Способ производства коррозионностойкой стали с массовой долей углерода не менее 0,06%

Способ производства коррозионностойкой стали с массовой долей углерода не менее 0,06%

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: в дуговой печи осуществляют окончательное рафинирование металла от углерода, легирование металла на нижний предел содержания элементов в стали с учетом их восстановления из печного шлака, доводку металла до заданной температуры осуществляют по следующей зависимости: Тпечи Тр + АТСл + АТп + ДТр + АТа + ATs +A Тл, где Тр - оптимальная температура разливки данной марки стали, °С, ДТся потери температуры при сливе металла из шлака из печи в заливочный ковш. °С; АТр - потери температуры при выпуске металла из конвертера в разливаемый ковш,.°С; АТа - потери температуры, Связанные с аргонной продувкой. °С; ATs - потери температуры, связанные с проведением необходимой степени десульфурации, °С; ДТл - потери температуры, связанные с делегированием , °С; АТп - потери температуры при переливе металла и шлака из заливочного ковша в конвертер, °С, а в конвертере производится окончательная корректировка по химическому составу, довосстановление печного шлака и обработка расплава аргоном . Причем продувку аргоном в конвертере осуществляют в течение 2-Ю мин с интенсивностью I Q ( AS /с), где Q - нормальная интенсивность продувки, равная 0,010-0,040 м /мин; С - массовая доля углерода в металле аргонным рафинированием; AS - количество серы, которое необходимо удалить в конвертере, % . 1 з п ф-лы, 2 табл. (Л 4 N х| сл о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН 4Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР6!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4804709/02; 4803543/02 (22) 20,03.90 (46) 15.07.92. Бюл. N. 26 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) В.П.Денисенко, К.П.Вербицкий, А.Ф. Старцев, О.И.Тищенко. А.И. Кравченко, С.Л.Сергиенко, Н,В.Стеценко и B.È.Ãeðîí (53) 669. 187.26(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1339135, кл. С 21 С 5/28, 1985, Авторское свидетельство СССР

N. 924115, кл. С 21 С 5/52, 1979.

Садовник Ю.В, и др, Проблемы метал- лургического производства, вып. 99, — Киев: .

Техника, 1989, с. 32 — 35. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРРОЗИОННОСТОЙКОЙ СТАЛИ С МАССОВОЙ ДОЛЕЙ УГЛЕРОДА НЕ МЕНЕЕ 0.06ф (57) Сущность изобретения: в дуговой печи осуществляют окончательное рафинирование металла от углерода, легирование металла на нижний предел содержания элементов в стали с учетом их восстановления из печноrо шлака, доводку металла до заданной температуры осуществляют по следующей

Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве коррозионностойких сталей типа 08-12Х18Н10Т.

Известен способ производства коррозионной стали в злектродуговой печи, включающий плавление шихты. продувку расплава газообразным кислородом. вос- . становление из шлака регистрирующих эле„„ Ы,, 1747501 А1 (я)з C 21 С 5 /52, 5 /28

1",1 j О 9, 2 зависимости: Тягачи =Тр+ ATcn+ ЛТп+ АТр< .+ AT> + ЬТз +А Тл, где Тр — оптимальная температура разливки данной марки стали, С, AT

hTn — потери температуры, связанные с делегированием, С; AT> — потери температуры и рй переливе металла и шлака из заливочного ковша в конвертер, С, а в конвертере производится окончательная корректировка по химическому составу,довосстановление печного шлака и обработка расплава аргоном. Причем продувку аргоном в конвертере осуществляют в течение 2 — 10 мин с интенсивностью! = Q (М /с), где Q — нормальная интенсивность продувки, равная 0,010-0,040 м /мин; С вЂ” массовая доля углерода в метал3 ле аргонным рафинированием; AS — количество серы, которое необходимо удалить в конвертере, . 1 з.п, ф-лы, 2 табл. ментов, ранее оксиленных в процессе продувки и плавления, охлаждение металла и удаление окислительного шлака, дОводку по химсоставу, десульфурацию металла, обновление шлака и легирование титаном.

