Способ раскисления и легирования стали в ковше

 

1. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ В КОВШЕ, включающий ввод алюминийсодержащих материалов И ферросплавов, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества металла и экономии раскислителей , алюминийсодержащие материалы вводят в ковш с уровня 1/20-3/4 высо .ты заполнения его металлом, причем алюминийсодержащие материалы задают отдельными порциями с возрастающим расходом от 0,01-2 кг/т стали, максимальные расходы которого 0,052 кг/т стали соответствуют периоду ввода Ферросплавов. 2. Способ По п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в ковш вводят (Л алюминийсодержащие материалы с различным содержанием алкадиния: при заполнении ковща на 1/20-1/3 высоты - с мннимальньм содержанием алюминия, предпочтительно шлак от производства алюмокремниевых сплавов, в период заполнения ковща на 1/2 - 3/4 высоты с максимальным содержанием алюминия, предпочтигепьнр чущковый алюминий. Сл .tab СО

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (I! !

4(5(! С 21 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3591790/22-02 (22) .18.05.83 (46) 07.05.85. Бюл. !(- 17 (72) Е.M. Кривко, В.Н. Компаниец, В.А. Тарасенко,. П.И. Чуб, В.В. Не-. свет, В.Н. Зубов, А.А. Скипочка и И.А. Павлюченков (71) Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. M.È. Арсеничева

1 (53) 669. 054 (088. 8) (56) 1. Явойский В.И. и др. Иеталлургия стали. М., "Иеталлургня", 1973, с. 541.

2. Ваптизманский В.И. и др. Раскисление и легирование стали экзотермическими ферросплавами. М., "Техника", 1970, с. 120-123.

3. Сталеплавильное производство.

Технологическая инструкция по выплавке скрап-рудным процессом спокойных, полуспокойных, кипящих.н низколегированных марок стали в мартеновском цехе Ф 3, ТИ-230-119-80, Дненропетровский металлургический завод нм.

Ф.Э, Дзержинского, 1980, с. 27. (54)(57) 1. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ В КОВШЕ, включающий ввод алюминийсодержащих материалов и ферросплавов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,.с целью улучшения качества металла и экономии раскислителей, алюминийсодержащие материалы вводят в ковш с уровня t/20-3/4 высоты заполнения его металлом, причем алнминийсодержащие материалы задают отдельными порциями с возрастающим расходом от 0 01-2 кг/т стали, максимальные расходы которого 0,052 кг/т стали соответствуют периоду ввода ферросплавов.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в ковш вводят алюминийсодержащие материалы с различным содержанием алюминия: при заполнении ковша на 1/20-1/3 высоты " с минимальным содержанием алюминия,.

-предпочтительно шлак от производства алюмокремниевых сплавов, в период заполнения ковша на 1/2 — 3/4 высоты с максимальным-содержанием алюминия, предпочтительно чушкавый алюминий.

1154341 2

Изобретение относится к мета лургии черных металлов, а более конкретно к раскислению и легированию стали в ковше.

Известен способ раскисления и легирования стали в ковше, предусматривающий равномерный ввод соответствующих добавок в ковш по мере наполнения его металлом с прекращением раскисления (легирования) не позже чем за 2-3 мин до появления печного шлаПри таком способе достигается некоторое очищение металла от неметаллических включений, усредняется состав стали по всему объему, уменьшается количество растворенных газов

55 в стали.

Предотвращение контакта раскисли20 телей и легирующих с печным шлаком способствует уменьшению угара ферросплавов. Такой регламент ввода раскислителей и легирующих приводит к наличию значительного градиента

25 температур металла по высоте ковша в период его заполнения и по ходу разливки (21 .

Чрезмерное локальное повышение температуры металла в начале выпуска, имеющее место при развитии экзотермической реакции окисления алюминия, приводит к ухудшению качества металла из-за загрязнения его продуктами раскисления и насыщения газами при высоких температурах. Равномерный 35 ввод раскислителей.и легирующих в ковш не позволяет учитывать изменение температурного поля ковша при поступлении новых порций металла, а также различия в гидродинамических процессах, происходящих в начале и в конце выпуска. Желательно обеспечить усреднение температуры жидкой стали и стабилизацию ее в течение всего периода выпуска жидкой стали. 45

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ раскисления и легирования стали в ковше, включающий ввод всех легирующих и 50 раскислителей .в период заполнения ковша на 1/5 — 1/2 его высоты. Причем весь алюминий вводят полностью за короткий отрезок времени в кусках массой не более 4 кг. В период выпуска стали в ковши емкостью 250 т ,при наполнении 1/5-1/2 высоты ковша

1 имеют место наилучшие гидродинамические условия для быстрого растворения ферросплавов и вместе с тем в какой-то мере устраняется локальное повышение температуры металла в самом начале выпуска j3) .

