Способ производства стали

Способ производства стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>969750 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 05. 01. 81 (2! ) 3229 889/22-02 с присоединением заявки М

Р1 М К з

С 21 С 5/56

С 21 С 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10 82.Бюллетень йо 40 (ЗЗ) УДК669. 107. 2:

:669.14.018.29.

046 5(088 8 ) Дата опубликования описания 30.10.82

В.И. Дубоделов, В.П. Полищук, В.А. Ефимов, Г.С. Якименко, П.И. Плотников, Н.A. Бондаренко, В.П. Игнатьев, н.м. Глоба, Й.м. скорохол н н.M. хороаЬлоа 0З ;„ (, Ъ цз 7 РГУ

Коммунарский горно-металлургический институт ГМ. т, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали. в металлургических агрегатах.

Известен способ получения полуспокойной стали, включающий выплавку ее в металлургическом агрегате и раскисление комплексным сплавом, вводимым в сталеразливочный ковш при заполнении 0,3-0,5 его высоты со скоростью 2-10 т/мин, причем комплексный сплав кремний-марганец-кальций с 8-12% кальция фракцией 50-150 мм загружают в ковш одновременно с уг леродистым ферромарганцем в количестве 0,3-1,5 кг/т и 4-20 кг/т стали соответственно (1).

Недостатком указанного способа является неравномерность распределения комплексного сплава в объеме металла, что приводит к ухудшению качества готовой:стали, и высокий угар сплава, вызванный медленным растворением его н взаимодействием со шлаком. Кроме того, для ускорения растворения вводимого сплава необходимо поддерживать на верхнем пределе температуру выпуска стали, что приводит к дополнительным энергозатратам и повышению угара раскислителей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является способ получения легированной стали с выплавкой полупродукта в одном плавильном агрегате с последующими сливом и пе» ремешиваннем в ковше, в котором одновременно с легирующим сплавом в том же агрегате расплавляют раскислители и приготовляют синтетический шлак требуемого состава, и сливают его в ковш вместе с раскисляющим и легирующим сплавом, причем жидкий раскисляющий и легирующнй сплав с синтетическим шлаком сливают в струе выпускаемого в ковш полупродукта (2).

Недостатком известного способа является повышенный угар раскнсляющих и легирующих добавок в процессе приготовления в дуговой печк, неравномерность нагрева добавок по всему объему и неоднородность химсостава, что приводит к ухудшению качества стали. Кроме того, отсутствие в составе добавок сильных раскислителей приводит к повышенному остаточному содержанию растворенно969750.ro в стали кислорода и, соответственно, к ухудшению ее свойств.

Цель изобретения - снижение расхода раскнслителей и улучшение качества стали.

Поставленная цель достигается 5 тем, что согласно способу производства стали, включающему выплавку ее в сталеплавильном агрегате„ выпуск в сталераэливочный ковш и легирование жидкими комплексными раскислите- 10 лями, жидкие комплексные раскислители вводят в ковш при наполнении 0,10,3 его высоты в виде сплава, состоящего иэ углерода, кремния, марганца, хрома, титана, кальция и железа, со средним расходом 5-25 кг/с при температуре на 100-250 С ниже температуры выпускаемой стали, à в интервале наполнения ковша 0,3«0,4 его высоты вводят жидкую алюмоцериевую лигатуру со средним расходом 2,03,5 кг/с.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед выпуском стали иэ металлургического агрегата в двухкамерной индукционной лечи, снабженной электромагнитными насосами, в одной из камер производят расплавление, перемешивание, нагрев комплексного раскислителя, состоящего иэ углерода, крем- 30 ния, марганца, хрома, титана, кальция и железа, до температуры на

100-250 С ниже температуры выпускаемой стали, а в другой камере производят расплавление и перемешивание 35 алюмоцериевой лигатуры.

