Способ внепечной обработки низколегированной стали

 

Область применения: производство стали . Сущность изобретения1 способ включает введение синтетического шлака и попутного металла в ковш, выпуск металла в ковш, не содержащий кремнезема, раскисление, легирование , обработку синтетическим шлаком и продувку расплава кальций содержащим материалом. Соотношение между синтетическим шлаком и попутным металлом равно (5-8): 1. Попутный металл содержитмас.% Мг 9-12, Si 21-25, Сг 2-6, NI 0,25-0,30, TI 5-8, V 0,1-0,2, Nb 0,4-0,5, Mo 0,6-0,7, Си 1,4-1,5, Fe остальное. Применение для внепечной обработки стали попутного металла позволяет уменьшить в ней содержание неметаллических включений и снизить расход ферросплавов. 1 з п. ф., 1 табл. (л С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4781834/02 (22) 05.12.89 (46) 07.10.92, Бюл. ¹ 37 (71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" и Научно-исследовательский институт черной металлургии им, И, П. Бардина (72) А.В,Маринин, M.À.Ïîæèâàíîâ, B.Ã.Êóêлев, Н.С.Оберемченко, А.В,Шемякин, Г.З,Гизатулин, И.Е.Мельникова, П.M.Семенченко, Н.Н.Сапелкин, А,Н.Коломеец и

И.В.Куликов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1062273, кл, С 21 С 5/52, 1982, Патент Японии N. 56-5405, кл. С 21 С 7/064, 7/04, 1981. (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ

НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали, рафинированной жидким синтетическим шлаком, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.

Известен способ производства стали, включающий раскисление, легирование металла в ковше, обработку жидким синтетическим шлаком и кальцийсодержащими материалами, состоящими из смеси извести и плавикового шпата, которые дают в определенном соотношении к синтетическому шлаку.

Известен способ производства стали, включающий обработку металла жидким синтетическим шлаком и кальцийсодержащими сплавами, которые постепенно присаживают в кусках под струю металла в Ы » 1766967 А1 (57) Область применения: производство стали, Сущность изобретения: способ включает введение синтетического шлака и попутного металла в ковш, выпуск металла в ковш, не содержащий кремнезема, раскисление, легирование, обработку синтетическим шлаком и продувку расплава кальций содержащим материалом. Соотношение между синтетическим шлаком и пспутным металлом равно (5-8):1. Попутный металл содержит: мас, ; Мп 9-12, Si 21-25, Сг 2-6, Ni

0,25-0,30, Ti 5-8, V 0,1-0,2, Nb 0,4-0,5, Мо

0,6-0,7, Си 1,4-1,5, Fe остальное. Применение для внепечной обработки стали попутного металла позволяет уменьшить в ней содержание неметаллических включений и снизить расход ферросплавов, 1 з,п. ф., 1 табл. процессе выпуска плавки по мере ввода в ковш раскислителей и легирующих материалов, (о о

К общим недостаткам перечисленных способов можно отнести повышенный угар дефицитных ферросплавов. К тому же эти способы недостаточно эффективны из-за раздельного ввода раскисляющих элементов, Известен способ обработки стали в ковше жидким синтетичеСким шлаком, в который с целью повышения качества металла перед обработкой и в процессе обработки вводят углерод, Однако данный спэсоб неприменим для производства стали с низким содержанием углерода, сложен те:,ноЛочески (ввод углерода) и неудобен в э.<ологиче1766967

10

35

55 ском плане (газовыделение при вводе углерода).

Известен способ рафинирования жидких сплавов на основе железа с оборотным использованием побочных материалов, согласно которому из отработанного шлака путем регенерации извлекают исходные компоненты и используют повторно в качестве вспомогатеткйых материалов при рафинировании.

Недостатком данного способа является трудность процесса регенерации и невысокая рафинирующая способность шлака.

Наиболее близким к предлагаемому по, технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения стали, согласно которому металл выпускают в ковш, не содержащий кремнезема, раскисляют, легируют и обрабатывают синтетическим шлаком, также не содержащим кремнезема, после чего металл продувают кальцийсо держащим веществом, при этом скорость вдувания кальцийсодержащего вещества выше скорости реакции.