Недостатками известного способа являются наличие концентрационного и температурного градиентов по высоте ковша, ухудшающих качество металла, а также повышенный расход раскислителей и легирующих. Все это обусловлено тем, что раскислители и легирующие вводятся практически единой порцией, т.е. в короткий срок. После их присадки скорость циркуляции металла несколько замедляется, что связано с увеличением его вязкости, массы металла, а также уменьшением высоты падения струи металла. Фракционный состав раскис лителей и легирующих в этих условиях строго регламентируется, что обуславливает дополнительные затраты на сортировку в условиях ферросплавных заводов, а следовательно, и повышение расхода и стоимости укаэвнных материа- лов.

Цель изобретения — улучшение качества металла и экономия раскислителей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу раскисления и легирования стали в ковше, включающему ввод алюминийсодержащих метериалов и ферросплавов, алюминийсодержащие материалы вводят в ковш с уровня 1/20-3/4 высоты заполнения его металлом, причем алюминийсодержащие.материалы задают отдельными порциями с возрастающим расходом от

0,01-2 кг/т стали, максимальные расходы которого 0,05-2 кг/т стали соответствуют периоду ввода ферросплавов.

В ковш вводят алюминийсодержащие материалы с различным содержанием алюминия: при заполнении ковша на

1/20-1/3 высоты — с минимальным содержанием алюминия, предпочтительно шлак от производства алюмокремниевых сплавов, в период заполнения ковша на 1/2-3/4 высоты — с максимальным содержанием алюминия, предпочтительно чушковый алюминий.

При введении алюминийсодержащих материалов в подобном режиме практически полностью устраняется концентрационный градиент по содержанию алюминия, снижается его угар, а следовательно, уменьшается содержание неметаллических включений в металле.

В периоды ввода ферросплавов имеет место локальное падение температуры металла и поэтому ввод туда же алюминия обеспечивает протекание экзотермических. реакций компенсирующих рассматриваемые тепловые потери и, естественно ускоряет процесс растворения ферросплавов. В этом случае требования в отношении фракционного состава последних могут бйть менее жесткими, что позволяет использовать более дешевые материалы в качестве раскислителей и легирующих.

Введение алюминийсодержащих материалов в количестве менее 0 01 кг/т стали, например О,OOS кг/т, приводит к дополнительному. увеличению угара

154341 - 4 марганца (на 0,07-0, 15 абс. X) . Это обусловлено наличием относительно высокой окислительной способности выпускаемого металла из агрегата и его первых порций в ковше, для стабилизации окисленности и температуры: койорщ . необходимо оптимальное количество присаживаемых раскисляющих металлов (алюминийсодержащих).. Ввод алюминийсодержащнх материалов в количестве более .2 кг/т -стали (например, 2,1 кг/т) приводит к характерно выраженному локальному окислению . алюминия, что впоследствии проявляет15 ся в ухудшении достигаемого показателя уменьшения содержания неметаллических включений на 1-3 отн.X . в частности оксидных.

Результаты опробования способа приведены в таблице

1154341

Ъ

Ю

Ц

Ф

&» м

СЧ 0О л -э

1 — — — I

О м м

Ю

СЧ л

CV (Ч

° QQ

Ю Л

t4 о е и ж

Ю

«

СЧ ь о м

Ю

«

СЧ

Ю Ю

« «

Ю О

О . л о

Ю

«

Ю 11

О м

СЧ (Г1

Ю

\Г

СЧ

Ю

О л

1 СЧ

СЧ

О

Ф

Ю Ю

« о

Ю м со в

« «

О л ь

О л

1/

О л ь

СЧ л

Ю м

Ю л

Ю л о

Ю

СЧ

C) Ю

f (;31

v

СЧ СЧ !