При наполнении ковша на 0,1-0,3 его высоты вводят жидкий комплексный сплав со средним расходом его 525 кг/с. За счет интенсивного переме-40 шивания стали происходит равномерное распределение комплексного сплава, снижение концентрации растворенного кислорода и образования неметаллических включений. При последую- 45 щем наполнении ковша на 0,3-0,4 его высоты вводят жидкую алюмоцериевую лигатуру со средним расходом 2,03,5 кг/с, распределение которой в объеме металла приводит к снижению содержания кислорода за счет активного взаимодействия алюминия с кислородом и глобуляризации сульфидных включений за счет дополнительного воздействия церия.

Интервал ввода раскислителей при наполнении ковша 0,1-0,3 его высоты принят исходя из оптимального использования энергии струи стали, которая создает максимальное перемешивание в ковше на начальной стадии

его наполнения при сливе из сталеплавильного агрегата, обеспечивая равномерное распределение жидких комплексных раскислителей в объеме обрабатываемой стали. 65

Ввод указанных раскислителей до наполнения ковша на 0,1 его высоты приводит к их интенсивному разб рыэгиванию и окислению, а подача

1 жидких комплексных раскислителей после наполнения ковша на 0,3 его высоты связана с уменьшением равно мерности распределения их в объеме стали иэ-эа снижения энергии струи, вызывающей перемешивание.

Использование в составе комплексного сплава таких элементов как углерод, кремний, марганец, хром, титан, кальций и железо позволяет обеспечить предварительное раскисление стали и производить легирование с целью улучшения ее свойств, Предел температур сплава на 100250оС ниже температуры выпускаемой стали определен из условия оптимального усвоения элементов металлом.

При температуре сплава ниже температуры выпускаемой стали более чем на 250 С возрастает вязкость сплава, что приводит к большим потерям его в виде козелков на транспортируемых средствах. При температуре сплава ниже температуры выпускаемой стали менее чем на 100ОС происходит повышенный угар элементов сплава в период его подогрева, что затрудняет получение стали заданного химического состава.

Средний расход сплава 5-25 кг/с на тонну стали установлен иэ условия получения среднего химсостава существующего сортамента ниэколегированной стали. При расходе менее

5 кг/с продолжительность ввода сплава приближается к продолжительности выпуска металла иэ плавильного агрегата, что исключает возможность проведения глубокого раскисления стали, т.е. приводит к ухудшению ее качества. При расходе более 25 кг/с происходит сильное разбрызгивание сплава на поверхность футеровки и эа пределы ковша, что приводит к потере сплава и непопаданию в заданный интервал по химсоставу.

Интервал ввода в ковш с металлом алюмоцериевой лигатуры при наполнении его на 0,3-0,4 высоты установлен иэ условия обеспечения высокого качества стали. Ввод лигатуры ранее, чем наполнится ковш на 0,3, нецелесообразен, так как не завершен ввод сплава, что приводит к повышенному угару лигатуры. Ввод лигатуры после наполнения ковша на 0,4 высоты приводит к ухудшению условий перемешивания металла за счет динамической энергии и к возрастанию опасности попадания лигатуры на шлак, что также приводит к повышенному угару ее элементов.

Расход лигатуры 2,0-3,5 кг/с оп.ределен из условия обеспечения глу969750

25 бокого раскисления стали. При расходе лигатуры менее 2,0 кг/с не обеспечивается установленный предел времени до появления шлака из агрегата, что приводит к угару алюминия.

При расходе более 3,5 кг/с возрастают потери сплава за счет разбрызгивания, кроме того, резко ухудшается стойкость транспортирующих лигатуру трубопроводов, что приводит к дополнительному загрязнению стали l0 неметаллическими включениями типа алюминатов, получению расслоя на прокатной продукции.

Состав комплексного сплава, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, титан, кальций и железо, определен из условия обеспечения получения средних значений элементов в ниэколегированной стали рядового сортамента. Преимущества комплексного сплава указанного сос20 тава заключаются в необходимости получения низколегированной рядовой стали с содержанием хрома и титана.

