Способ производства борсодержащей стали



Владельцы патента RU 2492248:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к производству борсодержащей стали. Для выплавки борсодержащей стали, включающей серу 0,01-0,03%; хром 0,15-0,25%; титан 0,02-0,045%, после усреднительной продувки стали, полученной в сталеплавильном агрегате, определяют содержание ее химического состава. При получении содержания серы в стали более 0,012% проводят раскисление шлака и присадку извести в соотношении: 103·(% S-0,012)·90…110 кг СаО, где S - содержание серы после усреднительной продувки, %; 0,012 - граничное содержание серы в стали, %; 90…110 СаО - расход извести на каждую сотую часть серы, превышающую 0,012%, в кг. Затем осуществляют удаление шлака при внепечной обработке стали на установке печь-ковш, присадку песка, марганец-, кремний-, хром- и молибденсодержащих ферросплавов, углеродсодержащих материалов, феррокальция, ферротитана и ферробора. После электронагрева стали на 10-15°С выше заданной температуры в сталь вводят алюминиевую катанку из расчета получения содержания алюминия в готовой стали ближе к нижнему пределу марочного интервала, феррокальций, серу и проводят усреднительную продувку металла. Использование изобретения обеспечивает повышение выхода годного по механическим свойствам. 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии стали, а конкретно к производству сортового проката из борсодержащей стали.

Известен способ производства, включающий выплавку полупродукта в конверторе, раскисление, легирование, ввод нитридообразующих элементов, рафинирование синтетическим шлаком в ковше в процессе выпуска плавки и продувку металла инертным газом, присадку борсодержащих добавок в ковш производят в процессе продувки после снижения содержания закиси железа в шлаке до 0,2-2,0 вес.% (USSR №918314, МПК С 21 С 7/00, опубл. 07.04.1982).

Недостатками известного способа является недостаточный выход годного по механическим свойствам (прокаливаемости), присадка борсодержащих добавок при содержании окислов железа в интервале 0,5-2,0% приведет к нестабильному угару борсодержащих добавок и соответственно к неполучению заданного химического состава и, как следствие, к отсортировке готового проката по прокаливаемости.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ производства борсодержащей стали (RU №2382086, МПК С21С 7/00, опубл. 20.02.2010), включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, ее раскисление, внепечную обработку, присадку ферробора и продувку аргоном через донные фурмы во время внепечной обработки стали, внепечную обработку стали производят на установке печь-ковш, затем осуществляют усреднительную продувку стали аргоном и определяют окисленность и температуру металла по приходу на установку печь-ковш, присаживают кальцийсодержащую порошковую проволоку, проводят доводку по содержанию химических элементов и температуре стали в ковше перед отдачей металла на разливку, а присадку ферробора, осуществляют, совместно с продувкой стали аргоном с расходом, определяемым из соотношения:

Рфб=0,05×РФСа-0,169×О-146,5×Тприх/Тотд+172,3, где

Рфб - расход ферробора, кг

РФСа - расход кальцийсодержащей порошковой проволоки, кг;

О - окисленность металла по приходу на установку печь-ковш, ррм;

Тприх - температура металла по приходу на установку печь-ковш, °С;

Тотд - температура металла в ковше перед отдачей его на разливку, °С;

0,05 - коэффициент показывает влияние расхода кальцийсодержащей порошковой проволоки на расход ферробора;

0,169 - коэффициент показывает влияние окисленность металла по приходу на установку печь-ковш на расход ферробора;

146,5 - коэффициент показывает влияние отношения температура металла по приходу на установку печь-ковш к температуре металла в ковше перед отдачей его на разливку

172,3 - коэффициент, показывает влияние всех неучтенных технологических факторов на расход ферробора.

Известный способ не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.

Сталь (согласно ТУ 14-101-185-95 «Полоса горячекатаная сортовая из стали марок 53Г1Р и 40Г1Р» содержит не более 0,03% серы), полученная известным способом, имеет недостаточный выход годного по механическим и потребительским свойствам (при содержании серы в металле менее 0,01% при изготовлении готового изделия у потребителя из полосового проката усложняется процесс фрезерования заготовки после горячей штамповки).

Расход борсодержащего материала в зависимости только от расхода кальцийсодержащей порошковой проволоки и окисленности металла по приходу на внепечную обработку, без учета содержания серы приведет к зарастанию каналов разливочных стаканов сульфидами кальция (CaS), увеличению аварийности при разливке на сортовых МНЛЗ и высокому удельному расходу металлошихты.

