книги из ГПНТБ / Производство стали в конвертерах учебное пособие для подготовки квалифицированных рабочих на производстве С. И. Лифшиц. 1960- 17 Мб

18,0 Конвертерный процесс с продувкой чугуна кислородом сверху

ми„ что увеличивает количество внешних пороков. Выход рельсов первого сорта по мелким профилям КР-70 (вес 1 пог. м. — 52,7 кг) и КР-80 (вес Риог. л — 63,52 кг) составляет в среднем 92,3%.

Внешние пороки конвертерных подкрановых рельсов имеют обычное происхождение и не связаны с какими-либо особыми свойствами конвертерной стали.

Макроструктура подкрановых рельсов зависит главным об­ разом от температуры и скорости разливки, от вязкости стали и характера подъема металла в изложницах. Железнодорожные

рельсы из металла опытных плавок, продутых кислородам свер­ ху, показали удовлетворительные результаты по механическим и технологическим свойствам. Так, при содержании в стали 0,65— 0,76% С, 0,60—0,78 Мп, 0,18—0,27% Si, 0,023—0,045% S и 0,014—0,041 % Р предел прочности колебался от 84 Ло 95,5 кг/мм2,

относительное удлинение—от 6 до 9%, твердость по Бринелю—

от 229 до 285, стрела прогиба при копровых испытаниях — от 47

до 57 мм (первый удар).

Производство стали с повышенным содержанием углерода путем науглероживания ее жидким чугуном. Лучшим способом

работы является остановка продувки на заданном содержании

углерода с последующей корректировкой количества углерода молотым термоантрацитом или коксом в ковше при случайном незначительном передуве. Преимуществами такого способа ра­

боты являются сокращение продолжительности продувки, сни­ жение удельного расхода кислорода, уменьшение окисленности стали и шлака, уменьшение угара раскислителей и улучшение стойкости футеровки. Однако иногда работают еще с передувом стали и последующим науглероживанием ее жидким чугуном.

Если содержание марганца в стали допускается выше 0,5%, то сталь науглероживается обычным чугуном из миксера. Если же содержание марганца в стали должно быть ниже 0,5% (на­ пример, в инструментальных сталях), то сталь после передувки

до 0,05—0,07% С науглероживают специальным маломарганцо­

вистым ваграночным чугуном или чугуном, обработанным в ков­ шах кислородом с применением шлаковых смесей. Для получе­ ния низкого содержания марганца в стали нужно в максималь­

ном количестве сливать первичный шлак и наводить новый окис­ лительный шлак, чтобы устранить восстановление марганца.

При науглероживании стали чугунам из миксера продувка останавливается на содержании углерода около 0,08%, отбирает­ ся проба для уточнения содержания углерода и марганца и за­ меряется температура металла термопарой погружения. Во вре­ мя отбора пробы сливают 2/з всего шлака и добавляют известь. После этого в конвертер сливается необходимое количество жид­

кого чугуна. Состав чугуна должен быть известен. Плавку нужно

вести горячо, чтобы после слива чугуна металл имел надлежа­

осторожно, чтобы избежать бурной реакции в конвертере. После слива чугуна отбирают пробу и замеряют температуру. Неболь­ шие корректирующие добавки ферромарганца присаживают в конвертер, а молотого кокса — в ковш.

Ниже приводится расчет количества чугуна, которое необ­ ходимо слить в конвертер для науглероживания стали;

В конвертер слито 30 т чугуна. Выход жидкой стали 91,5%,

т. е. в конвертере в конце продувки осталось 27,5 т металла. Нужно получить сталь с содержанием углерода 0,45% и марган­ ца 0,7%. Состав миксер,ново чугуна: 4,2% С; 1,8% Мп; 0,08% Р

и 0,050% S.

Состав стали перед науглероживанием: 0,08% С; 0,42% Мп; 0,018% Р; 0,039% S.

Количество углерода, которое необходимо добавить:

0,45 — 0,08 = 0,37%, или 0,01 • 27,5 • 0,37 ='0,102 т.

Угар углерода из добавляемого чугуна равен 30% (по опыт­ ным данным). Следовательно, 0,102 т углерода составляют толь­ ко 70% потребности. Необходимо добавить углерода

146 ' 10-- = 3470 кг.

4,2

Это количество чугуна внесет в металл марганца

0,01 • 3470-1,8 = 62,5 кг, или 6?’5 ' —- = ф,23%.

27500

Содержание марганца в стали станет

0,42 + 0,23 = 0,65%.

Потребуется незначительная корректировка. С чугуном будет внесено фосфора

0,01 • 3470 • 0,08100 .....

--------------------------------------- и,VI % . 27500

Производство низколегированной стали 25Г2С для арматур­ ной катанки периодического профиля. Сталь 25Г2С должна иметь следующий состав, %:

Получение стали такого состава при продувке чугуна кислоро­ дом сверху не представляет затруднений.

182 Конвертерный процесс с продувкой чугуна кислородом сверху

Легирование марганцем производится й конвертере. Расчет количества ферромарганца производится с Счетом 25—30% уга­ ра марганца и его остаточного содержания в металле. Ферро­ марганец должен быть кусковатым. После присадки ферромар­ ганца нужно сделать два—три покачивания конвертера с дове­

дением ено до вертикального положения. Легирование кремнием

производится 45%- или 75%-ным ферросилицием в ковше.

