОСТ ! 1861-77 н,б. - 16,0 - н.м. н.б. н.б.

ФХС20 : : 4.5 23.0 48,0 1. 0,04 0,02

Для выплавки лигатур применяли свежеобожженную металлургическую известь (СТП 232-13-86) и плавиковый шпат (ГОСТ 7618-83) фракции не более 50 мм. Фракция применяемых кусковых ферросплавов также не превышала 50 мм. Ферросплавы загружали в печь предварительно приготовленной загрузочной корзиной с набранными в определенном порядке ферросплавами при снятом своде. Известь и плавиковый шпат с отношением компонентов 3:1 в количестве до 100 кг на тонну лигатуры присаживали на подину печи ленточной бросковой машиной типа ЗЛЭ 25-52 перед завалкой металлошихты из корзины. В случае применения металлолома линейные размеры кусков его не должны превышать 0,5 м и массу 0,5 т.

Плавление шихты начинали на максимальной мощности с последующим ее понижением. При образовании колодцев в шихте добавляли смесь изь«г,хи с плавиковым шпатом в соотношении компонентов 3:1. После расплавления шихты производили замер температуры, которая должна превышать температуру ликвидуса расплава. Готовая лигатура содержала в своем составе 26,1 % Б1, 11,5 % Мп, 20,1 % Сг, 2,01 % С, 0,05 % Р, 0,017 % Б, Ге - остальное.

Рафинировочный известковоглиноземистый синтетический шлак (СШ) выплавляли из глиноземистого полупродукта и извести в дуговой электрошлакоплавильной печи. Гомогенизированный СШ в количестве 400-450 кг на 1 т лигатуры с температурой 1615- 1640°С выпускали из шлакоплавильной печи в подготовленный сталеразливочньш ковш, который н а тележке подавали под выпуск жидкой лигатуры из печи (или печей) ДСП-12НЗ (рис.). После слива лигатуры, ковш передавали под выпуск из конвертера полупродукта для последующего рафинирования и легирования.

Таким образом, в конвертерном цехе комбината "Азовсталь" разработана и освоена технология выплавки комплексных хромсодержащих лигатур в дуговых электропечах для последующего применения вместе с

синтетическим шлаком для легирования и рафинирования конвертерной стали, выплавляемой в большегрузных 350-тонных конвертерах.

Шихто&ые материмы

4

1 Зтрузоьнся

«арьин я.

КомЁертер ёмк. ^<5От

мкшинсс.

> / /ш/ПШМ^^»МГЦ*///лтг

Ста/7ера'з¿и^чньгй ка&ш

Рис. С хема производства жидких лигатур в конвертерном цехе комбината "Азовсталь". I дуговая электрошлакоплавильная печь; 2 - загрузочная машина типа ЗЛЭ 25-52; 3 -загрузочная корзина; 4 - электродуговая печь ДСП-12НЗ; 5 - сталеразливочный ковш емкостью 350 т; 6 - конвертер емкостью 350-400 т; 7 - система загрузки шихтовых материалов в шлакоплавильную печь

Бивлиогр афичеекий список Куликов И.С. Раскисление металлов, М., Металлургия, 1975,- 504 с. с ил.