Способ производства низкоуглеродистой стали


 


Владельцы патента RU 2437942:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к металлургии, конкретно к способу получения низкоуглеродистых сталей. Способ включает выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, ввод раскислителей и вакуумирование. Выплавку металла осуществляют с рафинированием ванны кислородом до получения содержания углерода в металле не более 0,03%. Во время выпуска плавки в сталеразливочный ковш добавляют высокоуглеродистый ферромарганец в количестве не более 3,0 кг/т. Вакуумирование металла осуществляют в два этапа. На первом этапе вакуумирования устанавливают разрежение в вакуум-камере не более 150 мбар, расход аргона для перемешивания 1000 л/мин, а продолжительность первого этапа 5…8 мин. На втором этапе устанавливают разрежение в вакуум-камере не более 10 мбар, расход аргона для перемешивания 1500 л/мин при содержании {СО} в отходящих газах не менее 10%, а при меньшем содержании {СО} - 2000 л/мин, и продолжительность второго этапа 13…16 мин. В процессе вакуумирования осуществляют микролегирование стали ниобием, титаном и алюминием не менее чем за 2 минуты до окончания второго этапа путем присадки ниобий- и титансодержащих кусковых ферросплавов и алюминиевой дроби. Использование изобретения обеспечивает получение стали с содержанием углерода не более 0,0020% при снижении материальных затрат.

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам получения низкоуглеродистых сталей с использованием установок вакуумирования стали, и может быть использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов.

Известен способ выплавки ниобийсодержащей стали, включающий завалку шихты, содержащей углерод и марганец, расплавление, нагрев металла в сталеплавильном агрегате и его последующее окислительное рафинирование с продувкой кислородом сверху, вакуумирование, введение ниобийсодержащего ферросплава [Патент РФ №2243268, кл. С21С 7/10].

К недостатками данного способа следует отнести невозможность получения ультранизкого содержания углерода в стали (не более 0,002%), а также получение требуемого содержания ниобия после вакуумирования с помощью порошковой проволоки, что приводит к росту содержания углерода в металле.

Наиболее близким аналогом является способ выплавки низкоуглеродистой титансодержащей стали, включающий выпуск расплава, ввод раскислителей и титансодержащих ферросплавов, вакуумирование, отличающийся тем, что титансодержащие ферросплавы вводят в металл после вакуумирования в виде титансодержащей порошковой проволоки [Патент РФ №2243269, кл. С21С 7/10].

Существенными недостатками данного способа являются невозможность получения ультранизкого содержания углерода в стали (не более 0,002%), а также получение требуемого содержания титана после вакуумирования с помощью порошковой проволоки, что приводит к росту содержания углерода в металле.

Задача, решаемая изобретением, состоит в получении стали с содержанием углерода не более 0,0020% и снижении материальных затрат при получении требуемого содержания ниобия, титана и алюминия в стали.

Для этого в предлагаемом способе производства низкоуглеродистой стали, включающем выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, ввод раскислителей, вакуумирование, в отличие от ближайшего аналога выплавку металла осуществляют с рафинированием ванны кислородом до получения содержания углерода в металле не более 0,03%, во время выпуска плавки в сталеразливочный ковш добавляют высокоуглеродистый ферромарганец в количестве не более 3,0 кг/т, вакуумирование металла осуществляют в два этапа: на первом этапе устанавливают разрежение в вакуум-камере не более 150 мбар и расход аргона для перемешивания 1000 л/мин, причем продолжительность первого этапа вакуумирования составляет 5…8 мин, на втором этапе устанавливают разрежение в вакуум-камере не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания 1500 л/мин при содержании {СО} в отходящих газах не менее 10% при меньшем содержании {СО} - 2000 л/мин, причем продолжительность второго этапа вакуумирования составляет 13…16 мин; кроме того, микролегирование стали ниобием, титаном, алюминием осуществляют в процессе вакуумирования не менее чем за 2 минуты до окончания второго этапа присадкой ниобий - и титансодержащих кусковых ферросплавов и алюминиевой дроби.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в увеличении степени удаления углерода из стали путем применения рациональной технологии раскисления металла на выпуске из сталеплавильного агрегата, вакуумирования стали и получения требуемого содержания титана, ниобия и алюминия непосредственно в процессе вакуумирования введением кусковых ферросплавов и алюминиевой дроби.

