Способ внепечной обработки стали

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к внепечной обработке сталей. Цель изобретения сокращение расхода модификаторов и улучшение качества стали. Сущность изобретения заключается в том, что перед обработкой модификаторами производят корректировку окисленности металла путем получения содержания алюминия в металле в количестве, определяемой по формуле: exp (% Si - Гп С - - 0,3979), где С - 45,79 - 0.01922 ч. t - температура металла перед вводом алюминия, °С; % Si - содержание кремния в металле. Модифицирование осуществляют смесью силикокальция (или извести) плавикового шпата и криолита при массовом соотношении 1:(0,25-0,4):(0,005-0,01). Улучшается качество металла за счет снижения содержания неметаллических включений, снижается расход модификаторов на 15%. 2 з.п. ф-лы, 1 габл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 7/00, 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4302274/02 (22) 03,09.87 (46) 23.05.91. Бюл. М 19 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П,Бардина (72) А.M.Ïoæåâàíoâ. П.И.Югов, В.П. Кириленко, Ф.В,Федосенко, Б.П.Климов и

В,Н,Хребин (53) 669, 184. 144. 6(088.8) (56) Инжекционная металлургия. Труды конференции 83. — M.: Металлургия, 1986, с.

208 — 213. (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ

СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке сталей. Цель изобретения сокращение расИзобретение относится к черной металлургии, а именно к производству качественных сталей, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.

Цель изобретения — сокращение расхода модификаторов и улучшение качества стали.

Установлено, что при любой температуре в исследованном интервале можно определить концентрацию алюминия, которой соответствует минимальное равновесное содержанйе кислорода в металле.

Эта зависимость имеет вид (% Aflpm=exp((% Si)- Ь С-0-3979), (1) где С = 45,79 - 0,01922 т, Свободные члены этого уравнения учитывают химический состав стали, кроме

КР8МНМА.

».. Ж 1650716 А1 хода модификаторов и улучшение качества стали, Сущность изобретения заключается в том, что перед обработкой модификаторами производят корректировку окисленности металла путем получения содержания алюминия в металле в количестве, определяемой по формуле: (Al)pal == ехр ((% Si) - (и С- 0,3979), де С =- 45,79 - 0,01922 t, t — температура металла перед вводом алюминия, С; (% Si) - содержание кремния в металле.

Модифицирование осуществляют смесью силикокальция (или извести) плавикового шпата и криолита при массовом соотношении 1:(0,25--0,4}:(0,005-0,01). Улучшается качество металла за счет снижения содержания неметаллических включений, снижается расход модификаторов íà 15%, 2 з.п. ф-лы, 1 габл, При осуществлении предварительного раскисления стали алюминием из расчета получения его в металле, определяемом по

ый зависимости (1), происходит регулирование Ch содержания кислорода в металле и создают- (Я ся условия для максимального использова- С) ния модифицирующей смеси с целью модифицирования неметаллических вклюl чений.

: {

При регулировании количества кислорода в металле путем корректировки содержания в нем алюминия снижается содержание Ф неметаллических включений в стали как экзогенного, так и эндогенного характера, что обеспечивает получение стали высокого качества.

При количестве алюминия в стали выше оптимального, определенного по уравнению (1), снижение его содержания осущест1650716 необходимостью улучшения жидкотекучести стали, и, как следствие, снижение затягивания разливочного стакана, более чем

1:0,01, ухудшает текучесть смеси, что затрудняет продувку ею, увеличивается количество выделяемой при продувке пыли и газов.

Опробование способа внепечной обработки стали проводят в конвертерном цехе, оснащенном 160-тонными конвертерами при выплавке стали 09Г2ФБ, Продувку металла в конвертере заканчивают по достижении заданного содержания углерода и температуры. Химический состав металла, после продувки кислородом, %; С 0,08; Мп 0,11; 5 0,018; Р 0,007, температура 1650-1670"С.

После получения экспресс-анализа металл выпускают в ковш с высокоглинозевляется продувкой аргоном, В этом случае произойдет в основном удаление алюминия в виде АЬОз, что благоприятно сказывается на загрязненн6сти стали. При содер>кании алюминия ниже оптимального его вводят в металл в требуемом количестве.