Пример 1. Сталь 16Д .ыпускают в 300-тонный сталеразлиь чный ковш. При наполнении его металлом на

0,1 высоты в течение 60 с вводят сплав, расход которого 5,2 кг/с. Далее, после наполнения ковша на 0,35 высоты вводят алюмоцериевую лигатуру, расход которой 3,2 кг/с. Ввод ,лигатуры завершают при наполнении ковша на 0,40 высоты. Через 290 с после ввода лигатуры выпуск металла завершают. Химический состав стали по ковшевой пробе, вес.Ъ: С 0,12;

Мп 0,48; SI 0,16; S 0,031; P 0,018;

Cr 0,21; Al 0,034.

Выход годного проката по механическим свойствам 100";. 40

Пример 2. Сталь 14ХГС выпускают в 300-тонный сталеразливочный ковш. При наполнении его на 0,15 высоты начинают ввод сплава с расходом

16 кг/с. Весь сплав вводят при на- 45 полнении ковша на 0,25 высоты за 30 с.

После чего при наполнении ковша на

0,3 высоты вводят алюмоцериевую лигатуру, расход которой 2,2 кг/с. Ввод лигатуры завершают при наполнении ков-50 ша на 0,35 высоты эа 60 с. Через

300 с после ввода лигатуры выпуск металла завершают, Химический состав стали по ковшевой пробе,:: С 0,14;

Мп 1,15; Si 0,52; S 0,033; P 0,016;

Cr 0,61; й! 0,15„ Си О,ll, т.е. в пределах средних.значений.

Выход годного проката по механическим свойствам 100Ъ.

Пример 3. Сталь 10ХСНД выпускают в 300-тонный сталеразливочный ковш. При наполнении ковша на 0,2 высоты вводят комплексный сплав, расВНИИПИ Заказ 8317/29

Филиал ППП "Патент", г.,ход которого 24,2 кг/с. Ввод сплава заканчивают при наполнении ковша на 0,3 высоты. После чего при наполнении ковша на 0,35 высоты вводят лигатуру, расход которой 3,5 кг/с.

Ввод лигатуры завершают при наполнении ковша на 0,4 его высоты. В процессе ввода сплава и лигатуры наблюдается сильное разбрызгивание и намораживание на стенках ковша, часть лигатуры выплескивается эа ковш.

Химический состав стали по ковшевой пробе, вес.Ъ: С 0,10; Мп 0,51;

Si 0,8; S 0,024; P 0,016; Cr 0,60;

Ni 0,55; Си 0,45; А1ост 0 016.

Содержание Мп, Si Cr А1 получено на нижнем допустимом пределе иэ-за потерь сплава и лигатуры с брыэ гами.

Пример 4. В двухванной мартеновской лечи выплавляют сталь ЗС.

Певед выпуском стали жидкий комплексный раскислитель, состоящий из углерода, кремния, марганца, хрома, титана, кальция и железа, вводят в сталь при наполнении ковша на 0,10,3 его высоты со средним расходом

15 кг/с, а при наполнении Иа 0,30,4 его высоты вводят жидкую алюмоцериевую лигатуру со средним расходом 3 кг/с.

Получают однородную по химическому составу сталь. Расход раскислителей сокращается на 20Ъ, выход годного проката составляет 100Ъ.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составит 0,1 р/т готовой стали.

Формула изобретения

Способ производства стали, включающий выплавку ее в сталеплавильном агрегате, выпуск в сталераэливочный ковш, раскисление и легирование жидкими комплексными раскислителями, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода раскислителей и улучшения качества стали, жндкйе комплексные раскислители вводят в ковш при наполнении 0,1-0,3 его высоты в виде сплава, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, титан, кальций и железо, со средним расходом 5-25 кг/с при температуре на 100-250ОC ниже температуры выпускаемой стали, а при наполнении ковша 0,3-0,4 его высоты вводят жидкую алюмоцериевую лигатуру со средним расходом 2,0-3,5 кг/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 579314, кл. С 21 С 5/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 208739, кл. С 21 С 5/56, 1969.

Тираж 587 Подписное

Ужгород, ул. Проектная,4