Заявленные пределы подобраны экспериментальным путем. Остаточное содержание углерода в полупродукте и количество присаживаемого углеродистого ферромарганца обеспечивают содержание остаточного кислорода в металле (не менее 650 ppm), достаточного для удаления углерода при вакуумировании. При увеличении содержания углерода более 0,03% в полупродукте и увеличении расхода углеродистого ферромарганца более 3 кг/т на выпуске металла из сталеплавильного агрегата окисленность металла будет меньше, что не позволит максимально полно удалить углерод при вакуумировании.

На первом этапе вакуумирования при увеличении разрежения в вакуум-камере более 150 мбар, снижении расхода аргона менее 1000 л/мин и сокращении времени вакуумирования менее 5 мин не будет достигнуто требуемое содержание углерода в конце первого этапа (не более 0,020%).

На втором этапе при увеличении разрежения в вакуум-камере более 10 мбар, снижении расхода аргона менее 1500 л/мин и сокращении времени вакуумирования менее 13 мин не будет достигнуто требуемое содержание углерода в конце вакуумирования (не более 0,0020%). Увеличение времени вакуумирования на первом и втором этапах более 8 и 16 мин соответственно является нецелесообразным в связи с чрезмерным износом футеровки вакуум-камеры. При увеличении на первом и втором этапах расхода аргона более 1000 л/мин и 1500 л/мин соответственно резко возрастает интенсивность процесса барботажа и возникает риск выплесков металла и зарастания газоотводящего тракта. При снижении содержания {СО} в отходящих газах менее 10% на втором этапе необходимо увеличить расход аргона до 2000 л/мин для достижения требуемого содержания углерода в конце вакуумирования (не более 0,0020%). Время отдачи кусковых ферросплавов и алюминиевой дроби выбрано с целью снижения их угара и сокращения материальных затрат.

Заявленный способ внепечной обработки стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе при производстве более 50 плавок IF-стали на установке вакуумирования стали.

Выплавка металла осуществлялась в 370-тонных кислородных конвертерах. Обработка металла осуществлялась на установке вакуумирования стали №2.

Окисленность металла по приходу на УВС №2 составила 650…750 ppm. Содержание углерода в металле после вакуумирования составило 0,0015…0,0020%. На первом этапе разрежение в вакуум-камере составляло не более 120 мбар, продолжительность вакуумирования составила 5…8 мин и расход аргона 1000 л/мин. На втором этапе разрежение в вакуум-камере составляло не более 10 мбар, продолжительность вакуумирования составила 13…16 мин и расход аргона 1500 л/мин до содержания {СО} в отходящих газах более 10%. При снижении содержания {СО} в отходящих газах менее 10% увеличивали расход аргона до 2000 л/мин. За 1…2 мин до окончания вакуумирования производили отдачу ниобий- и титансодержащих кусковых ферросплавов и алюминиевой дроби. Содержание ниобия, титана и алюминия в готовой стали составило 0,040…0,050%, 0,025…0,045% и 0,025…0,045% соответственно.

Предложенный способ производства стали позволил гарантированно получать сталь с содержанием углерода не более 0,0020% и снизить материальные затраты на получение требуемого содержания ниобия, титана и алюминия в стали.

Способ производства низкоуглеродистой стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, ввод раскислителей, вакуумирование, отличающийся тем, что выплавку металла осуществляют с рафинированием ванны кислородом до получения содержания углерода в металле не более 0,03%, во время выпуска плавки в сталеразливочный ковш добавляют высокоуглеродистый ферромарганец в количестве не более 3,0 кг/т, вакуумирование металла осуществляют в два этапа, причем на первом этапе устанавливают разрежение в вакуум-камере не более 150 мбар, расход аргона для перемешивания 1000 л/мин и продолжительность первого этапа вакуумирования - 5…8 мин, на втором этапе устанавливают разрежение в вакуум-камере не более 10 мбар, расход аргона для перемешивания 1500 л/мин при содержании {СО} в отходящих газах не менее 10%, а при меньшем содержании {СО} - 2000 л/мин, и продолжительность второго этапа вакуумирования - 13…16 мин, при этом в процессе вакуумирования осуществляют микролегирование стали ниобием, титаном и алюминием не менее чем за 2 мин до окончания второго этапа путем присадки ниобий- и титансодержащих кусковых ферросплавов и алюминиевой дроби.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подъемному механизму для подъема заполненного жидкой сталью ковша со сталевоза к погружным трубам сосуда для вакуумной обработки на установке RH.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к внепечной обработке жидкого металла. .