Недостатком технологии является низкое усвоение легирующих элементов.

Существует также технология производства коррозионностойкой стали, включа1747501 ющая выплавку металла в дуговой печи одношлаковым и роцессом, восстановление легирующих элементов и десульфурацию в промежуточном ковше, легирование металла титаном а разливочном ковше при переливе расплава, Основными недостатками данной технологии является усвоение титана и невысокая степень десульфурации металла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ производства коррозионнастойкой стали с газокислородным рафинированием высоколегираванного расплава в промышленном конвертере с донным подводом дутья. Данная технология заключается в следующем.

Дуговая печь используется для расплавления твердой шихты. в состав которой вводится павы шеи на я масса вы сокоуглеродистого феррохрома и получения полупродукта. После окончания расплавления шихты и набора температуры до 1630-1640 С производится отбор проб на химический анализ, по результатам которого в печь присаживаются легирующие материалы с учетом того, что их присадка в конвертер не должна превышать 10 (от общей массы металла. При 1600-1620 "С расплав выпускают в ковш и после отбора проб заливают в конвертер, где производится продувка газообразным кислородом, природным газом, аргоном и рафинирование металла. Легирование титана производится в разливочном ковше при выпуске металла из агрегата, Недостатками прототипа являются: высокая себестоимость металла, обусловленная повышенным расходом дорогостоящих огнеупоров {мощная кислородная продувка е конвертере, наличие агрессивного шлака, длительное пребывание расплава в конвертере. равное 1,0-1,5 ч) и раскислйтелей (в основном алюминийсодержащий, до 4,0 кг/т) для проведения успешной десульфурации металла; повышенный расход аргона.

Цель изобретения — снижение расхода раскислителей и аргона, повышение стойкости футеровки конвертера.

Поставленная цель достигается за счет того, что в дуговой печи осуществляют окончательное рафинирование металла от углерода, легирование металла на нижний предел содержания элементов в стали с учетом их восстановления из печного шлака, доводку металла до заданной температуры осуществляют по следующей зависимости

Тпечи = Тр + Мсл + ЛТп +Л Тр +Л Те +

Лтэ+ ЬТл, где Тр — оптимальная температура разливки данной марки стали, С:

ЬТел — потери температуры при сливе металла и шлака из печи в заливочный ковш, оС, AT> — потери температура при выпуске

5 металла из конвертера в разливаемый ковш, ОС .AT< — потери температуры, связанные с аргонной продувкой, С;

ATs — потери температуры, связанные с

10 проведением необходимой степени десульфурации, C, .: .

ЛТл — потери температуры, связанные с делегированием металла, С;

ЛТл — потери температуры при переливе

15 металла и шлака из заливочного ковша в конвертер. С, а в конвертере производится окончательная . корректировка по химическому составу, довосстановление печного шлака и обработка

20 расплава аргоном.- Причем продувку аргоном в конвертере осуществляют в течение

2 — 10 мин с интенсивностью

AS

С

25 где 0 — нормальная интенсивность продувки, равная 0,010-0,040 мзlт мин;

AS — количество серы, которое необходимо удалить в конверторе, :

С вЂ” массовая доля углерода в металле

30 перед аргонным рафинированием, g,, Организованная предлагаемым способом внепечная обработка коррозионностойкой стали позволяет избежать недостатков, присущих прототипу, а имен35 но: исключается использование плавикового шпата для разжижения шлака, десульфурации металла, поскольку металл и шлак в предлагаемом способе выпускаются в заливочный ковш в жидкоподвижном состоянии; повышается в 1,5-3 раза стойкость футеровки конвертера и увеличивается его производительность вследствие исключения трехстадийной продувки расплава кис-45 лородом и аргоном и сокращения длительности пребывания шлакометаллического расплава в конвертере с 1-1,5 ч до 210 мин; значительным образом уменьшается

50 расход аргона, исключается использование кускового алюминия для восстановления шлака,.поскольку восстановление шлака в данном случае осуществляется при переливах расплава.