В ковш присаживается алюминий в количестве 500 г на 1 т

стали. В стали 25Г2С, полученной при продувке чугуна кислоро­ дом сверху, содержится кислорода 0,002—0,004% (в среднем —

Рис. 57. Чистота механических .свойств при растяжении конвертерной арматурной катанки из стали марки

25Г2С

0,0035%); азота—0,007—0,0095% (в среднем — 0,008%); водо­ рода— 2,2—3,8 сл13/100 а, в среднем — 3,2 сл3/100 г.

Прокат толщиной от 6 до 40 мм из мартеновской стали 25Г2С

должен удовлетворять .следующим механическим свойствам:

рис. 57, из которого видно, что при высоких прочностных показа­

телях относительное удлинение значительно превышает требова­ ния для мартеновского металла. Ни одного случая отбраковки металла по холодному загибу не было.

Производство качественной кипящей стали для электродной

В стали СВ-08 следует несколько сужать состав по сере и фос­ фору. Приведенное их содержание относится к готовой катанке.

Неизбежная химическая неоднородность 5-т слитка приводит к выпадам по сере. Поэтому в плавючном составе содержание се­ ры должно быть не выше 0,037%.

При выплавке стали СВ-08 иногда возникают трудности с по­

лучением низкого содержания серы.

Производство катанки марки Т для телеграфной проволоки

не отличается от производства стали марки СВ-08.

Телеграфная катанка из мартеновской стали диаметром 6,5 мм должна выдерживать без нарушения сплошности не менее девяти .перегибов, иметь временное сопротивление разрыву не ниже 32 кг/мм2 и удельное электросопротивление на 1 мм длины

и 1 мм2 сечения при температуре +20° не более 0,133 ома. Телеграфная катанка из конвертерной стали полностью удов­

летворяет этим требованиям. Она выдерживает от 9 до 15 пере­ гибов.

0,120 ома.

Опыты выплавки стали для цельнотянутых труб. В виде опы­

стали не вызывало затруднений при содержании серы в чугуне

не выше 0,06% и марганца не ниже 1,5%.

Процесс 'Следует вести с обязательным сливом первичного

шлака. Сталь раскисляется в ковше 45%-ним ферросилицием и алюминием в количестве 750 г на 1 т стали.

Таблица 47

По механическим свойствам сталь не уступает мартеновской

(табл.47).

Трубы размером 89X3,5 мм, проверенные по .пределу прочно­ сти (не менее 32 кг'/mu1' ) и относительному удлинению (выше

логические испытания проб на раздачу, бортование и сплющи­ вание в основном были удовлетворительными. Бортование вы­

Качество кипящей конвертерной стали. Область применения конвертерной кипящей стали, полученной продувкой чугуна ки­

слородом сверху, очень широка.

Из нее производятся все виды сортового и листового проката. Состав конвертерной и мартеновской стали приведен в

табл. 49.

Таблица 49'

Содержание элементов, %

не более

Марка стали

сМп

S Р

В табл. 50 приводится содержание газов в кипящем металле: (чистота кислорода 98,6%).

Из данных табл. 50 видно, что по газонасыщенности конвер­

терная кипящая сталь не уступает мартеновской.

Данные по ударной вязкости (кгл/сж2) квадратной заготов­ ки 80X80 из конвертерной и мартеновской стали одной и той же

Приведенные материалы овидетелнсшвуют о том, что конвер­ терный процесс с продувкой кислородом сверху позволяет вып­ лавлять сталь большого количества марок, причем прокат из

конвертерной стали по механическим и технологическим свойст­ вам не уступает аналогичному прокату из мартеновской стали.

Конвертерная сталь хорошо сваривается электросваркой и про­ тягивается из катанки диаметром 6,5 мм в проволоку различных

размеров вплоть до! 1 мм без промежуточного отжига.

16.Материальный и тепловой баланс процесса с продувкой чугуна кислородом сверху

Материальный баланс

Расчет ведется на 100 кг чугуна.

Исходные данные для расчета материального баланса приве­ дены в табл. 53.

Расход железной руды составил 6%; расход боксита 1 % .При­ нимаем, что 90% всего углерода сгорает в СО, а 10% —в СОг; угар железа в шлак—1,5%, ив которых 1% окисляется до FeO

188 Конвертерный процесс с продувкой чугуна кислородом сверху

и 0,5% до Fe2O3. Угар железа в дым — 1 % . Износ футеровки ра­ вен 2,0% от веса чугуна. В составе футеровки 69,6% MgO и 10% Сг2О3.

марганца—MnS, а затем переходит в сернистый кальций CaS.

Всего удаляется серы 0,012%. Это количество серы свяжет мар­ ганца:

0,012 - — = 0,021 кг,

32

где 55 — атомный вес марганца;

32 — атомный вес серы. Остальной марганец

0,79 — 0,021 = 0,769 кг

соединится с кислородом.

Расчет количества кислорода, потребного для окисления железа и примесей чугуна

Всего на 100 кг чугуна окисляется 4,31 кг углерода. Ив этого количества в СО окисляется 90 %:

0,9 • 4,31 = 3,879 кг

и в СО2—10%

0,1 • 4,31 =0,431 кг.

Для окисления 3,879 кг углерода в СО необходимо кислорода

3,879 • 16/12 = 5,17 кг,

где 16 — атомный вес кислорода; 12 — атомный вес углерода.

Получается СО

5,17 + 3,879 = 9,049 кг.

Таким образом подсчитывается количество кислорода, необ­ ходимое для окисления других примесей.