В основу изобретения, поставлена задача, усовершенствования способа, производства стали путем изменения технологии проведения внепечной обработки, в частности введения хрома, титана, серы.

Ожидаемый технический результат - получение заданного химического состава стали, обеспечение требуемых механических и потребительских свойств, улучшение разливаемости металла на сортовых МНЛЗ и повышение выхода годного по механическим свойствам и снижение удельного расхода металлошихты.

Технический результат достигается тем, что в способе производства борсодержащей стали включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, ее раскисление, внепечную обработку стали на установке печь-ковш, усреднительную продувку стали аргоном, определение химического состава стали и присадку ферробора, согласно изобретения, для выплавки стали содержащей серы 0,01-0,03%; хрома 0,15-0,25%; титана 0,02-0,045%, при получении после определения химического состава стали содержания серы в нем более 0,012% проводят раскисление шлака и присадку извести в количестве 103·(% S - 0,012)·90…110 СаО, где: %S - содержание серы в стали, %; 0,012 - граничное содержание серы в стали, %; 90…110 СаО - на каждую сотую часть серы, превышающую 0,012%, в кг, затем осуществляют удаление шлака на установки печь-ковш и присаживают песок в количестве 5,0…8,0 кг/т, после чего осуществляют корректировку химического состава стали присадкой марганец-, кремний-, хром- и молибденсодержащих ферросплавов и углеродсодержащего материала, присаживают феррокальций, ферротитан и ферробор, производят нагрев стали на 10-15°С выше заданной температуры и вводят в сталь алюминиевую катанку из расчета содержания алюминия в готовой стали ближе к нижнему пределу марочного интервала, феррокальций в количестве 2,0-8,5 кг/т стали в виде порошковой проволоки и серу в количестве 0,1-0,5 кг/т стали в виде порошковой проволоки с наполнителем сера или серный колчедан, далее осуществляют усреднительную продувку стали аргоном.

Сущность заявляемого технического решения заключается в обеспечении в готовом металле содержания алюминия, кальция, серы, титана и бора, позволяющего обеспечить требуемый уровень механических (прокаливаемость) и потребительских свойств, улучшить разливаемость металла на сортовых МНЛЗ и повысить выход годного по механическим свойствам и снижение удельного расхода металлошихты.

Введение в металл кальция, обладающего наибольшей раскислительной способностью, позволяет получить оптимальную окисленность металла, снизить образование недеформированных неметаллических включений.

Металл, содержащий титан в интервале 0,02-0,045% снижает поверхностную энергию зерен аустенита и увеличивает устойчивость переохлажденного аустенита в надмартенситном районе температур, что позволяет получить требуемый уровень прокаливаемости стали.

Содержание серы в металле в интервале 0,01-0,03% при изготовлении готового изделия у потребителя из полосового проката упрощается процесс фрезерования заготовки после горячей штамповки.

Растворенный в твердом железе хром (содержание 0,15-0,25%), существенно изменяет его механические свойства, увеличивая прочностные характеристики.

Данный способ иллюстрируется следующим примером.

Сталь марки 35Г1Р выплавлялась в двухванном сталеплавильном агрегате. Во время выпуска плавки в ковш присадили 1,0 т ферромарганца (ФМн78), 2.0 т силикомарганца (FeMnSil7), 0,5 т феррохрома (FeCr) и 0,2 т чушкового алюминия (АВ86). Внепечная обработка плавки производилась на установке печь-ковш.

После усреднительной продувки аргоном была отобрана проба металла и произведено измерение температуры и окисленности металла датчиком системы «Celox Multi Lab». Металл содержал: углерода 0,274%, кремния 0,11%, марганца 0,955%, серы 0,024%, фосфора 0,015%, хрома 0,189%, никеля 0,034%, меди 0,048%, молибдена 0,005%, алюминия 0,044%, титана 0,003%, бора 0,00039%, температура металла составила 1547°С, а окисленность 16,6 ррм.

