Способ непрерывной разливки стали

Изобретение относится к непрерывной разливке стали. В промежуточный ковш подают сталь из последовательно подаваемых разливочных ковшей. На зеркало стали в промежуточном ковше присаживают шлакообразующую смесь с расходом 5,2-6,1 кг/т стали в промежуточном ковше и органическую теплоизолирующую смесь с расходом 1,8-2,1 кг/т стали в промежуточном ковше. Шлакообразующая смесь включает (мас.%): пыль производства ферросилиция (36,0-38,0), пыль производства алюминия (20,0-22,0), пыль известкового производства (41,0-43,0). Теплоизолирующая смесь включает (мас.%): лузгу зерновых культур (80,0-98,9), древесные опилки (1,0-15), минеральную составляющую (0,1-5,0). При смене разливочного ковша в промежуточный ковш присаживают шлакообразующую смесь с расходом до 2,4 кг/т стали в промежуточном ковше и органическую теплоизолирующую смесь с расходом до 1,1 кг/т стали в промежуточном ковше. Обеспечивается эффективное использование шлакообразующей смеси, снижение тепловых потерь при разливке стали, повышение качества разливаемой стали.

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам непрерывной разливки стали.

Известен выбранный в качестве прототипа [1] способ непрерывной разливки металлов методом «плавка на плавку», включающий подачу металла в промежуточный ковш из последовательно подаваемых на установку непрерывной разливки разливочных ковшей, подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы, вытягивание из них слитков, подачу в промежуточный ковш шлаковой смеси и последовательную смену промежуточных ковшей после разливки в них нескольких разливочных ковшей, в котором при смене очередного разливочного ковша дискретно уменьшают величину удельного расхода шлаковой смеси в промежуточный ковш по зависимости:

Q_i=К×М×Q₁×Δt×i,

где Q_i - величина уменьшения удельного расхода шлаковой смеси в промежуточный ковш при смене очередного разливочного ковша, кг/т;

М - масса металла в промежуточном ковше, т;

Δt - величина превышения температуры разливаемого металла в промежуточном ковше над значением температуры ликвидуса, °С;

i - порядковый номер очередного разливочного ковша, разливаемого в один промежуточный ковш, равный i=2...n;

n - общее число разливочных ковшей, разливаемых в один промежуточный ковш, безразмерное;

К - эмпирический коэффициент, учитывающий тепло- и физико-химические закономерности потерь тепла с поверхности металла в промежуточном ковше и ассимиляции шлаком неметаллических включений, равный (5...250)×10^-6, 1/т·°С;

при этом удельный расход шлаковой смеси Q_i устанавливают в пределах 0,3...0,9 кг/т,

причем в качестве шлаковой смеси используют смесь следующего состава, мас.%:

Цемент - 30-50

Коксовая пыль - 15-30

Плавиковый шпат - 5-10

Нефелин - 20-40;

или в качестве шлаковой смеси используют смесь следующего состава, мас.%:

Доменный гранулированный шлак - 30-50

Коксовая пыль - 15-30

Плавиковый шпат - 5-10

Нефелин - 20-40.

Существенными недостатками данного способа являются:

- высокий расход шлакообразующей смеси;

- невозможность использования способа при разливке низкоуглеродистых марок стали в связи с применением шлакообразующей смеси с высоким содержанием углерода;

- плохо предсказуемые тепловые потери и связанные с ними аварийные разливки при использовании смеси в результате проведения расчетов с использованием меняющихся от условий разливки эмпирических коэффициентов;

- пониженное качество разливаемой стали в связи с использованием в составе смеси доменного гранулированного шлака с высоким содержанием FeO, приводящим к загрязнению стали экзогенными неметаллическими включениями.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- снижение тепловых потерь при разливке стали;

- эффективное использование шлакообразующей смеси;

- снижение аварийных разливок и «съездов» с МНЛЗ в связи с низкой температурой стали;

- увеличение выхода годного за счет повышения серийности разливок;

- повышение качества разливаемой стали.

Для этого предлагается способ непрерывной разливки стали методом «плавка на плавку», включающий подачу стали в промежуточный ковш из разливочных ковшей, последовательно подаваемых на установку непрерывной разливки, присаживание в промежуточный ковш шлакообразующей смеси, подачу стали из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков, последовательную замену промежуточного ковша, при котором на зеркало стали в промежуточном ковше присаживают шлакообразующую смесь с расходом 5,2-6,1 кг/т стали в промежуточном ковше и органическую теплоизолирующую смесь с расходом 1,8-2,1 кг/т стали в промежуточном ковше; а при смене разливочного ковша в промежуточный ковш присаживают шлакообразующую смесь с расходом до 2,4 кг/т стали в промежуточном ковше и органическую теплоизолирующую смесь с расходом до 1,1 кг/т стали в промежуточном ковше; причем в качестве шлакообразующей смеси используют смесь следующего состава, мас.%:

- пыль производства ферросилиция 36,0÷38,0;

- пыль производства алюминия 20,0÷22,0;

- пыль известкового производства 41,0÷43,0;

обеспечивающую следующий химический состав:

С	5,0÷15,0%;
СаО	25,0÷34,0%;
SiO2	33,0÷39,0%;
Al2O3	7,0÷12,0%;
F	≥3,5%;
Na2O	≥3,0%;
К2О	≥0,7%,

и отношение СаО/SiO₂=0,7-1,0; а в качестве теплоизолирующей смеси используют смесь следующего состава, мас.%:

лузга зерновых культур	80,0÷98,9;
древесные опилки	1,0÷15;
минеральная составляющая	0,1÷5,0.