Если ограничиться только удалением углерода в печи, то это обычн <й монопроцесс с высокой себестоимостью стали, обуслов. ленной высоким расходом легирующих элементов (табл.1, пример 1).

1747501

При восстановлении печного шлака в заливочном ковше с одновременным легированием титаном происходит крайне нестабильное и низкое усвоение титана (табл.1, пример 2).

Исполнение предлагаемой технологии, кроме удалени углерода в печи, восстановления печного шлака в заливочном ковше, довосстановления печного шлака в конвертере приводит либо к резкому уменьшению стойкости футеровки конвертера (табл. I, пример 5), либо к ухудшению качества металла из-за ограниченного взаимодействия металла и шлака (табл.1, примеры 6 и 7).

Если же доводку металла в печи осуществлять, не применяя предлагаемую формулу, то возможны либо аварийная разливка металла из-за недостатка тепла, либо необоснованные тепловые потери (табл.1, пример 3), При переносе рафинирования металла от углерода в конвертер для наведения основного восстановительного шлака в конвертере потребуется еще более длительное время, чем в протетипе, что приводит к повышению себестоимости стали из-за еще более значительного расхода огнеупоров и кускового алюминия (табл,2, пример 2)., Если при обработке полупродукта в конвертере не испольэовать предлагаемую формулу для расчета интенсивности аргонной продувки, то появляются сложности с образованием в агрегате основного восстановительного шлака и связанные с этим последствия (табл.2, пример 4), Длительность обработки металла в конвертере основнь м восстановительным шлаком и аргоном в течение менее 2 мин и в течение более 10 мин нецелесообразно. B первом случае ухудшаются условия для десульфурации металла, удаление кислорода и восстановления легирующих элементов из печного шлака, Во втором происходит необоснованное увеличение тепловых потерь (табл.2, группа примеров 5).

Продувка расплава аргоном с интенсивЛЯ ностью менее,чем 0,010 — -- — и более чем

С

AS

0,040 —. невыгодна. В первом случае

С возможно заметалливание фурмы, во вто. ром происходит необоснованное увеличение расхода ар она и огнеупоров (табл.2, группа примеров 6).

Представленные результаты опытно промышленного опробования предлагаемого способа происходили при практически неизменных величин М и С, равных соответственно 0,016 и 0,08%.

Однако в реальных условиях содержание серы в исходном металле может колебаться от 0,015 до 0,04 (AS - 0,007 — 0,032 %), массовая доля углерода — от 0,06 до 0,010 $.

5 Чем выше содержание серы в исходном металле и чем ниже массовая доля углерода. тем более интенсивнее должна быть продувка расплава аргоном и наоборот.

Если же йе учитывать массовые доли

10 серы и углерода в исходном металле для определения значения интенсивности аргонной продувки, то взамен происходит либо необоснованный перерасход аргона, огнеупоров, либо ухудшение качества ме15 талла из-за трудности с формированием основного восстановительного шлака и недостаточного перемешивания металла и шлака (табл.2, примеры 10 и 11).

Пример. Полупродукт для стали

20 12Х18Н10Т выплавляли в 50-тонной электродуговой печи. Рафинирование металла от углерода осуществляли в печи до 0,06-0,10 .

Плавку вели одношлаковым процессом.

Легирование металла никелем, хромом

25 осуществляли в печи по расчету.

Затем осуществляли одну из включенных операций — доводку металла по температуре с использованием предлагаемой формулы.

30 B связи с тем, что наиболее энергетически выгодным является охлаждение металла, в качестве управляющих воздействий для получения оптимальной температуры стали перед ее выпуском из печи является

35 различная количественная присадка металлических и шлакообразующих добавок; фер- росплавы, охладители (отходы стали), известь.

