Способ производства стали

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к выплавке и обработке стали в ковше. Цель изобретения-повышение степени использования восстановителя и качества стали за счет снижения содержания серы и неметаллических включений. При производстве стали, включающем выплавку расплава, выпуск металла в ковш с основной футеровкой, подачу шлакообразующих десульфурирующих материалов, рассредоточенную подачу алюминия и продувку аргоном после окончания выпуска , первую порцию алюминия и известь подают с началом выпуска металла в ковш совместно с карбидом кальция при соотношении извести к алюминию и карбиду кальция , равном (4,0-5,0):(0,3-0,6):(1,5-2,0). В период наполнения ковша от 1 /3 до 1 /2 его высоты вводят марганцевый агломерат и подают смесь алюминия и карбида кальция, взятых в соотношении (1,0-1,2):(2,5-3,5), при этом расход алюминия составляет 0,35-0,40 кг на 1 кг марганца в агломерате. Приведенные режимы ввода материалов позволяют на 17% увеличить степень использования восстановителя и увеличить качество метгзпла. 1 табл. (Л

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (10 (505 С 21 С 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ОО

1 (21) 4245279/02 (22) 27.05,87 (46) 15.10,92, Бюл. N 38 (71) Донецкий политехнический институт (72) А. Я. Наконечный, В. Ю. Табунщиков, А. Ю. Зайцев, Л. Н. Кологривова, В. С. Колпаков, Ю. Ф. Вяткин, В. Н. Радченко, А. А. Троянский, С. 3. Афонин, В. M. Певцова, M. Ж. Толымбеков и В. Г. Мизин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1125256, кл. С 21 С 5/52, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 632731, кл. С 21 С 5/28, 1976. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке и обработке стали в ковше. Цель изобретения-повышение степени использования восстановителя и качества стали за счет снижения содержания серы и неметаллических включений.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства и обработки стали в ковше.

Целью изобретения является повышение степени использования восстановителя и качества стали за счет снижения содержания серы и неметаллических включений.

Сущность способа заключается в следующем.

Подача шлакообразующих в начале выпуска позволяет обеспечить наибольшую площадь контакта металла со шлаком, при этом подача алюминия обеспечивает хорошее раскисление металла, что улучшает условия десульфурации металла, а карбид кальция позволяет повысить сульфидную емкость шлака и тем самым уменьшить расПри производстве стали, включающем выплавку расплава, выпуск металла s ковш с основной футеровкой, подачу шлакообразующих десульфурирующих материалов, рассредоточенную подачу алюминия и продувку аргоном после окончания выпуска, первую порцию алюминия и известь подают с началом выпуска металла в ковш совместно с карбидом кальция при соотношении извести к алюминию и карбиду кальция, равном (4,0-5,0):(0,3-0,6):(1,5-2,0). В период наполнения ковша от 1/3 до 1/2 его высоты вводят марганцевый агломерат и подают смесь алюминия и карбида кальция, взятых всоотношении (1,,0-1,2):(2,5-3,5), при этом расход алюминия составляет 0,35-0,40 кг на 1 кг марганца в агломерате. Приведенные режимы ввода материалов позволяют на 177 увеличить степень использования восстановителя и увеличить качество металла. 1 табл. ход шлакообразующих, что в дальнейшем положительно сказывается на степени восстановления марганца из агломерата.

Уменьшение расхода извести ниже заявляемого соотношения ведет к повышению температуры плавления шлака ввиду недостаточного офлюсования карбида кальция и, следовательно, к снижению степени десульфурации и ухудшению качества металла, а также из-за малого количества шлака происходит интенсивное вторичное окисление алюминия в металле, образованию неметаллической фазы в виде тугоплавкого

А!203 и, следовательно, к ухудшению качества стали.

Увеличение расхода извести сверх заявляемого соотношения также нецелесооб1768651 разно, так как при этом снижается концентрация в шлаке карбида кальция и сульфидная емкость шлака уменьшается, что ведет к снижению степени десульфурации и снижению качества стали. К тому же повышенное количество шлака ведет к снижению извлечения марганца из агломерата в сталь и, соответственно, к ухудшению качества стали.

