Способ производства низкоуглеродистой стали


 


Владельцы патента RU 2495139:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

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 черной металлургии, в частности к способам производства низкоуглеродистой стали.

Известен способ производства стали, включающий комплексную обработку металла на выпуске в сталеразливочный ковш алюминием, легирующими материалами и шлакообразующими смесями, и последующую после выпуска металла внепечную обработку кальцийсодержащей порошковой проволокой [Патент РФ №2166550, кл. C21C 7/064].

Существенными недостатком данного способа производства стали является высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления.

В качестве прототипа выбран способ производства низкоуглеродистой стали, включающий выплавку низкоуглеродистого полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск его в сталеразливочный ковш, предварительное раскисление подачей ферросилиция в количестве, обеспечивающем удаление не менее половины содержания кислорода из низкоуглеродистого полупродукта, окончательное раскисление присадкой алюминия и легирование марганцем в процессе выпуска по наполнению сталеразливочного ковша не менее чем на 0,2 его высоты [Патент РФ №2392333, кл. C21C 7/00].

Существенными недостатками данного способа производства стали являются:

- прирост содержания кремния в стали за счет его восстановления из шлака при проведении раскисления;

- высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися в процессе раскисления;

- повышенный расход алюминия.

Задача, решаемая изобретением, состоит в совершенствовании способа производства низкоуглеродистой стали путем создания рациональных условий для удаления неметаллических включений и раскисления металла.

Желаемым техническим результатом изобретения является максимально возможное удаление неметаллических включений, снижение расхода алюминия, стабилизация процесса разливки металла вследствие улучшения качества разливаемой стали.

Для этого в предлагаемом способе производства низкоуглеродистой стали, включающем выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск ее в сталеразливочный ковш, предварительное и окончательное раскисление, в отличие от ближайшего аналога во время выпуска стали в сталеразливочный ковш производят раскисление и легирование марганецсодержащими ферросплавами, внепечную обработку металла проводят на установке циркуляционного вакуумирования стали, причем разрежение в вакуумкамере устанавливают не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания от 0,8 до 1,1 л/(т*мин), после чего производят раскисление металла в вакуумкамере алюминиевой дробью в количестве 1,5…2,5 кг/т из расчета получения требуемого содержания алюминия в металле, кроме того, общая продолжительность вакуумирования составляет от 10 до 15 мин.

Заявленные пределы подобраны экспериментальным путем. Раскисление и легирование во время выпуска металла в сталеразливочный ковш только марганецсодержащими ферросплавами обеспечивает снижение содержание оксида кремния (SiO2) в шлаке, что в дальнейшем позволяет получить требуемое содержание кремния в металле вследствие уменьшения вероятности восстановления кремния в металл из шлака, а также позволяет исключить загрязнение металла неметаллическими включениями, образующимися при раскислении алюминием высокоокисленного металла.

При увеличении разряжения в вакуумкамере более 10 мбар, снижении расхода аргона менее 0,8 л/(т*мин) и сокращении времени вакуумирования менее 10 мин не будет достигнут заявленный технический результат в части удаления неметаллических включений и снижения расхода алюминия. Увеличение времени вакуумирования более 15 мин и расхода аргона более 1,1 л/(т*мин) является нецелесообразным в связи с чрезмерным износом футеровки вакуумкамеры.

Расход алюминиевой дроби в количестве 1,5…2,5 кг/т выбран из расчета получения требуемого содержания алюминия в металле. При уменьшении расхода алюминиевой дроби менее 1,5 кг/т потребуется дополнительное легирование металла алюминием после проведения вакуумной обработки, что приведет к дополнительному загрязнению металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления. Увеличение расхода алюминиевой дроби более 2,5 кг/т приведет к неполучению требуемого химического состава вследствие повышенного содержания алюминия в стали.

Заявленный способ производства низкоуглеродистой стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе при производстве более 200 плавок низкоуглеродистых марок стали для автолиста с обработкой на циркуляционном вакууматоре.

Выплавка металла осуществлялась в 370-т кислородных конвертерах. Во время выпуска металла в сталеразливочный ковш производили раскисление и легирование металла углеродистым ферромарганцем ФМн78 в количестве 2,5…3,5 кг/т. Внепечная обработка металла осуществлялась на циркуляционном вакууматоре. В начале вакуумирования устанавливали разрежение в вакуумкамере не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания от 0,8 до 1,1 л/(т*мин), после чего производили раскисление металла в вакуумкамере алюминиевой дробью в количестве 1,5…2,5 кг/т из расчета получения содержания алюминия в металле в пределах от 0,050 до 0,070%, общая продолжительность вакуумирования составила от 10 до 15 мин.

Предложенный способ производства низкоуглеродистой стали позволил снизить расход алюминия в среднем на 0,2 кг/т, отсортировку металла после прокатки по дефекту неметаллические включения и исключить колебания стопоров промежуточного ковша в процессе непрерывной разливки.