Для снижения содержания серы в металле присадили известь из соотношения

103·(0,024-0,012)·100=1200 кг

и 300 кг плавикового шпата, провели раскисление шлака присадкой 150 кг чушкового алюминия, произвели нагрев металла для растворения извести, после полного растворения извести и перемешивания металла и шлака отобрали пробу металла. Металл содержал 0,011% серы. Прекратили внепечную обработку, произвели откантовку из сталеразливочного ковша около 60% шлака и присадили песок в количестве 1,0 т. После присадки песка произвели нагрев металла до температуры 1584°С. Затем провели корректировку химического состава стали, присадили 450 кг силикомарганца, 201 кг 65% ферросилиция, 150 кг графита в виде порошковой проволоки, 100 кг ферромолибдена, 200 кг феррокальция в виде порошковой проволоки, 320 кг ферротитана в виде порошковой проволоки и 45 кг ферробора, провели усреднительную продувку и отобрали пробу металла. Металл содержал: углерода 0,365%, кремния 0,245%, марганца 1,204%, серы 0,006%, фосфора 0,016%, хрома 0,206%, никеля 0,034%, меди 0,048%, молибдена 0,031%, алюминия 0,012%, титана 0,039%, бора 0,00262%, температура металла составила 1564°С, а окисленность 1,6 ррм. После получения результатов анализа, дополнительно произвели нагрев металла на 10°С, присадили алюминий в виде катанки, в количестве 15 кг, ввели 1360 кг феррокальция в виде порошковой проволоки и 45 кг технической серы в виде порошковой проволоки. После окончания присадки всех раскислителей провели усреднительную продувку металла аргоном в течении 90 сек, измерили температуру метала и отобрали пробу. Металл содержал: углерода 0,369%, кремния 0,248%, марганца 1,201%, серы 0,015%, фосфора 0,016%, хрома 0,206%, никеля 0,034%, меди 0,048%, молибдена 0,031%, алюминия 0,022%, титана 0,041%, бора 0,00256%, температура металла составила 1566°С, а окисленность 1,2 ррм.

После получения требуемого химического состава и проведения усреднительной продувки плавка была передана на машину непрерывного литья заготовки.

Непрерывная разливка стали производилась на 5-ти ручьевой сортовой МНЛЗ в заготовки сечением 150×150 мм. Отлито 176,5 т сортовых заготовок, содержащих 0,379% углерода, 0,24% кремния, 1,194% марганца, 0,016% фосфора, 0,012% серы, 0,195% хрома, 0,034% никеля, 0,048% меди, 0,017% алюминия, 0,039% титана, 0,0024% бора, 0,007% азота и 0,002% кальция.

При данном способе производства стали получается требуемое содержание химических элементов в стали, снижается содержание неметаллических включений, повышается выход годного по механическим свойствам, увеличивается производство и прибыль.