Уменьшение расхода алюминия ниже заявляемого соотношения ведет к незначительной раскисленности металла, повышению растворимости в нем серы а следовательно, и к уменьшению степени десульфурации и ухудшению качества стали, Увеличение расхода алюминия сверх заявляемого соотношения также нецелесообразно, так как повышенное содержание его в металле сверх необходимого приводит к более интенсивному его вторичному окислению и повышенному содержанию в металле неметаллической фазы А!гОз, что ухудшает качество стали.

Уменьшение расхода карбида кальция ниже заявляемого соотношения ведет к снижению сульфидной емкости шлака и, следовательно, к ухудшению качества стали эа счет снижения степени десульфурации, а также малое количество шлака способствует интенсивному угару алюминия от взаимодействия с кислородом воздуха и повышению содержания неметаллических включений А!гОз и, следовательно, к ухудшению качества стали.

Увеличение расхода карбида кальция сверх заявляемого соотношения ведет к увеличению температуры плавления шлака ввиду недостатка извести на офлюсование карбида и. следовательно. к ухудшению десульфурации и ухудшению качества металла, а также повышенное количество тугоплавкого шлака ухудшает кинетические условия восстановления марганца из агломерата, снижению концентрации его в металла и. следовательно, к ухудшению за счет этого качества металла.

Ввод марганцевого агломерата, алюминия с карбидом кальция,в период наполнения ковша от 1/3 до 1/2 его высоты обеспечивает высокую степень восстановления марганца при сохранении высокой десульфурирующей способности шлака.

При вводе агломерата ранее 1/3 наполнения ковша. происходит его заметалливание и, как следствие, недостаточная степень восстановления марганца, что в свою очередь приводит к ухудшению качества металла за счет снижения содержания марганца, а повышенное содержание эакиси марганца в шлаке приводит к снижению

55 степени десульфурации и ухудшению качества стали, При позднем вводе агломерата после

1/2 наполнения ковша марганец не успевает восстанавливаться за время выпуска, этот процесс переходит в медленный диффузионный режим и, следовательно, ухудшается качество стали за счет пониженного содержания марганца в стали, а повышенное содержание закиси марганца в шлаке ухудшает процесс десульфураций, что также приводит к ухудшению качества стали.

Расход алюминия, равный 0,35-0,40 кг на 1 кг марганца в агломерате, является стехиометрически необходимым для полного восстановления марганца из агломерата.

Снижение расхода влечет ухудшение качества за счет заниженного содержания марганца в стали вследствие неполного его восстановления из агломерата. Увеличение расхода приводит к увеличению остаточной концентрации алюминия в металле, и следовательно, к повышенному его вторичному окислению, что влечет за собой ухудшение качества за счет увеличения содержания включений AlzOg.

При уменьшении расхода карбида кальция ниже заявляемого соотношения происходит снижение сульфидной емкости шлака, снижение уровня десульфурации, что приводит к ухудшению качества стали.

Увеличение же расхода карбида кальция сверх заявляемого соотношения приводит к загустению шлакового расплава и, следовательно, к снижению уровня десульфурации и степени восстановления марганца, что приводит к ухудшению качества выплавляемой стали.

Пример. Сталь с содержанием марганца 0,45-0,65% получали следующим образом.

Полупродукт с содержанием углерода

0,15 и температурой 1630 С получали в

100 кг конвертере, после чего с отсечкой шлака его выпускали в ковш с магнезитовой футеровкой диаметром 30 см и высотой 45 см, С началом выпуска в ковш единой порцией вводили смесь извести, алюминия и карбида кальция, взятые в соотношении (3,5-5,5):(0,2-0.7):{1,3-2,2) с общим расходом смеси 6,0 кг/т металла. При наполнении ковша на 1/4; 1/3; 1/2 в него единой порцией загружали марганцеворудный агломерат (ТУ 14-9-324-87) с массовой долей марганца 41 и основностью 1,4 в количестве 12.8 кг/т металла (5,25 кг марганца).