Оптимальная температура разливки

40 стали 08-12Х18Н10Т 1540-1560 "С. После продувки расплава кислородом в печи температура металла колеблется от 1950 до

2000 "С, в зависимости от содержания хрома и углерода в металле, 45 Нам известно, что вне печи ожидаются следующие тепловые потери, определенные эмпирически в результате промышленного эксперимента: потери температуры при сливе металла

5 0 и шлака из печи в заливочный ков (20-30 С в зависимости от исходной температуры и температуры футеровки ковша); потери температуры при транспортировке и переливе металла и шлака из зали55 вочного ковша в конвертер (20-30 " С в зависимости от длительности транспортировки ковша и температуры футеровки конвертера); потери температуры при продувке расплава аргоном (10 15 С в зависимости от

1747501

20

55 времени нахождения расплава в конвертере); потери температуры при долегировании металла (15-30 С в зависимости от количества легирующих добавок); потери температуры при вйпуске металла из конвертера в разливочный ков(1520 С f3 зав имости от температуры футеровки разливочного ковша); потери температуры при проведении десульфурации (20-40 С в зависимости от количества извести, отданной для достижения необходимой степени десульфурации).

Таким образом, возможные тепловые потери могут колебаться от 120 до 160 OÑ, В связи с тем, что подогрев металла в процессе внепечной обработки в данном способе исключен, необходимо для предотвращения аварийной разливки стали или необоснованныхтепловых потерь, приводя щих к увеличению износа футеровки. очень точно выдерживать температуру металла в печи перед выпуском, С учетом приведенных практических данных эта температура должна колебаться от 16 80 до 1720 С. в основном в зависимости от содержания серы в исходйом металле, степени долегирования металла в конвертере, температуры футеровки агрега тов и др.

При достижении температуры металла в печи 1700.1 20 С металл и шлак выливали в эаливочный ковш, где.происходило восстановление печного шлака металлом и частичная десульфурация стали до 0,015-0,040 (».

Затем металл и шлак заливали в агрегат, где производили обработку аргоном с интенсивностью (0,005-0,050) х (Л S изAS

С меняли от 0,007 до 0,032 7,, а С изменяли от

0 06 до 0,107,. В качестве агрегата использовали конвертер для газокислородного рафинирования особо низкоуглеродистой стали в период межплавочных простоев. В конвертер также присаживаки твердые шлакообраэующие (известь, плавиковый шпат и в малых количествах кусковой алюминий), Двойная обработка печного шлака ме.таллом при переливах и присадка твердых шлакообразующих позволило сформировать основной восстановительный шлак в конвертере и обрабатывать этим шлаком и аргоном металл в течение 5-12 мин.

В конвертере также осуществляли долегирование металла по хрому и никелю.

Легирование металла титаном производили s разливочном ковше при сливе расплава иэ конвертера, Таким образом. несмотря на использование в большем количестве более дорогого

8 с источника хрома (низкоуглеродистого феррохрома), по сравнению с прототипом предлагаемый способ за счет уменьшения длительности нахождения расплава в конвертере, исключения интенсивной кислородной продувки в конвертере и формирования менее агрессивного шла а позволяет существенным образом снизить расход дорогостоящих огнеупоров, раскислителей и повысить производительность

В итоге фактическая себестоимость выплавки одной тонны стали.08x12X1SH10T уменьшается в среднем на 42 руб:

Обработка металла на заключительной

15 стадии основным восстановительным шлаком и аргоном по предлагаемому способу позволила повысить качество стали по кислороду и сере.

Обобщенные результаты опытно-промышленного опробования предлагаемого способа сведены в табл. 1 и 2.

Формула изобретения

1. Способ производства коррозионно25 стойкой стали с массовой долей углерода не менее 0.06 $, включающий выплавку полупродукта в дуговой печи одношлаковым процессом, выпуск в ковш, отбор пробы, заливку полупродукта в конвертер, рафини30 рование и доводку металла в конвертере, выпуск металла в ковш и легирование его титаном, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода раскислителей и аргонов, повышения стойкости, в дуговой

35 печи осуществляют окончательное рафинирование металла от углерода, легирование металла на нижний предел содержания элементов с учетом их последующего восстановления иэ печного шлака, доводку

40 металла до заданной температуры осуществляют по следующей зависимости

Тпечи = Tp + Ю сл + ATn +A Tp + ATa +

AT+ ЬТ., где Тр — оптимальная температура разливки данной марки стали, С;

AT« — потери температуры при сливе металла и шлака из печи е эаливочный ковш, оС.

