Способ производства стали

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий обработку металла в ковше синтетическим 1ш1аком, продувку металла под слоем шлака через погру женную фурму аргоном и кальцийсодер жащими материалами, дополнительную присадку извести и плавикового шпата , отличающийся тем, что, с целью снижения содержания серы в металле, известь и плавиковый шпат дополнительно присаживают до продувки металла аргонрм и кальцийсод: ржащими материгшами на синтетический ишак, при этом соотношение иэ Вёсти, плавикового Шпата и синтетического шлака поддерживают равном i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PEGllYS JIHH (»)SU(„) А

М59 С21С5 52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3487458/22-02 (22) 26.08. 82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) А.Г. Шалимов, А, Ф. Каблуковский, A.Ï. Объедков, A.Â. Куклев, A В. Шемякин, О.В. Носоченко, В.С. Харахулах, В.И. Ганошенко, В.В. Голод и С.Г. Мельник (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (53) 621.746.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 358373, кл. С 21 С 5/52, 1972.

2. Журнал Черные металлы, Р 11, 1974. с, -19 ° (54} (57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий обработку металла в ков ше синтетическим шлаком, продувку металла под слоем шлака череэ погру женную фурму аргоном и кальцийсодер жащими материалами, доголнительную присадку извести и плавикового шпата, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания серы в металле, иэвесть и плавиковый шпат дополнительно присаживают до продувки металла аргонрм и кальцийсодержащими материалами на синтетический шлак, при этом соотношение извести, плавикового шпата и синтетического шлака поддерживают равным

:(4-10)з(1-3)з(30-50), а количество 3

1наведенного шлака 30-60 кг/т жидкого металла.

С:

1062273

Кроме того, способ не в состоянии обеспечить содержание серы менее 0,004%, К стали 09Г2ФБ, идущей на строительство магистральных газопроводов диаметром 1420 мм, работающих в условиях Севера при давлении газа

100 ати, предъявляются жесткие тре60

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству ,стали, рафинированной жидким синтетическим шлаком и порошкообразными кальцийсодержащими реагентами.

Известен способ производства легированной стали, по которому с целью улучшения качества стали путем уменьшения ее загрязненности неметаллическими включениями, повышения пластических свойств и ударной вяэ- 10 кости в сталеразливочном ковше смешивают жидкий стальной полупродукт, -расплав лигатурЫ с синтетическим шлаком и присаживают в определенной последовательности специальные флюсы" 5 кальцинированную соду,. флюорит или содержащие его продукты, а также окислы и соли щелочных и щелочноэемельных металлов (1) .

Недостатком этого способа является ухудшение десульфурации и раскисление стали вследствие гетерогенности наведенного шлака.

Наиболее близким к изобретению по технической су-.ности и достигаемому эффекту является способ десульфурации стали в ковше порошкообразными кальцийсодержащими реагентами, заключающийся в том, что металл продувается в ковше порошкообразными 30 кальцийсодержащими материалами (Са, SiCa СаС ), вводимыми в потоке аргона через глубокопогруженную форму (более 2000 мм). Продувку ведут в ковшах, футеровка которых выполнена из шамота, доломита, магнезита или высокоглиноземистого материала. Продувку осуществляют под слоем синтетического шлака (СаО +

+ СаР + A gOg + SiOg) .

Известь и плавиковый шпат допол- 40 нительно присаживают на дно ковша перед переливом металла из ковша в ковш. Десульфурация металла в ковшах с доломитовой, магнеэитовой или высокоглиноземистой футеровкой по- 45 зволяет получать сталь с содержанием серы 0,004-0,010%, а в ковшах с шамотной @утеровкой — 0,0060,015% (2J .

Недостатком известного способа является то, что для достижения такого содержания серы необходимо иметь двойной парк ковшей. Перелив металла из ковша в ковш усложняет технологический поток производства стали ° бования (содержание серы не более

0,004%).