» (1 Я1

С Ю

6Ц ю em .Ф

an r

«О

an о о и

P а х

1,» а э

Ое

>ъ Ж

>Я

Й A

1 I

5 о ж

5. о о

Ф Р3

° »

_#_ !» 4 д g «О

1- О, О а

1

I

I

I! ф I 1 с л оо

СЧ (4 а л

Ю О л « л

Ю О О м

О Ю

« ° \

Ю 1

О а л л 1

Ю О

I

И I

Ы И 34 I

1 м м м I

I о о а Фco I а I O

8 1Ю с3 м» I

1154341

ВНИИПИ Заказ 2636/25 Тираж 553 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Указанные параметры уровня ввода алюминийсодержащих материалов являются оптимальными. Более ранняя присадка данных материалов, например на уровне 1/25 высоты ковша, не являет- 5 ся необходимой„ поскольку на этом уровне имеет место понижение. температуры первых порций металла за счет исходных условий (значительной поверхности дна ковша с температурой 150 С). На более высоких уровнях, в частности на уровне 1/20 высоты сталеразливочного ковша необходимость снятия температурного градиента становится очевидной. Сле- 15 довательно, нижний предел - уровень

1/20 высоты ковша — является оптимальным. Второй, верхний предел—

3/4 высоты ковша, является также оптимальным, поскольку ввод алюминий- 20 содержащих материалов в ковш при выпуске металла из сталеплавильного агрегата позже (что соответствует более высокому уровню высоты ковша, например 4/5) в отдельных случаях при быстром сходе металла из агрегата приводит к частичному попаданию алюминия в печной шлак. Следовательно, указанный верхний предел — 3/4 высоты ковша — является также опти- 30 мальным.

Ввод алюминийсодержащих материалов с различным содержанием алюминия также позволяет использовать более дешевые материалы и достичь экономии дорогостоящих (стоимость 1 т чушкового алюминия примерно 500 р), В период наполнения 1/20-1/3 ковша предлагается вводить в ковш алюминийсодержащий материал с минимальным содержанием алюминия, например

- шлак от производства алюмокремниевых сплавов (AK-45), содержащий 30-60Х металлических алюминия и кремния, 25-40 А1 0, 15-25 карбидов крем- 45 ния и других карбидов. Последние разлагаются при высоких температурах с обильным газовыделением, способствующим циркуляции металла и очищению его от неметаллических 50 включений. Ввод в ковш при наполнении 1/2-3/4 его объема алюминийсоI держащих материалов с максимальным содержанием алюминия, например чушкового алюминия, обеспечивает достаточно полное раскисление верхних объемов жидкой стали, а протекание экэотермических реакций позволяет компенсировать тепловые потери через зеркало металла, уменьшить температурный градиент по высоте ковша, стабилизировать температуру металла в течение всего периода выпуска. Последнее способствует лучшему всплыванию неметаллическкх включений из металла.

При опробовании способа сталь марок 09Г2С и 3 кп выпускали из мартеновской печи в ковш емкостью 250 т.

Обычно для стали марки 09Г2С алюминий в количестве 0,8 кг/т вводят в ковш после присадки силикомарганца и ферросилиция. В последнюю очередь вводят ферротитан (0,5 кг/т). Все присадки. осуществляют в период заполнения ковша на 1/5-1/2 его высоты, как в известном способе. При опробовании предлагаемого способа алюминий присаживавт по регламенту, представленному в таблице. Иэ таблицы видно, что максимальные расходы алюминийсодержащих материалов выбраны с-учетом конечного содержания алюминия в стали, содержания его в задаваемом материале, содержания неметаллических включений в металле и угара раскислителей и легирующих. Анализ результатов опробования способа показывает, что содержание неметаллических включений в стали 09Г2С уменьшается в среднем на 43,0 10 %, в стали 3 кп— на 33,0 10 . Угар марганца, кремния и титана при легировании стали 09Г2С уменьшается соответственно на 5,3 и ? абс. . При раскислении .стали марки 3 кп угар марганца уменьшается примерно на 5 .

Способ позволяет улучшить качество металла эа счет очищения его от неметаллических включений и достичь экономии дефицитных дорогостоящих раскислителей и легирующих.