Изобретение относится к производству длинномерных цилиндрических изделий, в частности к производству калиброванной стали и проволоки. .

Изобретение относится к металлургии. .
Изобретение относится к схемам оборотного водоснабжения и может быть использовано в металлургии. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству легированной стали. .

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в металлургии. .
Изобретение относится к металлургии, а именно к внепечной обработке металлов, и может быть использовано при струйной вакуумной обработке стали или других жидких металлов.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали путем циркуляционного вакуумирования
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству

Изобретение относится к области металлургии, в частности к циркуляционному вакуумированию жидкой стали

Изобретение относится к металлургии, в частности к ремонту внутренней футеровки патрубка вакууматора

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для дегазации стального расплава
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства низкоуглеродистой стали. В способе во время выпуска стали в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование марганецсодержащими ферросплавами, внепечную обработку металла проводят на установке циркуляционного вакуумирования стали, причем устанавливают разрежение в вакуумкамере не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания от 0,8 до 1,1 л/(т*мин), после чего производят окончательное раскисление и легирование металла в вакуумкамере алюминиевой дробью в количестве 1,5…2,5 кг/т из расчета получения требуемого содержания алюминия в металле, при этом общую продолжительность вакуумирования устанавливают от 10 до 15 мин. Изобретение позволяет максимально удалить неметаллические включения, снизить расход алюминия и стабилизировать процесс разливки металла за счет улучшения качества разливаемой стали.

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение при выплавке и внепечной обработке конструкционных сталей различных марок. Способ включает выплавку в дуговой печи полупродукта, выпуск расплава в ковш, присадку твердо-шлаковой смеси и легирующих, обработку расплава основным шлаком, усреднительную продувку аргоном, контроль окисленности расплава, раскисление алюминием, вакуум-шлаковую обработку и разливку в вакууме, причем выпуск расплава в ковш ведут без отсечения шлака, а обработку расплава в ковше ведут шлаком с основностью (СаО+Аl2O3)SiO2 равной 4,5…16, при этом вакуум-шлаковую обработку проводят дважды при условии, что первую вакуум-шлаковую обработку начинают при активности кислорода в расплаве 0,01…0,05 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца в диапазоне 15…25 мас.%, а вторую вакуум-шлаковую обработку - при активности кислорода в расплаве не более 0,01 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца не более 5 мас.%, а перед второй вакуум-шлаковой обработкой проводят дополнительную присадку шлакообразующих и легирующих. Изобретение позволяет создать экономичную технологию производства стали, обеспечивающую содержание в стали водорода не более 0,00025 мас.% и серы не более 0,0050 мас.%, а также повысить вязкость и пластичность стали. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей с низким содержанием углерода, преимущественно для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара. Способ включает выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава в ковш, контроль химического состава расплава, легирование, раскисление, вакуумирование и разливку, причем легирование и раскисление расплава дополнительно ведут редкоземельными металлами и/или их лигатурами, при этом легирование азотом проводят перед завершением раскисления введением в ковш твердых азотсодержащих материалов и/или продувкой газообразным азотом, а суммарное количество раскислителей, вводимое в расплав для достижения заданного содержания кислорода в стали, определяют по формуле: ΣR=1,2÷3,0(ао-[%Огот], где ΣR - суммарное содержание раскислителей, мас.%, aо - активность кислорода в расплаве, мас.%, [%Oгот] - заданное содержание кислорода в стали, мас.%. Изобретение позволяет повысить качество выплавляемой стали, уменьшить содержане неметаллических включений, а также повысить механические и эксплуатационные свойства стали. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно - к оборудованию для внепечного вакуумирования жидкой стали. Вакуум-камера содержит три погружных патрубка. Патрубки выполнены с наклоном относительно вертикальной оси вакуум-камеры и расположены со смещением относительно этой оси на расстояние 1-1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка. Каждый патрубок снабжен футерованной огнеупорным материалом вставкой, расположенной между днищем вакуум-камеры и верхней поверхностью патрубка, и соплами для подачи транспортирующего газа, расположенными с нижней стороны, противоположно вставке. Использование изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей вакуум-камеры за счет интенсификации перемешивания металла в ковше. 4 ил.
Наверх