Цель изобретения — снижение со-. держания серы в металле.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства стали, включающему обработку металла в ковше синтетическим шлаком, продувку металла под слоем шлака через погруженную фурму аргоном и кальцийсодержащими материалами, дополнительную присадку извести и плавикового шпата, известь и плавиковый шпат дополнительно присаживают до продувки металла аргоном и кальцийсодержащими материалами на синтетический шлак, при этом соотношение извести, плавикового шпата и синтетического шлака подцерживают равным (4-10):(1--3):{30-50), а количество наведенного шлака 30-60 кг/т жидкого металла.

В результате дополнительной присадки извести и плавикового шпата в ковш после выпуска металла и обработки его синтетическим шлаком продувка металла аргоном и кальцийсодержащими порошками (силикокальцием) осуществляются под новым рафиниро" вочным шлаком с содержанием СаО до

54-62%, Известь и шпат при продувке металла силикокальцием растворяются в покровном шлаке и образующийся шлак при температуре рафинирования

1600 С является гомогенным. Такое содержание СаО в шлаке и его гомогенное состояние обеспечивает десульфурирующую способность шлака в 2 ага†эа выше, чем шлака, образующегося после обработки металла синтетическим шлаком, При состношениях извести, плавикового шпата и синтетического шлака меньших, чем 4:1:(30-50) степень рафинирования металла практически такая же, что и при рафинировании только синтетическим шлаком.

При соотношениях извести, плави-. кового шпата и синтетического шлака (4-10):(1-3):(30-50) наведенный шлак обладает высокой десульфурирующей способностью, жидкотекуч и рафинирование стали под наведенным шлаком обеспечивает содержание серы в металле не более 0,004%.

При соотношениях извести, плавикового шпата и синтетического шлака менее, чем 4:1:30 содержание СаО и наведенном шлаке увеличивается незначительно пэ сравнению с исходным синтетическим шлаком и эаметного повышения десульфурации стали при этом не наблюдается.

При соотношениях извести, плавикового шпата и синтетического шлака больше, чем 10:3:50 наблюдается: при увеличении содержания извести — на-

1062273 веденный шлак становится гетероген- ным и процесс десульфурации тормозится кинетическими факторами; при увеличении содержания плавикового шпата — интенсивный износ футеровки ковша, при увеличении содержания

5 синтетического шлака — снижение удельной десульфурирующей способности шлака, а следовательно, и экономической эффективности рафинирования. При массе наведенного шлака ме- 10 нее 30 кг/т и достижении состояния равновесия по сере конечное содержание серы в металле составляет больше 0,004%, при массе 30-60 кг/т — сера в металле снижается до уровня ме- 15 нее 0,004%. Дальнейшее увеличение массы наведенного шлака экономически не эффективно, так как количество шлака увеличивается, а концентрация серы в металле прак:ически не изменяется °

Реализация предлагаемого способа наиболее эффективна при выплавке трубной стали, идущей на строительство магистральных нефтегазопроводов 25

Северного исполнения с рабочим дав— лением 100 ати.

Пример 1. Полупродукт для стали 09Г2ФБУ выплавляют в 180-тонном конверторе, замеряют температуру, отбирают пробу металла и шлака на химический анализ, выпускают полупродукт в сталеразливочный ковш с основной утеровкой, в который геред выпуском сливают 3,-6 т синтетического шлака, При сливе из конвертера металла раскисляют и легируют алюминием (450 кг ), ферромарганцем (2750 кг), феррованадием (330 кг), ферротитаном (200 кг), силикомарганцем, и рафинируют синтетическим 40 известково-глиноз емистым шлаком состава,%: СаО 50, А3< 03 46; SiOg

1,5 и MgO 2,5.

После выпуска плавки в ковш присаживают 1250 кг извести и 360 кг плавикового шпата на синтетический шлак в зону расположения фурмы..Конвертерный окисленный шлак отсекают плавающими шарами, Соотношение присаживаемых извести, плавикового шпата и синтетического шлака составляет

10:3:30. Шлакометаллический расплав продувают аргоном в течение 5 мин, а затем порошкообразным силикокальцием в количестве 2 кг/т, отбирают 55 пробы металла и шлака. Вследствие присадки извести и плавикового шпата химический состав шлака следующий,%:

СаО 59,9; MgO 3,7; SiO 2; АР<О> 33,0.