В процессе проведения исследований устанавливают целесообразность использования модифицирующих смесей нэ основе силикокальция (извести), плавикового шпата, криолита при соотношении расходов 1:(0,25 — 0,4):(0,005 — 0,01), Использование в смеси силикокальция или извести обуславливается требованиями, предъявляемыми к качеству стали, а именно или максимальным снижением серы, или глубоким модифицированием, или чистой стали по неметаллическим включениям. Наличие в смеси силикокальция обеспечивает максимальное, снижение серы в металле и модицифирование стали, .

Введение в смесь извести обеспечивает получение более чистого металла по неметаллическим включениям.

При воотношении расходов силикокальция и плавикового шпата менее, чем 1;0,25, не происходит заметного изменения адгеэии смеси к неметаллическим включениям. практически отсутствует легкоплавкая фаза

СаΠ— АЬОз — CaFz на твердых скоплениях

АЬОэ, что снижает перевод сульфидов в глобулярную форму. Кроме того, ввод большого количества силикокальция приводит к ловышению содержания азота в металле.

При соотношении расходов более, чем

1;0,4, наблюдается ухудшение десульфурации металла, снижение модифицирующей способности смеси.

Соотношение расходов силикокальция и криолита менее, чем 1;0;005, не позволяет увеличить поглотител ьную способность смеси по отношению к неметаллическим включениям, эффективно растворять образующиеся скопления А!20з.

Увеличение соотношения расходов более 1:0,01 не приводит к улучшению поглотительных свойств смеси и снижает стойкость футеровки ковша.

Соотношение расходов извести и плавикового шпата не менее, чем 1:0,25. обусловлено необходимостью эффективной десульфурации металла при высокой рафинирующей способности смеси, а не более, чем 1:0,4, определяется ухудшением физико-химических свойств образующегося шлака на поверхности металла и, как следствие, получением более грязного металла по неметаллическим включениям, Соотношение расходов извести и криолита не менее, чем 1:0,005, определяется

20 мистой футеровкой, предварительно наполненный известно-глиноземистым рафинировочным шлаком в количестве 45 кг/т стали.

Во время выпуска металла в ковш присэживают компоненты, кг/т стали; марганецсодержащие материалы (силикомарганец и ферромарганец) 14; феррованэдий 1,7; феррониобий 0,5; первичный алюминии 2,6.

После выпуска ковш с метталом поступает нэ установки доводки плавки в ковше (УДП К), После усреднительной продувки металла аргоном в течение 2 — 3 мин с расходом

30-50 м /ч осуществляют замер температуз ры и определяют содер>кание алюминия в с али. Затем по формуле (1) определяют необходимое количество алюминия в металле, 30

35 дувки аргоном температура металла состав55. ляет 1620 С, содержание Аг 0,035%, кремния 0,22%, Расчет по формуле показывает, что минимальное содержание кислорода, равновесное с алюминием при данной температуре, будет при содержакоторый вводя в виде проволоки с по40 мощью трайб-аппарата, После этого осуществляют с помощью пневмонасоса продувку рафинировочной смесью в струе аргона с расходом 1,5-2,5 кг/т стали, Продувку заканчивают после иэ-

45 расходования требуемого количества смеси и получения температуры 1590-1610 С, после чего ковш с УДПК передаегся на УНРС.

Пример 1. Выплавляют сталь 09Г2ФБ следующего состава. %: С 0,08 — 0,11; S(50 0,15 — 0,35; Мп 1,55-1,7; Af 0,02 — 0,07;

5 0,006; Р 0,020;.V0,02 — 0,05; Сг =- 0,3; . Ni 0,3; Си «0,3; Nz 0,011; Nb 0,02 — 0,04;

Ti 0.01 — 0,035. После усреднительной про1650716

Hw f АОопт = 0,057 Значит в металл нужно ввести ЛАг,= 0,022 или 40 кг/плавку, что и было сделано с помощью трайбаппарата. Затем вдувают смесь силикокальция, плавикового шпата и криолита с расходом соответственно 1,2; 0,38 и

0,009 кг/т или 1:0,32:0,0075. Получают следующие результаты, ;

Степень десульфурации 72

Содержание неметаллических включений 0.024

Содержание азота 0,0085

Эффективность модифицирования, оцениваемая как отношение суммарной длины сульфидов к их площадки

Мэф= 2X/F (см/см ) 0,19.

Результаты плавок с граничными значениями расходов смеси приведены в таблице.

Пример 2. Выплавляют сталь 09Г2ФБ.

