Способ обработки расплавленной стали

Способ обработки расплавленной стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОЙ СТАЛИ в ковше рафинировочным известково-глиноэемистым титансодержашим шлаком, включающий выпуск ; металла из сталеплавильного агрегата в ковш, слив шлака на поток металла после выпуска 5-20% металла, .последующий слив металла на шлакометаллический расплав , введение в процессе выпуска 1/5-2/3 металла ферросилиция и алюми .ния, о т.л ичающийся тем, что, с целью повышения пластичности и снижения расхода кремния, в рафинировочный ишак после его слива в ковш вводят кремнезем непрерывно до окончания вы.. пуска металла в количестве 0,3-О,7 от массы известково-глиноземистого шлака, а алкминий вводят порциями перед ввес дением ферросилиция, одновременно с S введением ферросилиция и после его вве (Л С дения при весовом соотаошении посяедовательно вводимых порций

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllYEiflHH

„„SU„„104 2

3|5И с 21 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ|ТИЙ (21 ) 3471786/22-02 (22) 19,07.82 (46) 07.10.83. Бкп, % 37 (72) В,М.Бреус, В.ГеМилюц, A.À.Êðèâîшейко; Г,H.Êàìûöiåâ„Â.Ã.Âîñòðèêoâ и В,А.Выдыборец (7 1) Орско-Халиловский ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат (53) 669, 187.25.669.046.5 (088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

N 539954, кл. С 21 С 7/00, 1974.

2, Заявка ФРГ N 2501829, кп. С 21 С 7/00, 1976.

3, Авторское свидетельство СССР

N9773092, кл, С 21 С 7/064, 1978, (54) (57 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОЙ СТАЛИ в ковше рафинировочным известково-глиноземистым титан1 содержашим шлаком, включающий выпуск металла из сталеплавильного агрегата s ковш, слив шлака на поток металла после выпуска 5- 20% металла, .последукжий слив металла на шлакометаллический расплав, введение в процессе выпуска

1/5-2/3 металла ферросилиция и алюми» ния, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения пластичности и снижения расхода кремния, в рафинировочный шлак после его слива в ковш вводят кремнезем непрерывно до окончания вы>"; пуска металла в количестве 0,3-0,7 от массы известково глиноэемистor î шлака, а алюминий вводят порциями перед введением ферросилиция, одновременно с

Ф введеиием феррооидидии и после есе введения при весовом соо1иошении поспедс весепьио вводимых порт о (1-3 Ь1:(3-5).

10462

Однако при сливе последних 50% металла энергия era потока и степень перемешивания со шлаком уменьшаются, Эффективность использования шлака сни- 30 жается, Наиболее близким к изобретению является способ рафинирования расплавленной стали рафинировочным известково-глиноземистым титансодержащим шлаком, при котором сначала в ковш сливают

5-20% металла, затем в поток металла вводят синтетический рафинировочный шлак, а затем остальной металл сливают в ковш на шлакометаллический расплав. B процессе выпуска 1/5-2/3 металла в него вводят раскислители, например ферросилиций и алюминий в количестве 0,5-0,22 (33, Известный способ имеет высокую эффективность десульфурирующей обработки, однако он не обеспечивает формирования оксидных неметаллических включений, пластичных при температурах горячей прокатки металла, вследствие чего на по- 50 верхности проката встречаются дефекты в виде рванин, трещин и т.п, Способ недостаточно экономичен в отношении ис пользования раскислителей, например кремния.

Белью изобретения является повышение пластичности и снижение расхода кремния.

Цель достигается тем, что согласно способу обработки расплавленной стали

Изобретение относится к черной метал.лургии, в частности к способам обработ ки расплавленной стали вне сталеплавиль ного агрегата.

Известен способ рафинирования стали в ковше шлаком, включаюший заливку в ковш рафинировочного шлака, введение в шлаковый расплав раскислителей и последующую заливку в ковш металла ). 1), 1О

Недостатком способа является образование застойных эон в начальный период рафинирования, вследствие чего рафинирукяцие свойства шлака используются неполно. Способ неэкономичен поскольку 15 для обеспечения необходимой степени рафинирования требуется повышенный расход шлака.