ATp — потери температуры при выпуске металла из конвертера в раэливочный ковш, оС, ATa — потери температуры, связанные с аргонной продувкой, ОС;

AT — потери температуры, связанные с проведением необходимой степени десульфурации, С;

ЬТл — потери температуры, связанные с долегированием металла, С; f747S01

: Габлица1

Восстановление печного шлаке в залйвочном ковше: да(+}, нет (-) Удаление углерода в печи: да (+)нет(-) Себестоимость стали, руб/

Способ производства стали, пример

bhhb

Доводка металла по температуре в печи с использованием формулы: да

+, нет—

Довосстановлений печйого елэкв в конвертере при переливе: да Янет

Известный

Промежуточ .. ный. 1

723,0 726.0

Низкое и нестабильное усвоение ти-, тана

Либо аварийная разливка, либо необоснованные тепловые потери

673;0

Резкое уменьшение стойкости футеровки

Ухудшение качества металла

Ухудшение качества металла

Предлагаемый 4

+ ..

+ Промежуточные 6

9,, 10

ЬТп — потери температурй при йереливе ществляют в течение 2- 10 мин с интенсивметэлла и шлака из заливочного ковша э . „ -О Ь$ онвертер, С, - .:.::: -.:.. : ::; ;,:.- . : .:;:;; С а в конвертере осуществляют окончэтель- где 0 — нормальная интенсивность продувную доводку металла по химическому аоста- б ки, равная 0,01-0,04 м /т мин; . з ву, довосстановление печного алака и: .- ЬЗ-необходимоеудалениесерывконобработку расплава аргоном.. ::,: - в@рте@в, ф;2. Способ по пЛ. отличающийся . С вЂ” массовая доля углерода в металле . тем,чтопродувкуаргономвконвертервосу- ., йеред аргонным рафинированием, . . 30

1747601 табпицаг фактическак себесто>в>ость метапла,руб/т

Способ

npo>>eвод» ства ста хи, при- мер, 1г, .

Обработка нетвппа в конвертере восстанови» тепьнь>ч в>пакон: да (+), нет (-) Обработка нетаппв в конвертере аргонон по фОРНУпе 1 да(т),нет(-) . Уда пение углерода а печи> да (+) нет (") йассовав допй серн в готовой стапи, Ф

Длительность об» работки в конвертере, мин

Обработ ка нетайна с отнпонени» ем от фор мулы да (+), нет () > * ° н

« °

725,0

687,0

728,0

Нестабильное . увеличение титана

Яааестный

60-90

6 более 90

0,015

O >008

O,012

0,015

»

+(0,825 8„-,-) Предлагаемый (при Я » е 0,0162, С 0,082)

0,5

6

0,005х аь/с ..

0>010х пв/с

0,025х ав/с

0,04ox z s/с

0>050х л9/С

Поедпагаеный (при равпичных внвчени>lxxS è С) лб 0,007

С а 0>010

t i 0 025 х-ь-->

О 007

Oi10

0>007

»>S ы О 032

1» 0,025 х»олхв>

dS "0,016

С»0,08,„, I»O O25 х-e-0 00

О ° 010

689

687

О, 008

Пеобоснованный перересход аргонв, огнеупоров

1O.

695 у 0,015

«»»»

«»

Составитель П.Г:Терзиян

Редактор M,Êîáûëÿíñêàÿ ) ехред M.Моргентал Корректор Т, Ма((о

Заказ 2474 Тираж

ВНИИПИ Гос а ст

Подписное

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" r, Ужг, .Г жгород, ул. агаринэ, 101

6 л б 0,007

С O ° 1О

1 0>025х-а"вф

О 01"

O„áá, 6 аб - 00)2

С i 0,06

1 0,025 X-б-@8

0 016

Отсутствие еос» 0>015 становнтельного нпака

692 0,015

696 0,014

687 0,008

687 О ° 008

Необоснованные тепповые потери ваметеппнванне фурии

691 0 >012

687 -" 0,008

689 0,008

11еобоснованное увеличение расхода аргона