Способ производства низкоуглеродистой стали, включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск стали в сталеразливочный ковш, предварительное и окончательное раскисление и легирование, отличающийся тем, что во время выпуска стали в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование марганецсодержащими ферросплавами, проводят внепечную обработку металла 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для дегазации стального расплава. .

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

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

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству. .
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше. .

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали путем циркуляционного вакуумирования. .
Изобретение относится к металлургии, конкретно к способу получения низкоуглеродистых сталей. .

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 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.

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.

Изобретение относится к металлургическому оборудованию и может быть использовано на металлургических предприятиях при внепечном вакуумировании стали. Патрубок погружной состоит из металлической конструкции, футерованной огнеупорными кольцами и облицованной огнеупорным бетоном. Нижнее огнеупорное кольцо выполнено г-образной формы, а патрубок снабжен опорным металлическим кольцом, закрепленным под упомянутым нижним огнеупорным кольцом, а между внутренней поверхностью металлической конструкции и наружной поверхностью огнеупорных колец, включая упомянутое нижнее огнеупорное кольцо, размещен компенсирующий температурное расширение буферный слой. Изобретение позволяет значительно повысить огнеупорную стойкость всей конструкции и увеличить долговечность разработанного погружного патрубка. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечном производстве металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов. В способе экзотермическую шихту загружают на газопроницаемую уплотненную огнеупорную засыпку на днище копильника и в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам. Пространство между тонкостенным цилиндром, стенками копильника и шахты горна засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр, разделяющий металлотермическую шихту и зернистый огнеупорный материал, удаляют, шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, инициируют начало экзотермической реакции, во время которой происходит дренажный отвод газов через газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки горна. Плавильный горн снабжен вакууматором и разделяющей газопроницаемый огнеупорный материал шахты горна и копильника газонепроницаемой огнеупорной прокладкой, внутренний диаметр которой равен диаметру упомянутого тонкостенного цилиндра, а внешний диаметр равен диаметру опорного фланца шахты горна, при этом стенки копильника выполнены с отверстиями, а на его внутренней поверхности закреплена металлическая сетка, при этом копильник сопряжен с вакууматором и герметично соединен с корпусом шахты горна по периметру через упомянутую газонепроницаемую прокладку для обеспечения условий вакуумирования металла непосредственно в объеме копильника. Изобретение позволяет повысить плотность структуры металла и снизить в нем концентрации остаточных газов путем вакуумирования металла на заключительном этапе плавки. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве нержавеющей мартенситной стали. Перед этапом электрошлакового переплава слиток подвергают дегазации в вакууме в состоянии жидкого металла в течение времени, достаточного для получения содержания водорода в упомянутом слитке после упомянутого этапа электрошлакового переплава менее чем 3 ppm. Изобретение позволяет уменьшить разброс усталостного поведения нержавеющих мартенситных сталей и улучшить их среднее усталостное состояние. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, в части производства особонизкоуглеродистых сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Способ включает выпуск металла в сталь-ковш, который осуществляют при температуре металла не менее 1630°C, вакуумное обезуглероживание проводят в течение 15-20 мин, при давлении в вакуум-камере менее 0,2 кПа, после чего повышают давление в вакуумкамере до не менее 20 кПа, затем присаживают алюминий совместно с известью в количестве, обеспечивающем получение содержания в металле алюминия не менее 0,01% и основности шлака 0,8-1,4, после чего, не менее чем через 2 мин, присаживают алюминий из расчета получения его в металле не менее 0,04%, производят легирование металла и осуществляют обработку металла кальцием в количестве 0,1-0,35 кг кальция на тонну металла, после чего сталь-ковш подают на разливку. Изобретение позволяет исключить затягивание погружных и разливочных стаканов при разливке стали за счет снижения количества неметаллических включений, а также обеспечивает увеличение выхода годного металла за счет большего количества слябов, разлитых в стационарных режимах без резкого перепада скорости разливки и значительного колебания уровня металла в кристаллизаторе. 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для получения низкоуглеродистых сталей с использованием установок вакуумирования стали в сталеплавильных цехах металлургических заводов. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, ввод раскислителей, вакуумирование в два этапа. Перед вакуумированием металла производят его электронагрев до температуры 1630…1640°С, на первом этапе вакуумирования устанавливают разрежение в вакуум-камере от 150 до 100 мбар и производят продувку металла кислородом с расходом 1000…1500 м3/ч, причем продолжительность первого этапа вакуумирования составляет 15 мин при начальном содержании углерода в стали не более 0,05% и 18 минут при содержании углерода более 0,06%, на втором этапе после окончания продувки кислородом устанавливают расход аргона для перемешивания металла 1500 л/мин и продолжают вакуумирование до достижения разрежения в вакуум-камере не более 1,2 мбар, при данном разрежении выдерживают металл не менее 10 мин. Изобретение позволяет получить сталь с содержанием углерода не более 0,0020%. 1 табл.
Наверх