Известен способ рафинирования расплавленного металла путем порционного 20 слива шлака на поток металла, прйчем половину шлака сливают при сливе первых 20% металла, а остальную часть шлака — при сливе последних 50 металла (2 ). 25

99 2 в ковше рафинировочным известково-глиноземистым титансодержащим шлаком, включающему выпуск металла из сгапеплавильного агрегата в ковш, слив шлака на поток металла после выпуска 5-20% металла, последующий слив металла на шлакометаллический расплав, введение в процессе выпуска 1/5-2/3 металла ферросилиция и алюминия, в рафинировочный шлак после его слива в ковш вводят кремнезем непрерывно до .окончания выпуска металла в суммарном количестве

0,3-0,7 от массы известково-глиноземистого шлака, а алюминий вводят порциями перед введением ферросилиция одновременно с вводом ферросилиция и после его введения при весовом соотношении последовательно вводимых порций (1-3 ): 1: (3-5).

Роль кремнезема, вводимого в известково-глиноземистый титансодержаший шлак в процессе рафинирования стали, состоит в изменении рафинировочных свойств шлака по отношению к кислороду и кислородным неметаллическим включениям, преобразовании их состава, повышении пластичности оксидов при температуре горячей прокатки стали и повышении на этой основе пластичности стали при горячей прокатке, Решающее влияние на свойства включений и стали оказывает режим введения кремнезема и раскислителей. Предварительное введение в десульфурируюший шлак кремнезема неприемлемо, поскольку приводит к существенному снижению сульм: фидной емкости и десульфурирующей способ ности шлака.

Б наибольшей степени процессы десульфурации стали шлаком протекают в момент слива шлака на потоке металла, когда дисперсность шлакометаллической эмульсии максимальна. В дальнейшем десульфурация замедляется. Начало введения кремнезема в десульфурирующий шлак в этот момент не приводит к значительному снижению десульфурации стали. Более того, небольшие добавки кремнезема приводят к снижению вязкости десульфурируюшего шлака и некоторому увеличению степени дисперсности шлакометаллической эмульсии, эа счет чего возможно некоторое улучшение десульфурации на начальных этапах введения кремнезема. При равномерном введении кремнезема достигается постепенное изменение состава рафинировочного шлака и изменение характера взаимодействия шлака с металлом, процессы десуль.- фурации стели замедляются, а интенсив- „ ность процессов взаимодействия с участием кислорода и оксидных включений нарастает, Если при взаимодействии иэвестковоглиноземистых шпаков с металлом в металле формируются включения на основе влюминатов капьция иногда с примесью окислов титана, то пссле введения крем % незема состав формирующихся в стали 10 включений претерпевает изменения в сторону уменьшения в них доли влюминвтов кальция. Включения преобразуются в оксиды сложного состава, содержание в них кислотных оксидов кремния и титана повышается, снижается температура перехода их иэ хрупкого в пластическое состояние.

Суммарное количество введенного кремнезема менее 0,3 от массы рафи- 2Q нировоч ного известково-глиноземис того титвнсодержвщего шлака недостаточно для эффективного преобразования состава и свойств включений, а увеличение массы кремнезема более 0,7 от массы 25 рафинировочного шлака приводит к значительному снижению его сульфидной емкости и десульфурирукицей способности, Существенное влияние на состав и свойства включений оказывает режим введения феросилиция и алюминия. Наиболее эффективное преобразование хрупких включений в пластичные достигается при порционном введении алюминия после слива рвфинировочного шлака до введения ферросилиция, одновременно с ферросилицием и после его введения при весовом соотношении алюминия в последовательно вводимых порциях (1-3):1:(3-5) и сум= марном количестве алюминия 0,5-2,2 кг/т„ (0,05-0,22 ), При введении первой порции алюминия перед введением кремния происходит интенсивное взаимодействие алюминия с 45 кислородом металла н частичками эмульгироввнного шлака, содержащего окислы титана и кремния, Алюминий частично восстанавливает кремний и титан из шлаковых частиц, преобразует состав включений, уменьшает смачиваемость включений

50 металлом и улучшает условия нх всплываиия, При взаимодействии алюминия с кислородом металла в этот период в основном формируются дисперсные включения глинозема, служащие зародышевыми центрамн, ускоряющими процессы взаимодействия металла со шлаком и подготавливающие металл к раскиспению ферросилицием.