Заявляемые параметры подобраны экспериментально на 4-ручьевой радиальной МНЛЗ с сечением кристаллизатора 300×330 мм при разливке стали марок ст.3-5 сп, Э76, Э76Ф. Опыты проводили на 27-тонных промежуточных ковшах.

В качестве шлакообразующей смеси использовали смесь, полученную путем механического смешивания пыли газоочистки ферросплавного производства, пыли газоочистки алюминиевого производства и пыли газоочистки известкового производства следующего химического состава, мас.%: С - 5,0÷15,0; СаО - 25,0÷48,0; SiO₂ - 33,0÷39,0; Al₂О₃ - 7,0÷12,0; F≥3,5; Na₂O≥3,0; K₂O≥0,7 при основности 0,7÷1.

В качестве теплоизолирующей смеси использовали смесь, полученную путем механического смешивания, следующего состава, мас.%:

лузга зерновых культур 80,0÷98,9;

древесные опилки 1,0÷15;

минеральная составляющая 0,1÷5,0.

При присадке шлакообразующей смеси в промежуточный ковш с расходом менее 5,2 кг/т стали в промежуточном ковше и органической теплоизолирующей смеси с расходом менее 1,8 кг/т стали в промежуточном ковше, а также при присадке в промежуточный ковш при смене очередного разливочного ковша шлакообразующей смеси с расходом более 2,4 кг/т стали в промежуточном ковше и органической теплоизолирующей смеси с расходом более 1,1 кг/т стали в промежуточном ковше не удавалось получить требуемые минимальные потери температуры при разливке стали.

При присадке шлакообразующей смеси в промежуточный ковш с расходом более 5,2 кг/т стали в промежуточном ковше и органической теплоизолирующей смеси с расходом более 1,8 кг/т стали в промежуточном ковше, а также при присадке в промежуточный ковш при смене очередного разливочного ковша шлакообразующей смеси с расходом более 2,4 кг/т стали в промежуточном ковше и органической теплоизолирующей смеси с расходом более 1,1 кг/т стали в промежуточном ковше наблюдается повышенное количество наведенного шлака, приводящее к увеличению отбраковки стали по неметаллическим включениям экзогенного типа, в связи со снижением высоты металла в промежуточном ковше.

В процессе разливки в промежуточный ковш на зеркало металла первой плавки в серии задавали шлакообразующую смесь в количестве 130-155 кг и органическую теплоизолирующую смесь в количестве 45-55 кг. При смене очередного разливочного ковша в промежуточный ковш присаживали шлакообразующую смесь в количестве до 60 кг и органическую теплоизолирующую смесь в количестве до 30 кг. Смену промежуточного ковша производили (в зависимости от марки разливаемой стали и футеровки промежуточных ковшей) после разливки 12-16 плавок.

Заявляемый способ позволил при разливке на МНЛЗ: снизить градиент температуры металла в промковше по ходу разливки до 7-9°С; снизить расход шлакообразующей смеси на 40%; снизить количество аварийных разливок и «съездов с МНЛЗ» на 1,2%; увеличить выход годного за счет повышения серийности разливок на 0,4%; а также снизить отбраковку металла по неметаллическим включениям на 0,03%.

Источники информации

1. Пат. РФ 2133169, B22D 11/00.

Способ непрерывной разливки стали методом «плавка на плавку», включающий подачу стали в промежуточный ковш из разливочных ковшей, последовательно подаваемых на установку непрерывной разливки, присаживание в промежуточный ковш шлакообразующей смеси, подачу стали из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков, последовательную замену промежуточного ковша, отличающийся тем, что на зеркало стали в промежуточном ковше присаживают шлакообразующую смесь с расходом 5,2-6,1 кг/т стали в промежуточном ковше и органическую теплоизолирующую смесь с расходом 1,8-2,1 кг/т стали в промежуточном ковше, а при смене разливочного ковша в промежуточный ковш присаживают шлакообразующую смесь с расходом до 2,4 кг/т стали в промежуточном ковше и органическую теплоизолирующую смесь с расходом до 1,1 кг/т стали в промежуточном ковше, причем в качестве шлакообразующей смеси используют смесь следующего состава, мас.%:

пыль производства ферросилиция	36,0-38,0
пыль производства алюминия	20,0-22,0
пыль известкового производства	41,0-43,0

обеспечивающую следующий химический состав, мас.%:

С	5,0-15,0
СаО	25,0-34,0
SiO2	33,0-39,0
Al2O3	7,0-12,0
F	≥3,5
Na2O	≥3,0
K2O	≥0,7

и отношение СаО/SiO₂=0,7-1,0, а в качестве теплоизолирующей смеси используют смесь следующего состава, мас.%:

лузга зерновых культур	80,0-98,9
древесные опилки	1,0-15,0
минеральная составляющая	0,1-5,0