Способ производства стали

 

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий выплавку, вьшуск, обработку синтетическим шлаком, раскисление, легирование и продувку порошкообразными барийсодержащими материалами в струе инертного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения , степени десульфурации и эффективности модифицирования, сокращения времени обработки, повьшения степени и стабильности усвоения микролегирующих добавок, в первые 20-30% продолжительности продувки барийсодержащие материалы вводят с интенсивностью 0,5-0,7 кг бария/т.мин, затем понижают интенсивность ввода бария до 0,01-0,02 кг/т-мин и вводят легирующие добавки, заканчивая их ввод к моменту 65-70% всего времени продувки . 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве ба § рийсодержащих материалов используют сплавы бария с кремнием, алюминием (Л и кальцием. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве микролегирующих добавок используют ниобий- , ванадийи титансодержащие материалы. ю сд to Од СО

COOS COBKTCHHX

ШШ1ВЮОМВ

РЕСЙУЬЛИК

as an

2 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

flO ДЕЛАМ HSOSPFNHHA И ОТКРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

II kRTPCNIIIIV СЭИДВПОВСТВМ (21) 3627256/22-02 . (22) 27. 07. 83 (46) 23.11.84. Бюл. У 43 (72) В.П.Кириленко, Ю.И.Балабанов, Л.П.Климов,и П.И.Югов (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной:металлургии им. И.П.Бардина (53) 669.046.554(088.8) (56) 1. Патент США У 3729309,. кл. С 21 С !/06, 1973.. /

2. Авторское свидетельство СССР

У 433221, кл. С 21 С 7/00, 1974.

3. "Сталь", 1980, Ф 4, с. 277-279. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ, включающий выплавку, выпуск, обработку синтетическим шлаком, раскисление, легирование и продувку порошкообразными барийсодержащими материаламн в .струе инертного газа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышеВСЮ С 21 С 7/06 ° С 21 С 7/064 ния степени десульфурации и эффективности модифицирования, сокращения времени обработки, повышения степени и стабильности усвоения микролегирующих добавок, в первые 20-ЗОЖ продолжительности продувки барийсодержащие материалы вводят с интенсивностью

0,5-0,7 кг бария/т.мин, затем понижают интенсивность ввода бария до

0,01-0,02 кг/т мин и вводят легирующие добавки, заканчивая их ввод к моменту 65-707 всего времени продувки.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве барийсодержащих материалов используют сплавы бария с кремнием, алюминием и кальцием.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве микролегирующих добавок используют ниобий-, ванадий- и титансодержащие материалы.

1125263

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к про нэнодству низколегированной стали с микролегирующими добавками и модифицированной барийсодержащнми реаген- 5 тами.

Известен способ производства стали, при осуществлении которого микролегирующие добавки вводятся в виде проволоки при раскисленин стали (Ц . 10

Недостатками данного способа являются высокая стоимость производства комбинированной проволоки, сложность в освоении способа, нестабильность

t степени усвоения микролегирующих эле- 15 ментов.

Известен также способ производства стали, при осуществлении. которого ванадий, титан и ниобий в виде сплавов с железом нли в металлическом 2О виде задают в ковш одновременно со сплавами, содержащими марганец и,4 кремний (23 .

- .Недостатками этого способа являются высокий угар мнкролегнрующих 25 добавок и неравномерность их распределения по объему ковша.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае» мому эффекту является способ произ-: водства низколегированной сталй, при осуществлении которого выплавленный в конвертере металл обрабатывают синтетическим шлаком, раскисляют, легируют и продувают порошкообраэными. барийсодержащими материалами в

35 струе инертного газа (3) .

Недостатками известного способа являются высокий угар легирующих материалов, нестабильное усвоение

40 легирующих элементов, вследствие чего наблюдаются значительные колебания химического состава .стали от плавки к плавке и неравномерное распределение элементов по объему ковша, нестабильность степени де45 сульфурации и недостаточно высокая степень модифицирования порошкообраэными материалами.

Целью изобретения является повышение степени десульфурации и эффек- 5О тивности модифицирования, сокращение времени обработки, а также повышение степени и стабильности усвоения мнкролегирующих добавок.

j5

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу.производства стали, включающему выплавку, выпуск, обработку синтетическим шпаком, раскисление, легирование и продувку порошкообразными барийсодержащими материалами в струе инертного газа, в первые 20-30Х продолжительности продувки барийсодержащие материалы вводят с интенсивностью

0.,5-0,7 кг бария/т . мин, затем понижают интенсивность ввода бария до

0,01-0,02 кг/т.мин и вводят микролегирующие добавки, заканчивая их ввод к моменту 65-70% всего времени продувки..

В качестве барийсодержащих материалов используют сплавы бария с кремнием алюминием и кальцием.

В качестве микролегирующих добавок используют ниобий-, ванадий- и титансодержащие материалы.

Сущность изобретения заключается в том, что при предварительном раскислении металла алюминием в реальных сталеплавильных процессах нельзя по-

1лучить содержание. серы менее 0,008Х, Для обеспечения более глубокого и устойчивого раскисления и удаления серы необходим дополнительный ввод сильных окисло" и сульфидообразователей с достаточной концентрацией, например, силикобарнем или другим сплавом бария с.кремнием, кальцием и алюминием. Использование сплавов бария с укаэанными элементами повьйпает модифицирующую эффективность применения бария цри обработке металла. Использование бария в чистом виде крайне неэффективно.в связи с его низкой растворимостью в металле. Совместное использование бария в сплаве с:указанными элементами понижает упругость паров бария и тем самым, увеличивая время пребывания бария в металле, повышает его модифицирующее воздействие на неметаллические включения, дает воэможность получить мелкие днсперсные включения и хорошую поверхность .листа.