1Q46299 4

После введения ферросилиция процессы рвскиспения стали идут в основном на частицах глинозема, которые укрупня ются эа счет силикатной фазы, количество дисперсных зародышевых вкпючений глинозема сокращается, Назначение алюминия, вводимого одновременно с ферросилицием, состоит в поддержании нв опредепен» ном уровне копичества дисперсных частиц глинозема - центров, интенсифицируквцих рвскисление стали кремнием. Кроме того, совместное введение кремния и алюминия приводит к бопее глубокому раскислению металла, чем последовательное введение этих же элементов.

Алюминий, вводимый в металл после ферросилиция, расходуется нв окончательную доводку состава остакицихся в стали включений и, главным образом, на леги рование стального расплава.

Соотношение между количеством алюминия в последовательно вводимых его порциях оказывает решающее влияние на процессы формирования свойств неметап лических включений и свойств стали при горячей прокатке. Оптимальным соотно шением являешься, как установлено экспериментально, (1-3):1:(3-5), При таком соотношении алюминия s порциях остаю щиеся в стели неметаллические включения приобретают оптимальный состав, с с точки зрения их пластичности при температурах горячей прокатки и влияния на технологичность металла при горячей прокатке, т.е. такой режим введения алюминия в сочетании с остальными приемами технологии обеспечивает получение проката с меньшим количеством дефектов и позволяет увепичить выход годного металла.

Отклонение этого соотношения в большую нли меньшую стороны ухудшает состав неметвллических включений, снижает их пластичность и деформируемость при прокатке и ухудшает качество проката, Способ осуществляется следующим образом, После выпуска 5-20% расплавленной стали иэ ствлеплавильного агрегата в ковш на поток металла сливают рафиниро вочный известково-глиноземистый шлак, содержащий 3,5-7 окислов титана, после чего поток металла направляют в ковш на шлакометвллический расппав, Количество рафинировочного шлака опредепяется необходимым содержанием серы в готовом металле и ее содержа» кием в стальном расплвве перед вьпфском из стапеплавильного агрегата. Пос30

Масса стали, т

220

220

96,5

94,8

94,8 93

52 7

3,5

5,2 окислы титана

1,3 1,5

2,0

2,0

2,3

0,6

0,9

1,2

0,3 0,7 0,8

0,5

0,9

0,5 0,7

0,1 0,4

0,9

0,3 до ферросилиция

0,6

S 1046 ле слива ра инировочного шлака в него ввзпят кремнезем, причем введение кремнезема осушествляют непрерывно до кон-. ца выпуска металла. Количество кремне эема устанавливают в зависимости or 5 расхода рафннировочного шлака иэ расчета суммарного количества введенного кремнезема 0,3«0,7 от массы рафини- ровочного шлака. Кремнезем . может быть введен в порошкообразном, гра- 10 нулированном, брикетированном видах или и виде вставок 8 футеровку к овша, обмаз ок, расходуемых стержо ней и т. п, I5

После слива шлака в процессе выпус ка 1/5-2/3 металла в ковш вводят алюминий и ферросилиций. Количество вводи-. мых раскислителей и ферросплавов опре» деляется требованиями, предъявляемыми 20 к каждой конкретной марке стали, Расход алюминия на большинстве выплавляемых марок стали составляет 0,05-0,22% (0,5-2,2 кг/т). Введение алюминия осушествпяется порциями: часть алюми- 25 ния вводят перед введением ферросилицчя, часть - одновременно. с ферросилицием, часть - после ферросилиция. Весовое количество алюминия в последовательно

Состав рафинировочного шпака. вес.%: известково-г пиноземистая основа

Расход рафинировочного известково-гпиноэемистого шлака, % от массы металла

Количество введенного кремнезема, % от массы металла

Отношение массы кремнезема к массе рафшп ровочного шпака

Введено алкминпя всего, кг/т, в том числе по порциям: 2,2

299 6 вводимых порциях принимают иэ условий .выполнения соотношения (1-3);1: (3-5).