Недостатком данного способа являются худшие условия формирования и удаления неметаллических включений при

"раздельном вводе раскисляющих элемен"тов, а также повышенный безвозвратный угар раскислителей.

Целью изобретения являются снижение расхода ферросплавов и повышение качества металла за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства стали, включающему выпуск расплава стали в ковш, не содержащей кремнезема, раскисление, легирование и обработку расплава синтетическим шлаком, продувку металла 4 кальцийсодержащими материалами, в ковш при обработке расплава синтетическим шлаком, одновременно с ним вводят попутный металл, полученный при производстве синтетического шлака при соотношении между синтетическим шлаком и попутным металлом, равном (5-8):1, Попутный металл содержит, мас,%: 9-12

Мп; 21-25 Si; 4-6 Cr; 0,25-0,30 Ni; 5-8 Tl;

0,1-0,2 Ч; 0,4-0.5 Nb; 0,6-0,7 Мо; 1 4-1,5 Си; остальное Fe, Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем, Известно, что в процессе работы шлакоплавильной печи (например, ОКБ-1320) в условиях массового производства синтетического шлака для внепечного рафинирования стали образуется 5-7% попутного металла указанного состава, который необходимо периодически сливать. Комплексные ферросплавы обладают большей раскислительной способностью элементов по сравнению с вводом их в отдельности, При этом получаются более благоприятные по химическому составу и морфологии неметаллические включения, которые полнее удаляются из металла. Снижение расхода ферросплавов достигают за счет использования раскислительной способности Mn, Tl, Si, V, Nb, содержащихся в попутном металле, кроме того, увеличивается степень их усвоения из-за высокой плотности попутного металла, Более высокие результаты по снижению расхода ферросплавов и повышению качества стали были получены при соотношении массы синтетического шлака и попутного металла (5-8):1. Изменение этого соотношения в сторону увеличения доли синтетического шлака в смеси приводит к его перерасходу без фактического улучшения получаемых результатов, Уменьшение же доли синтетического шлака, равно как и увеличение попутного металла выше заявленного предела приводит к ухудшению рафинирования стали, в т.ч. от неметаллических включений, К тому же ввод большого количества попутного металла из печи для выплавки синтетического шлака, содержащего такие примеси как Cr, Tl, Cu, может отразиться на химическом анализе и качестве готовой стали, что недопустимо для тех марок стали, для которых эти примеси нежелательны.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ соответствует критерию "новизна", При анализе научно-технической литературы и патентной информации не было обнаружено известных технических решений, имеющих сходные признаки с отличительными признаками предложенного способа, обеспечивающих снижение расхода ферросплавов и повышение качества металла за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию

"существенные отличия".

Пример. Опытные плавки проводились на стали марки 09Г2 со следующими ограничительными пределами по химсоставу, мас.%. 0,08-0,11 С; 1,5-1,7 Мп; 0,15-0,35

Si; 0,015-0,030 Tl; не более 0,008 S; 0,025 Р;

0,1 Сг; 0,1 Си.

Плавки продувались кислородом в 350тонных конверторах на МК "Азовсталь" до получения полупродукта с 0,04-0,06% С, 0,015-0,020% $, 0,003-0;006% P и температуры 1650-1670 С. После получения экс" пресс-анализа. полупродукт выпускают в

1766967 сталеразливочный ковш с муллитокорундовой футеровкой, частично заполненный синтетическим шлаком и попутным металлом, полученным в той же шлакоплавильной печи, что и синтшлак. Всего с использованием синтетического шлака и попутного металла выплавлено 6 плавок (табл. 1, примеры 1-6), в т.ч, четыре плавки (примеры 1-4) проведены в заявленных соотношениях расходов синтетического шлака и попутного металла и две плавки (примеры 5-6) вне заявленных пределов.

Для сравнения со способом-прототипом была выплавлена плавка (пример 7), перед выпуском которой в ковш был залит один синтетический шлак без попутного металла.

