Способ раскисления низкоуглеродистой стали

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству низкоуглеродистых сталей. Цель изобретения - снижение содержания азота в стали, уменьшение восстановления кремния из футеровки ковша, повышение степени усвоения алюминия и уменьшение расхода марганецсодержащих компонентов. Раскисление стали производят порционной подачей алюминия и марганецсодержащих компонентов при заливке стали в ковш. Map- ганецсодержащие компоненты вводят в виде карбонатной марганцевой руды в соотношении с алюминием (6-8):1, причем вес каждой последующей порции расхислителей составляет 50-752 от предыдущей. Способ раскисления позволяет обеспечить более высокое качество стали по .содержанию неметаллических включений, снизить содержание азота на 60%, повысить степень усвоения алюминия в 2 раза и уменьшить расход марганца на раскисление . 1 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 21 С 7/06

ВСЕСб f035A%

13 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ЬИЪАМ1! f:.. ..»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4014523/22-02 (22) 22,11, 85 (46) 23.03. 87. Бюл. 1Ф 11 (71) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Ю. В. Липухин, О. Е.Молчанов, Ю. И. Жаворонков, Ю. В. Гавриленко, Л. П. Климов, С. Д. Зинченко и В.П.Кириленко (53) 669. 046. 558. 6 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11» 592851, кл. С 21 С 7/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 421717, кл. С 21 С 7/06, 1972. (54) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству низкоуглеродистых сталей, Цель изобретения — снижение содержания

„„Я0„„1298250 А 1 азота в стали, уменьшение восстановления кремния из футеровки ковша, повышение степени усвоения алюминия и уменьшение расхода марганецсодержащих компонентов, Раскисление стали производят порционной подачей алюминия и марганецсодержащих компонентов при заливке стали в ковш. Марганецсодержащие компоненты вводят в виде карбонатной марганцевой руды в соотношении с апюминием (6-8);1, причем вес каждой последующей порции рас сислителей составляет 50-753 от предыдущей. Способ раскисления по-. зволяет обеспечить более высокое качество стали по .содержанию неметаллических включений, снизить содержание азота на 60Х повысить степень усвоения алюминия в 2 раза и уменьшить расход марганца на раскисление, 1 табл, 1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству низкоуглеродистых сталей, стабилизированных алюминием, и может быть использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов.

Цель изобретения — снижение содержания азота в стали, уменьшение восстановления кремния из футеровки ковша, повышение степени усвоения алюминия и уменьшение расхода марганецсодержащих компонентов, Сущность изобретения заключается в создании оптимальных термодинамических и кинетических условий для протекания реакций взаимодействия алюминия с растворенным в металле кислородом, предотвращении побочного его взаимодействия с футеровкой ковша, шлаком и атмосферным воздухом, а также зарождении, укрупнении и удалении из расплава продуктдв рас-. кисления. При вводе алюминия в нераскисленный или слабо раскисленный металл при реальных температурах сталеплавильного производства имеется термодинамическая возможность его окисления растворенным в металле кислородом, кислородом атмосферного воздуха, а также за счет восстановления окислов из футеровки ковша и попавшего во время слива окислитель- . ного печного шлака, При низких концентрациях алюминия в первую очередь получает развитие реакция его взаимодействия с растворенным в металле кислородом, при этом нежелательные реакции не протекают. Рассредоточенный ввод алюминия в процессе наполнения ковша со снижением веса каждой последующей порции по мере снижения окисленности металла в ковше обеспе1298250

Наибольший эффект наблюдается

40 при соотношении алюминия и карбонат- ной марганцевой руды в каждой из трех порций 1: (6-8). При уменьшении.. этого соотношения менее 1:6 недостаточное защитное действие окиси угле.рода из-за уменьшения объема приводит к повышению содержания азота в стали, снижению степени усвоения алюминия за счет взаимодействия с кислородом атмосферного воздуха, кроме того, наблюдается повышенная загрязненность стали неметаллическими включениями. Увеличение этого соотношения более 1:8 экономически нецелесообразно, так как требуется

55 выпускать из печи металл с более высокой температурой вследствие сильного охлаждающего эффекта при разложении карбонатов, кроме того, чивает максимальное его использование на раскисление.

Кроме того, дополнительная присадка совместно с алюминием карбонатной марганцевой руды улучшает кинетические условия взаимодействия алюминия с кислородом металла, что достигается дополнительным перемешиванием расплава окисью углерода, образовавшейся в результате разложения карбоната и исключением контакта поверхности расплава и струи сливаемого металла с атмосферным воздухом, чем цополнительно предотвращается насыщение металла азотом.

Необходимость присадки совместно с алюминием именно карбонатной марганцевой руды обуславливаются erne u тем, что в металл дополнительно вво5 дятся окислы марганца, которые способствуют хорошему очищению стали от мелких включений корунда. Процесс очищения происходит следующим образом. Окислы марганца, которые обра10 зуются после разложения карбонатной марганцевой руды, имеют низкую температуру плавления и находятся в металле в жидком состоянии, при интенсивном перемешивании расплава за

15 счет гидродинамиче ского вз аимодействия струи, а также выделяющейся окиси углерода, процессы соединения этих включений протекают достаточно интенсивно,.что приводит к образованию крупных жидких включений малой плотности, последующее зарождение включений корунда в результате раскисления металла алюминием на грани25 це раздела металл — жидкое включение

МпО происходит с меньшими затратами энергии, чем в объеме металла. В результате образуются крупные двухслойные включения малой плотности в оболочке корунда, имеющие высокие значения межфазного натяжения на границе раздела фаз металлвключение, которые хорошо удаляются и ассимилируются шлаком.