Пример ы 1-3. Ниэкоуглеродистую сталь, вьпшавпенную в мартеновской печи, выпускают в сталеразливочный ковш. Масса металла в ковше - 220.

После выпуска 5-20% металла в ковш на поток расплавленной стали сливают синтетический известково-глнноземистый шлак, содержащий 3,5-7% окислов титана.

После слива синтетического рафинировочного шлака в него начинают вводить кремнезем, который предварительно наносят на футеровку ковша до уровня его наполнения на 220 т в количестве, обеспечивакяпем отношение массы кремнеземе к массе рафинировочного шлака 0,3-0,7.

/В процессе выпуска 1/8-2/3 металла в него последовательно вводят алюминий, затем алюминий и ферросилиций одновременно, а затем снова алюминий.

Кроме того, выплавлена плавка 4, при которой режим обработки отклоняется от оптимального (см. таблицу), а также и плавка 5, проведенная по известному способу. Подробная характеристика приемов и режимов осушествления процесса обработки на плавках 1-5 приведена в 1аблице.

220 220 220

1046299

Продолжение таблицы

Плавка

Показатели

4 5

0,1

0„l

0,1 после ферросипиция

0,3

0,5

0,2

1,3

0,9

2:1:4 3 3:1:5 1:1:3 4:1:2

0,40

0,35

0,27

0,25

77,1

62,5

0,024

0 010

0,023

0,011

0,025

0,014

0,029

0,01 2

0,028

0,009

1,5

1,0

О 5 2,5

2,5

1 5 2 0 2 5

2,6

1,0

2,5

2,0 2,5

1,5

2,5

По сравнению с известным

0,77

0,61

1,10 0,46

25

0,4

1,0

0,7 трешин рванин

0,1

-0,3 (увелич. ) 0

0,5

0,8

0,4

0,9

1,5

1,4

-0,2 0 (снижен.) Металл всех плавок разливают в изложницы на слитки, которые прокатывают на слябы, а затем на лист.

Расход металлов и полученные результаты приведены в таблице, Как видно иэ таблицы, металл плавок

1-, обработанных по предлагаемому способу, по сравнению с металлом плавки 5, обработанной по известному, обладает более высокими качественными характеристиками: в составе оксидных неметаллических включений снизилась доля хрупких и увеличилась доля пластичййх одновременно с ферросилицием

Соотношение ашоминия в последовательно вводимых порциях

Введено кремния ферросппавами, %

Попучено кремния в стали, %

Усвоение кремния, %

Содержание серы в стали, % до обработки цосце обработки

Содержанж оксидов, бапп хрупкие цпастичные

Максимальный бапп оксидов

Снижение расхода ферросилиция, кг/т

Снижение содержания хрупких оксидов, %

Уменьшение копичества дефектов прокатных листов, % увеличение выхода годного проката, %

0,36 0,33 0,37

0,26 0,25 0,25

77 4 75,8 67,5 при температурах прокатки оксидов, .а в некоторых случаях (например, плавки 1 и 2) снизилось общее количество крупных включений. Прокатанный металл имеет меньшее количество рванин и трешин, расход металла на получение 1 т годного проката сократился. Повысилась степень усвоения кремния из ферросплавов и соответственно снизился расход

55 фе уосилици g, Изобретение обеспечивает (по сравне нию с известной) снижение расхода ферро9 10462 силиция на 0,6 кг/а (0,0006 т/т), повышение пластичности вклкненнй и стали при горячей прокатке я увеличение выхода годного проката на 0,9% (0,0009 т/т), Экономический эффект за счет эконо" » мии ферросилиция 0,0006 т/т при цене ферросилиция 220 руб/т и расхаае сли ков иа 1 т листового проката 1>5> а

99 10 также за счет увеличения выхода годного проката на 0,0009 т/т при разнице в себестоимости 1 т годного проката н брака 80 вуб. составляет на 1 т проката:

Э. 220 х 0,0006х1,5+80х0,009=0,91 руб.

Предлагаемый способ прост в ocyme» ствлении и не требует капитальных затрат.

Составитель B.Ñàðàìóòèí

РедактоР Н.йжУРан ТехРед M.KÓçüìà КоРРектоР Q Тигор

Заказ 7666/25 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303:, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент„г. Ужгород, ул. Проектная, 4