На всех плавках раскислители и легирующие присаживались в ковш во время выпуска полупродукта из конвертера в соответствии с химическим составом стали

09Г2С и с учетом содержания Mn, Si u Tl в попутном металле. При этом на плавках с попутным металлом суммарный расходферросплавов был ниже, чем по способу-прототипу, После выпуска ковш с металлом на всех плавках поступает на установку доводки металла (УДМ), где осуществляют усреднительную продувку стали аргоном, после чего продувают его порошкообразным силикокальцием с расходом 1,5 кг/т и в случае необходимости проводят корректировку химического состава. После обработки стали на УДМ отбирают пробу на химанализ, замеряют температуру и передают плавку на

УНРС, Литые слябы прокатывались на стане

"3600" на лист толщиной 11 мм, Загрязненность стали неметаллическими включениями определялась металлографически в катанном металле по ГОСТ 1778-70, Химический состав и расходы синтетического шлака на плавках примеров 1-7 приведены в табл, 1, Химсостав и расходы попутного металла в примерах 1-6 даны в табл. 2. В табл. 3 представлены данные по расходам ферросплавов и химическому составу готовой стали, Обобщенные результаты по расходам синтетического шлака, попутного металла, ферросплавам и загрязненности стали окисными включениями, которые являются основной причиной образования микротрещин в осевой зоне листа, приводятся в табл. 4.

Как следует из табл, 4, выполнение заявленных рекомендаций по соотношению расходов синтетического шлака (СШ) к расходам попутного металла (ПМ) (и римеры 1-4) по сравнению с плавкой-прототипом (пример 7) приводит к существенному сниже9-12;

21-25

2-6

0,25-0,30;

5-8;

0,1-0,2

0,4-0,5;

0,6-0,7;

1,4-1,5;

Остальное нию загрязненности стали окисными неметаллическими включениями при одновременном снижении расхода ферросплавов на

1,26-2,52 кг/т, 5 При соотношении СШ к ПМ более 8:1 (пример 5) происходит перерасход синтетического шлака без фактического улучшения результатов, снижается экономия ферросплавов.

10 Снижение соотношения СШ к ПМ ниже

5;1 (пример 6) приводит к ухудшению рафинирования стали и резкому увеличению загрязненности стали включениями оксидов и нитридов титана.

15 Таким образом, по предложенному способу, используя попутный металл, полученный в одной и той же шлакоплавильной печи; что и синтетический шлак, можно получить металл высокого качества, снизив при

20 этом расход ферросплавов.

Соблюдение заявленного соотношения компонентов — синтшлака и попутного металла указанного химического состава позволяет создать малоотходную технологию, 25 повысить эффективность рафинирования, снизить расход ферросплавов и повысить качество стали за счет снижения ее загрязненности неметаллическими включениями.

Формула изобретения

30 1. Способ внепечной обработки низколегированной стали, включающий выпуск расплава стали в ковш, не содержащий кремнезема, раскисление, легирование, обработку расплава синтетическим шлаком и

35 последующую продувку расплава кальцийсодержащими материалами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества стали за счет снижения загрязненности ее неметаллическими включениями и

40 снижения расхода ферросплавов в ковш при обработке расплава синте1ическим шлаком, одновременно с ним вводят попутный металл, полученный при производстве синтетического шлака при соотношении

45 синтетического шлака и попутного металла, равном (5-8):1.

2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что вводят попутный металл, содержащий компоненты в следующем соотноше50 нии, мас.%:

Марганец

Кремний

Хром

Никель

55 Титан

Ванадий

Ниобий

Молибден

Медь

Железо

1766967

"Таблица 1.

Химсостав и расход синтетического шлака

Таблица 2

Химсостав и расход попутного металла

Таблица 3

Расход ферросплавов и химсостава готовой стали

Расхо, кг/т

Химсостав готовой стали, мас. „

ПриSi

Си

FeMn . FeSi

Мп

Cr мер

Таблица 4

Сравнительная оценкв раскодов ферросплавов и эагрязненности стали неметвллическими включениями (по отношению к плевке-прототипу) 2 .3

5

20,23

20,23

20,23

19,96

20,23

19,69

2,01

2,01

2,01

1,02

2,31

2,01

0,09

0,10

0,09

0,10

0,08

0,09

1,55

1,60

1,57

1,63

1,50

1,65

0,25

0,27

0,29

0,27

0,19

0,32

0,018

0,020

0,021

0,019

0,018

0,016

0,008

0,006

0,004

0,003

0,014

0,013

0,015

0,020

0,019

0,029

0,015

0,040

0,06

0,03

0,05

0,05

0,04

0,12

0,08

0,06

0,09

0,10

0,06

0,15