Режим ввода алюминия для раскис35 ления стали и дополнительное использование карбонатной марганцевой руды обеспечивает достижение поставленной цели.

1298250 наблюдаются выплески металла из ковша в конце его наполнения.

Снижение веса каждой последующей порции алюминия с карбонатной марганцевой рудой обусловлено созданием оптимальных условий раскисления мет алла, так как снижение порции менее чем на 257. приводит к образованию зон, пересьпценных алюминием (при вводе второй, особенно третьей 10 порции), получают развитие реакции . его взаимодействия с атмосферным воздухом, футеровкой ковша и шлаком, что приводит к повышенному угару алюминия, повышению содержания азота 15 и кремния в стали, а также повышенной ее загрязненности комплексными оксидными включениями и нитридами алюминия. Снижение веса порции более чем на 507 обуславливает повышенное 20 содержание кислорода в металле после раскисления и высокую загрязненность неметаллическими включениями вследствие ухудшения условий их удаления, связанных со снижением интенсивности,2> перемешивания металла в ковше во время выпу ска, Таким образом, предлагаемый способ отличается регламентацией режима раскисления низкоуглеродистой стали 30 алюминием путем применения дополнительного материала совместно с раскислителем, соотношением присаживаемых материалов по удельному расходу и времени ввода, 35

Для оценки проведена серия опытнах плавок с изменением предлагаемых параметров как в указанных пределах, так и с выходом за них.

Пример. Опытные плавки прово-40 дят в конвертерном цехе Череповецкого меткомбината при промышленном производстве стали 08ю. После продувки металла в конвертере получают стандартный низкоуглеродистый полупрОдукт практически постоянного химического состава, 7.: С 0,03-0,05;

Ип Оъ040э09 $ 0 ° 015-Оь0201 Р Оэ007

0,010, Раскисление и легирование металла 0 проводят в сталеразливочном ковше следующим образом.

Согласно предлагаемому способу после начала наполнения сталеразливочного ковша металлом в него порциями соответственно при наполнении

1/3, 1/2 и 2/3 высоты присаживают алюминий совместно с карбонатной марганцевой рудой при различном соотношении компонентов и веса порций и общем расходе алюминия 250 кг. Последующее легирование алюминием до требуемого химического состава и маргаг,цем производят в процессе аргонной продувки принудительным вводом в металл алюминиевыми монолитами в количестве 750 кг и присадкой марганца металлического марки ИР2 в количестве 800-900 кг. После окончания ввода ферросплавов метапл дополнительно продувают аргоном через погружную фурму с расходом 55-60 нм /мин в течение 6-8 мин.

Согласно известному способу на дно сталеразливочного ковша присаживают 250 кг первичного чушкового алюминия совместно со шлакообраэующей смесью из извести, плавикового шпата и магния в количестве 0,5-1,5 т, Затем после наполнения сталеразливочного ковша легирование стали алюми-.; нием, р аски сл ение марганцем и обр а-. ботку аргоном проводят так же, как и при проведении плавок согласно предлагаемому способу.

Результаты опытных плавок по предлагаемой и известной технологии представлены в таблице.

Полученные данные при проведении исследований в промышленныж условиях показали, что применение предлагаемого способа раскисления низкоуглеродистой стали алюминием позволяет обеспечить более высокое качество металлопродукции по содержанию неметаллических включений, снизить содержание азота на 607 и кремния в холоднокатаном листе в 4 раза и повысить пластические его свойства, а также повысить степень усвоения алюминия в 2 раза и уменьшить расход марганца на раскисление; Выход какоголибо параметра за граничные значения предлагаемых пределов приводит к ухудшению качественных показателей (т аблица), формула изобретения

Способ раскисления низкоуглеродистой стали, включающий порционную подачу алюминия и марганецсодержащих компонентов при заполнении ковша сталью, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения "одержания азота в стали, уменьшения восстановления кремния из футеров 1298250 ганцевой руды в соотношении с алюминием (6-8): 1, причем масса каждой последующей порции составляет 5075Х от предыдущей. ковша, повьппения степени усвоения алюминия и уменьшения расхода марганецсодержащих компонентов, последние вводят в виде карбонатной марПредлагае Реей

1500

2 l,0 0,0055 0,010

900 500/SS 5 350/70 0

0>32

):6

2,6

l 750 1) 7 !000 600/60,0 400/66,7

2000 I t 8 200 650/54 >2 400/61,5

I 9 21,1 0,0050 0,012

0,34

20,6 0,0047 0,010

0,38

2>2

6,7 20,4 0>0060 0,017

l 7 21 8 0>0045 О 011

0,30

0,40

0,30

l 7,0 0,0052 0,030

6,5

6,7 16,8 0,0050

0,020

0,32

7,3 19,7 0,0045 0,025.0,30

6>9 16 5 0,0040

0,032

0,35

21,0 0,0053 0,0)1

250/50

424/75

1000 500/50

758 568/75

0,34

2,5

21,0 0,0054 0,0)2 0,33

2,3

Шлакообрвз > >>>цая смесь

5001500

Известный!

0>3 0>0080 0>045 0>24

7501750

1:(2 6) 7,7

Составитель А.Минаев

Редактор Н. Рогулич Техред А. Кравчук Корректор И. Эрдейи

Заказ 861/ 26 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб>> д. 4!5

Производственно-полиграфическое пЭелп)3иятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 1250 1)5

2250 1:9

1750 1:7

1750 I)7

1750 I:7

1750 1:7

I 500 1:6

1500 1:6

650 480/73,8 370/77,0

1200 800/66,7 500/62,5

1300 500/38,9 200/40>0

800 6SÎ/8! 3 550/84,6 !

100 450/40,9 450/IОО.

1000 800/80,0 200/25,0