После усреднительной продувки температура металла составляет 1615 С, содержание алюминия 0,046, кремния 0,24 . Содержание f АЦопт должно быть 0,05 . Значит в металл нужно ввести Л Аг, = 0,012 или

25 кг/плавку.

Затем вдувают смесь извести, плавикового шпата и криолита с расходом соответственно 1,5; 0,45 и 0,12 кг/т или соответственно: 1:0,30:0,008.

Получены следующие результаты, :

Степень десульфурации 59

Содержание НВ 0,019

Содер>кание азота 0,0080

Эффективность модифицирования Мэф =Б/F 0,25

П р и M e р 3. Выплавляют сталь 09Г2ФБ в соответствии с прототипом без регулирования окисленности металла посредством корректировки содержания алюминия.

После усреднительной продувки аргоном температура металла составляет

1610 С, содержание алюминия 0,031%, кремния 0,25 . Расчетное содержание

0,58%. Однако корректировку окисленности не производят и вдувают силикакальций с расходом 2 кг/т стали. После вдувания силикокальция производят дополнительную присадку алюминия в количестве 30 кг для получения содержания алюминия в марочных пределах.

Получают следующие результаты, %:

Степень десульфурации 62

Содержание НВ 0,029

Содержание азота 0,010

Эффективность мадифицирования Мэф равна 0,23.

На плавках, проведенных аналогично примеру 3, но с корректировкой окисленно5 сти путем изменения содержания алюминия по формуле (1) и последующей модифицирующей обработкой силикакальцием получают следующие результаты, %:

10 Содер>кание Н В

Содержание азота

Степень десульфурации

Эффективность модифицирования Мэф равна 0,17%.

15 Расход силикокальция 1,75 кг/т, Пример 4. Выплавляют сталь 09Г2ФБ, После усреднительнай продувки температура металла составляет 1618ОС, содержание алюминия 0,072, кремния 0,023 . Содер20 жание(% АЦопт должно быть 0,058, Значит превышение алюминия фактического над оптимальным равно 0,013%. Для получения требуемого содержания алюминия осуществляют продувку а рганам с расходам 45 м /ч з

25 в течение 4 мин. После этого осуществляют мадифицирование смесью силикокальция (1,4 кг/т), плавикового шпата !0,42 кг/т} и к риал и та (0,007 к г /т).

Получают следующие результаты,, :

30 Степень десульфурации 73

Содержание НВ 0,22

Содержание азота 0,087

Эффективность мадифициравания Мэф равно 0,18.

35 Результаты опытных плавок показывают, что применение предлагаемого способа внепечной обработки стали позволяет улучшить качество стали, сократить расход модифицирующих добавок на 15% стали, 40

Формула изобретения

1. Способ внепечнай обработки стали, включающий продувку аргоном, определе45 ние расхода и ввод в ковш алюминия, ввод модификаторов — реагентов в сталеразливачный ковш, отличающийся тем, чта, с целью снижения расхода модификаторов и повышения качества стали, дополнитель50 но определяют оптимальное и остаточное содержания алюминия в расплаве, а расход алюминия устанавливают по разнице оптимального и остаточного содержаний, при этом оптимальное содержание алюминия

55 определяют по формуле (А!)юг т = ехр ((Si) - п С - 0,3979), где С=45,79-0,01922 т;т-температура металла; (Si) — содержание кремния в металле, .

1650716

2, Способ по п.1; отличающийся тем, что в качестве модификаторов используют смесь силикокальция плавикового

tBll8TB и криолита при массовом соотношении 1;(0,25 — 0,4):(0,005 — 0!01), Содержание кремния, % ! I! т —

Темп

Опыт

Продолжение таблицы

Расход смес

Опыт

Соот(ноше-! нее ношет ноше-I т ние ние

16 02 !032

16 Ь

0,5 ; 0,7 (0,4 0,5

0,25 it 0 37

0,5 0.8 0,15 0,25

Составитель А.Борисов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор Н.Гунько

Заказ 1584 Тираж 400 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская набе, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

3 !

Ь I т о

I !

/ ! !

0,21

0,27

0 24

0,30

0,34

0,17

0,25

0,22

О.о;

0,006

0,О03

0,02

0,005

0,001

0,004

0,03

3. Способ по п,1, отличающийся тем, что в качестве модификаторов используют смесь извести, плавикового шпата и криолита п ри соотношении 1:(0,255 0,4);(0,005 — 0,01).