Сразу после загрузки агломерата, в ковш вводили равномерно до наполнения ковша на 1/2; 2/3; 3/4 смесь из алюминия и карбида кальция, взятых в соотношении (0,81768651

1,4):(2,0-4,0) при расходе алюминия 0,3;

0,35; 0,37; 0,40; 0,45 кг на 1 кг марганца в агломерате. По окончании выпуска металл продували арганам в течение 7 мин с расходом 0,08 км /т, По ходу плавки отбирали пробы металла для определения химсостава., Готовый металл разливали s два слитка развесом па 50 кг и прокатывали на карты толщиной 16 мм, из которых вырезали образцы для проведения металлографических исследований по ГОСТ 1778-70 метод ШИ.

Результаты плавок приведены в таблице (N.

1-21), Выплавку стали с содержанием марганца 0,45-0,657ь по способу, согласно прототипу проводили следующим образом.

Полупродукт с содержанием углерода

0,15% и температурой 1670 С получали в

100 кг конвертере и выпускали в ковш с магнезитовой футеровкой диаметром 30 см и высотой 45 см с отсечкой конвертернаго шлака. Перед выпуском металла на дно ковша присаживали алюминий в количестве

0,06 от массы металла (0,06 кг), силикамарганец в количестве 0,7 кг и начинали выпуск металла.

По наполнении 2/5 объема ковша в него присаживали алюминий в количестве 0,08 от массы металла (0,08 кг), а по наполнении

3/4 объема ковша в него присаживали известь в количестве 1,0 от массы металла (1,0 кг). По окончании выпуска металл в ковше продували аргоном с расходом 0,04 нм /т стали. По ходу плавки отбирали пробы металла на химический состав. Готовый металл разливали на 2 слитка раэвесам по

50 xr и прокатывали на карты толщиной 16 мм, от которых отбирали пробы на металлографические исследования по ГОСТ 177870, метод LLIII. Результаты плавки приведены в таблице (N 22).

Как видно из таблицы, наилучшие показатели получены на плавках Qhl 2, 3, 4, где соблюдены все заявляемые признаки. Плавки ММ 1,5-21 проведены с нарушением заявляемых и ределов, что привело к ухудшению качестве металла, выразившееся в снижении уровня десульфурации и в увеличении количества нвметаллических включений. Плавка М 22 проведена па технологии прототипа и из таблицы видно, чта показатели этой плавки значительно хуже показателей плавок hh 2, 3, 4. Таким абраэом, только совокупность заявляемых признаков. обеспечивает достижение поставленной цели изобретения.

Формула изобретения

Способ производства стали, включающий выплавку металла, отсечку печного шлака, ввод алюминия в ковш с началом выпуска, выпуск металла, ввод алюминия, извести и марганецсодержащих материалов по наполнению ковша при выпуске, продувку аргоном после окончания выпуска, а тличаещийся твм,что,сцельюповышения степени использования восстановителя и качества стали за счет снижения содержания серы и неметаллических включений, в качестве марганецсодержащих материалов используют марганцевый агломерат, при этом в ковш дополнительно вводят двумя порциями карбид кальция, первую порциа которого вводят совместно с известью и алюминием в начале выпуска при соотношении (1,5-2,0):(4,0-5,0):(0.3-0,6), а вторую порцию вводят в смеси с алюминием после ввода агломерата при выпуске металла в период наполнения ковша на 1/3-1/2 высоты, причем соотношение алюминия и карбида кальция в смеси равно (1-1,2):(2,5-3.5), а расход алюминия составляет 0,35-0,40 кг на

1 кг марганца в агломерате.

1768651

Опорка

Окон>е

>гие присадкии

Аг

Сорт>к>пение

Саа:A1 т Сасе

Ceot» ь>она» ние

А13СеСе раскод

А1 на

1 кг

Ип е агтк>н

Иаапеие

>е>е He,г

Соде!наине

pep»„2

Степень десупь.