Способ производства борсодержащей стали, включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, определение химического состава стали, ее раскисление, внепечную обработку стали на установке печь-ковш и усреднительную продувку стали аргоном, отличающийся тем, что для выплавки готовой стали, содержащей серу 0,01-0,03%; хром 0,15-0,25%; титан 0,02-0,045%, при получении в составе стали содержания серы более 0,012% проводят раскисление шлака и присадку извести в количестве: 103·(% S - 0,012)·90…110 СаО, где % S - содержание серы в стали, %; 0,012 - граничное содержание серы в стали, %; 90…110 СаО - на каждую сотую часть серы, превышающую 0,012%, в кг, затем осуществляют удаление шлака на установке печь-ковш и присаживают песок в количестве 5,0-8,0 кг/т стали, после чего осуществляют корректировку химического состава стали присадкой марганец-, кремний-, хром- и молибденсодержащих ферросплавов, углеродсодержащего материала, феррокальция, ферротитана и ферробора, далее производят нагрев стали на 10-15°С выше заданной температуры и вводят в сталь алюминиевую катанку из расчета содержания алюминия в готовой стали ближе к нижнему пределу марочного интервала, феррокальций в количестве 2,0-8,5 кг/т стали в виде порошковой проволоки и серу в количестве 0,1-0,5 кг/т стали в виде порошковой проволоки с наполнителем сера или серный колчедан, затем осуществляют усреднительную продувку стали аргоном.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке для раскисления, модифицирования и микролегирования различных сталей и сплавов и чугунов, предназначенных для производства труб, прокатных валков и другой металлопродукции, изделий транспортного и энергетического машиностроения.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при легировании ванны жидкого металла, в частности стали и металлических сплавов, серой, входящей в состав наполнителя проволоки.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к внепечной обработке железоуглеродистых расплавов. .
Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к способу производства качественных сталей. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к созданию сплава с цирконием и титаном для рафинирования, микролегирования и раскисления стали и чугуна. .
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к сплавам, используемым для легирования сталей титаном. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения листового проката, используемого в бронезащитных конструкциях. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. .
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству горячекатаной сортовой полосовой стали. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификаторам в виде флюса, и может быть использовано для нанесения шлакового гарнисажа на футеровку металлургических агрегатов и наведения шлака в период плавки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам для ввода в жидкий металл алюминиевой и порошковой проволоки для его раскисления, легирования и удаления неметаллических включений. Устройство содержит корпус и, по крайней мере, два ручья, образованных несколькими парами прижимных и приводных роликов, при этом в каждом ручье между парами роликов установлены трубчатые направляющие, связанные с приводами перемещения прижимных роликов, а приводные ролики имеют общий для всех ручьев привод вращения, при этом один из прижимных роликов каждого ручья снабжен счетчиком оборотов. Прижимные ролики установлены на двуплечих рычагах, шарнирно закрепленных на корпусе и посредством шарниров, соединенных между собой силовыми цилиндрами. Привод вращения расположен между ручьями. Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить ее надежность, уменьшить металлоемкость, а также повысить точность дозирования проволоки. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при комплексной внепечной обработке жидкого металла. Способ включает выпуск расплава металла в ковш, наведение на поверхности расплава металла высокоосновного шлака, порционное вакуумирование расплава металла путем возвратно-поступательных перемещений вакуумной камеры с погружным патрубком, по периферии которого равномерно расположены вертикальные сопла для продувки расплава металла инертным газом. Дополнительно осуществляют подачу порошкообразных реагентов и продувку расплава металла путем постоянной подачи инертного газа через пористую фурму, расположенную в днище ковша соосно с погружным патрубком, а через вертикальные сопла подают в струе инертного газа порошкообразные реагенты или инертный и реакционный газы. Изобретение позволяет устранить основной недостаток порционного вакуумирования - отсутствие средств для эффективной десульфурации, создать универсальное оборудование внепечной обработки с полным комплексом технологических возможностей, существенно повысить качество обрабатываемого металла, значительно снизить капитальные затраты на оборудование и повысить его производительность. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
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 может быть использовано при выплавке сталей, предназначенных для производства труб, изделий транспортного, химического и энергетического машиностроения, металлоизделий в «северном исполнении» и т.д. Способ включает продувку расплава аргоном и ввод в расплав порошковой проволоки, состоящей из оболочки и модифицирующего наполнителя, который содержит, мас.%: кальций 5÷30, барий 5÷25, редкоземельные металлы 2÷20, кремний 10÷60, железо остальное. Редкоземельные металлы находятся в виде лигатур с железом и/или с кремнием и железом. Отношение в наполнителе суммарного количества кальция и бария к редкоземельным металлам составляет не менее 0,8, а расход модифицирующего наполнителя составляет 0,5-6 кг/т расплава. Перед введением в расплав порошковой проволоки с модифицирующим наполнителем в расплав может быть дополнительно введена порошковая проволока с наполнителем для предварительной обработки, который содержит либо кальций, барий, кремний и железо, либо кальций, кремний и железо. Расход наполнителя для предварительной обработки составляет 0,5-6 кг/т расплава. Обеспечивается повышение эффективности рафинирования и модифицирования. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

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 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.

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.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к облицовке стенки металлургической печи, выполненной в виде системы. Система содержит первую холодильную плиту и соседнюю вторую холодильную плиту. Каждая холодильная плита имеет лицевую сторону, обращенную к внутреннему пространству печи, противоположную заднюю сторону, обращенную к стенке печи, и четыре торцевые стороны. Между двумя соседними холодильными плитами расположен заполняющий зазор вкладыш. Вкладыш содержит металлическую переднюю пластину с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной и фиксирующее средство для установки передней пластины между двумя соседними холодильными плитами таким образом, что передняя пластина простирается между торцевыми сторонами обеих холодильных плит, а передняя сторона передней пластины установлена заподлицо с лицевыми сторонами обеих холодильных плит. Использование изобретения обеспечивает защиту холодильных плит от неравномерной эрозии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-09-10 2013-09-14T01:23:26
Наверх