Количество покровного шлакЪ 60

30 кг/т, по консистенции жидкотекуч, что обеспечивает глубокую десульфурацию металла. Содержание серы в металле стало 0,003% при исходном содержании серы в полупродукте 0,020%.

Далее металл разливают на МНЛЗ и слябы прокатывают на лист на стане 3600. Как показали испытания листа, металл по химическому составу и механическим свойствам (ударная вяз-. кость составила 22 кгс/см ) удовлетворяет требованиям ТУ на сталь для магистральных газопроводов Северного исполнения на рабочее давление

100 ати.

Пример 2. Полупродукт для стали 09Г2ФБУ выплавляют в 250-тонном конверторе, на повалке отбирают пробу металла, выпуск полупродукта осуществляют в ковш с высокоглиноземистой футеровкой. При сливе полупродукта из конвертера его раскисляют и легируют теми же ферросплавами, что и в примере 1, и рафинируют синтетическим известково-глиноземистым шлаком в количестве 10 т, следующего химического состава,%г

СаО 52; АР<О> 44; S10> 20 и остальные окислй 2,0, После выпуска металла в ковш присаживают 1500 кг извести и 500 кг плавикового шпата на синтетический шлак в зону расположения фурмы. Конвертерный окисленный шлак отсекают.

Соотношение извести, плавикового шпата и синтетического шлака равно при этом 6:2:40, Шлакометаллический расп» лав продувают порошкообраэным силикокальцием, вводимым в потоке аргона, в течении 12 мин в количестве

1,5.кг/т. Образовавшийся к концу продувки покровный шлак в количестве

50 кг/т жидкотекуч, по десульфурирующей способности (СаО в шлаке 55%) превышает в 2 раза шлак, получаемый в ковше в результате рафинирования только синтетическим шлаком и порошкообразным силикокальцием. Содержа-.. ние серы снизилось с 0,019% в полупродукте до 0,002% в готовом металле. Сталь по механическим свойствам удовлетворяет требованиям ТУ.

Пример 3 ° Полупродукт для стали 09Г2ФБу выплавляют в 350-тонном конвертере,.на повалке отбирают пробы металла, шлака и замеряют температуру, выпускают полупродукт в ковш с шамотной футеровкой. Во время выпуска из конвертера металл раскисляют, легируют алюминием и ферросплавами и обрабатывают синтетическим известково-глиноземистым шлаком (содержание СаО 52%) в количестве 17,5 т.

После выпуска и рафинирования стали синтетическим шлаком в ковш присаживают известь (1750 кг) и плавиковый шлат (350 кг) на синтетический шлак в зону расположения фурмы. Соотношение массы извести, плавикового шпата и синтетического шлака равно

4:1:50. Осуществляют отсечку конвертерного шлака. Иеталл продувают ар1062273

Составитель К. Сорокин

Редактор Г. Безвершенко Техред М.Гергель Корректор А. Ильин

««» « ««»««

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственногс комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Рауыская наб., д. 4/5

Заказ 10161/29

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4 гоном, а затем порошкообраэным силн« кокальцнем.:. Образовавшийся покровный шлак к коКцу продувки в количестве

60 кг/т металла жидкотекуч и по де- „ сульфурирующей способности (СаО 54%) в 1,5 раза превосходит ковшевой покровный валах, образуюцийся при рафинировании сийтетическим шлаком и порсвкообразньв4 силикокальциеи без присадки извести и плавикового шпата.

Это обеспечило:соре ржание серы в готовом металле 0,002% при исходном содержании в полупродукте 0,016%, 1

Механические свойства листа, полученного из металла, рафинированного по предложенному способу, отвечают требованиям ТУ.

Технический эффект от использования изобретения состоит в повыэении качества металла (в частности, ударной вязкости) эа счет снижения содержания серы до уровня не более

0s004% °

10 Экономический эффект составляет

160000 руб. на 1 млн.т выплавки стали марки 09Г2ФВ.