Фуражки>

Степень испопь» аоеа-., а аосстаноеите

f>> йеиеталп. екпюч. среди.бапп

33енаит пр«садки аг» тонер р напои нонне иоана

Содеркание наргаича, О до об работ кн до об песне работ- обраки ботик поспе обработки окси- сурь- силнди Онди кати

Составитель 8, Самсонов

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор О. Соколова

Заказ 3622 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

1 3,5>0,2:1 ° 3

2 4,0>0,3>1,5

3 4,5>6.5:t,7

4 5,0>0,6>2,0

5 5,5>0,7>2,2

6 З.5>о 5: 1 ° 1

7 5,5:0,531,7

8 4,5:0,2:1 ° 7

9 4,5>6,5>1.7

16 4,5>0,5>1,3

l1 4,5:0,5>2,2

12 4,5>0,5>l,r

13 4 ° 5:6,5>1,7

34 4,5>0>5>1>7

15 4,5>0,5>1,7

36 4,5:0,5:1,7

17 4,5:8,511,7

18 4,5>0,5:1,7 19 4,5:0,5>1,1

20 4,5>0,5>3,7

2l 4>5 0, 5> l, 1

22 . (»ротот>е>) 1,4 t/2

1 ° 3 2/3

1,3 2/3 !.З 2/Э

1/2 3/4

1/3 2/3

l/3 2/3

1/2 2/3

1/3 2/3

1/3 г/3

t/3 2/3

1/4 2/3 !

/2 2/З

1/3 1/2

I/3 3/4

1/3 2/З

1/3 2/3

1/3 2/3 !

/3 2/3

3/3 2/3 !

/З 2/3

0,3

0,35

6.31

6,4

0,45 о,37 о,37 о,3r о,37 о 31

0,37

6,37

О,37

O,З7

0.37 о,3

0,36 о. 37

О.37 о.зэ

6,37,0>О:2,0 ,t,6>2,5

t>t>3>0

1,2>3,5 ! ° 4:4,о

3,t:Ç,О

t> 3 33>0

l,I:З,О

1 1>3 О

1>l:3>0

1,1>3,6

1,3>3>0 !

>1>3>0

I, I33>О

t,ItÇ,0

1,1:З,О

3 ° 3>3,Î

0.8>з,о

1,4>3,6

1 ° 152 ° О

t,t>4,6 о,о8 о,01 о,о7

0,68 о,06

o,67 о,ao о,о7

o,o1 о,о8 о,ar о,ов

0,66 о,or о,or о,а8

0,06

o,îâ

О,ОВ

О,ог

О,01 о,ов

0,49 0>635

0„56 0,637

6,57 6,036

0,58 0>038

О ° 46 0>638

6,47 0,037

0,48 О 638

0 46 6 639

6,46 0,031

0,48 0,036

0,47 0.635

О,47 О,озг .0,47 6,039

0,47 0,639

0,41 O,ÎÇ8

0,48 6,637

0 ° 46 0,035

0,49 0,636

0,49 0,038

0,47 0,039

0,47 > 0>ОЗЬ

0,47 0 ° 36

0 ° 626

0,015

0,615 о,о!5

0,028

0,027

0,028

o,îço

o,6г8

6,627

0,025

О,o28 о,o29

0,029

0,028

0,027

0,025

0,026

0,029 о,огв о,ап о,озо

18,t

93 3

95,2

95,2

76,2

76,2

76,2

74,3

14,3

76,2

76,2

74,3

78,1

76 ° 2

76,2

76,2

76,2

78,3

76 ° 1

76,2

76 ° 2

19,8

26>3

27,0

26,3

23,1

24,3

25,0

22,9

24,3

25,6

25,6

26,3

27,0

28,6

n,в

23,1

28,2

25,0

16,7

86,3

95,2

97,3

96,8

8о,4 19,1

78,2

73 ° 6

75,4

7В,З

79>5

11.2

76,8

75,9

76,7

76,3

75,8

V,l

80,2

79,3

78,8

86 ° 3

2,6

1,3

t,2

1,3

2,В

2,7

2 ° 5

2,8 г,1

2,6

2,8

2 8

2,7

2,6

2,5

1,1, 2,8

2,7

2,9

3,0

2,7

3,1

3,7

1 ° 1

1,5

1,6

3,7

3.9 з,в

3,7

3.9

3,9

З,7

3,5

3,7

3,6

3,6

3,8

З,7

3,6

3,9

3,8

3,6

4,2

2,7

1>6

1,6

1,7 г,в 2>7

2,8 г,в

2,8 .2 9

3>1

2 ° 9

3,0

3,1

3 2

2,9

2,8

2,9 .г,7

2 8

2,7

3,3