Установлено, что в первые 20-30Х продолжительности обработки барийсодержащими материалами при интенсивности ввода бария 0,5-0,7 кг/т мин происходит резкое снижение содержания серы и кислорода как общего, так и растворенного. В первые 207. продолжительности обработки протекают реакции взаимодействия бария с алюминием, кислородом и серой. В это время

1125263

50 содержание кислорода и серы принимают минимально термодинамически возможные свои значения.

Таким образом, нижний предел ин- .. тервала ввода бария с интенсивностью S

0,5-0,7 кг/т мин определяется необходимостью наиболее полного удаления кислорода и серы и подготовки металла к вводу микролегирующих добавок., Продолжительность обработки ба- 10 рийсодержащими материалами более

ЗОЕ при интенсивности ввода бария

0,5-0,7 кг/т.мин приводит к повышенной загрязненности металла неметаллическими включениями экзогенного и эндогенного происхождения, интенсивному размыву футеровки, снижению эффективности использования бария, отклонению системы металл — шлак от равновесия. 20

Интенсивность ввода бария более

0,7 кг/т мин приводит к значительному бурлению поверхности металла, появляется воэможность выплесков металла, что приводит к необходимос- 25 ти недолива металла в ковш более чем на 0,5 м и снижению эффективности обработки металла барийсодержащими материалами.

При интенсивности ввода бария ме- ЗО нее 0 5 кг/т мин не достигается эф.фект быстрого приближения системы металл — шлак к термодинамическому равновесию, время обработки металла в ковше увеличивается.

После истечения 20-30Х продолжи35 тельности продувки металла порошкообразными материалами продувка связана в основном с модифицирующим воздействием на неметаллические вклю40 чения в стали, в связи с чем интенсивность ввода бария понижают и устанавливают 0,01-0,02 кг/т ° мин, Интенсивность ввода бария более

0,02 кг/т мин в этот период нецелесообразна, так как при этом металл дополнительно загрязняется неметал" лическими включениями из футеровки ковша, а также повышается общий расход бария на плавку.

Интенсивность ввода бария не менее 0,01 кг/т.мин определяется необходимостью предотвращения поступления кислорода в металл из шпака и атмосферы и защиты введенных микро- 55 легнрующих добавок от окисления, а также необходимости обеспечения суммарной длины немодифицированных сульФидов марганца Е 2/Г не более

0,2 см/см

Целесообразность дачи микролегирующих добавок после 20-30Х продолжительности обработки связана, как видно, с минимальной окисленностью металла, с достижением в результате интенсивного ввода бария термодинамического равновесия системы металл — шлак.

Ввод добавок позднее 70Х продолжительности обработки приводит к повышенной неравномерности распределения микролегирующих элементов н необходимости дополнительного времени для устранения неравномерности распределения.

Пример. Опробовачие предлагаемого способа проводили в 160-тонном конвертере, в котором выплавляли полупродукт следующего химического состава:

С 0 05 — 0,07

Мп 0 06 — О 10

S 0,020- 0,025 P 0,006- 0,011 й, С . 1640 — 1660

Перед выпуском плавки из конвертера в ковш заливали синтетический шпак в количестве 4 -45 кг/т стали.

Ферромарганец в количестве 13,0 кг/т силикомарганец.3-4 кг/т,. силикокальций марки СК-15 1,0-1,5 кг/т присаживали в процессе слива плавки в ковш кусками до 70 мм. Раскисле- ние алюминием осуществляли с начала выпуска плавки до наполнения

2/3 высоты ковша в количестве 1;82,4 кг/т . Продолжительность слива плавки составляла 4-7 мин. Попадание шпака в ковш минимальное. После раскисления и легирования ковш с металлом поступал на аргонные установки.

Температура металла перед обработкой барийсодержащими материалами составляла 1590-1615 0. После замера температуры металл продувался порошком барийсодержащих материалов в струе инертного газа с интенсивностью ввода бария 0,5-0,7 кг/т мин.

После достижения 20-30Х необходимого на продувку времени интенсивность ввода бария уменьшали до 0,010.,02 кг/т мин и вводили 0,64 кг/т мин ферротитана марки ФТИ вЂ” 30 (100 кг/пл}

1,6 кг/т феррованадия марки ФВд 35С (250 кг/пл), 0,41 iKr/т феррониобия импортного (Nb=65X, 65 кг/пл.).

Продувку металла прекращали после

1125 достижении, температуры 1570-1585 С и введения необходимого количества сплава бария, что составлялф, 4-5 мин .

В таблице приведены. результаты опытных пла6ок по предлагаемому 5 способу.

Таким образом, применение предложенного способа производства стали

263

6 позволяет повысить степень десульфу; рации и эффективность модифицирования металла, обеспечить повыаение степени усвоения микролегирующих добавок и нх равномерного распределения по объему ковша, а также сократить время обработки барийсодержащими реагентами. о л фЬ о .в

ОО ео

О! ч о!

О л ! О

СЧ л О о л!!О

О!

ot

О!

О!О о! и

Ф о

O.О.3

Юф

О о

О!! о!

О о! о! м

ФЧ

Э В

o o м о с! о

III

O и о о Ф

В о о м о л

Ю л л у

4О ОО

33 о о

3 о

4 о о о л о о

IO еч о о

CI

OI о

IA м

O о о о о о

3 мч о о о м о о о Ф л о о

М\

У о

Я Я ол о и Ф!

О! о!й ч!!о д!о

4 о!

° О!

Cg о.! О

3о

4Ч

4Ч о о !

О о.

4 о

l)25263!

I".

Ch о й8 о!

О!

ojg

Яо

5 !