Способ производства трубной стали


 


Владельцы патента RU 2564373:

Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству трубных сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин при температуре металла не мене 1650°С, во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, и известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, а во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, и производят обработку металла кальций содержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений в трубной стали и повысить ее коррозионную стойкость. 2 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству сталей для магистральных трубопроводов.

К сталям для магистральных трубопроводов предъявляются требования по длительной эксплуатационной надежности, вследствие чего они должны обладать повышенной коррозионной стойкостью.

Неметаллические включения в стали служат центрами образования очагов коррозии. При недостаточно корректном выборе технологических параметров внепечной обработки сталь может загрязняться неметаллическими включениями, что отрицательно влияет на ее коррозионную стойкость.

Известен способ производства стали, включающий выплавку стали в электропечи, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, рафинирование в процессе выпуска и доводки стали на установке печь-ковш введением в расплав алюминия в виде двух порций силикомарганца, извести, плавикового шпата, при перемешивании расплава продувкой аргоном, последующее модифицирование присадкой в расплав модифицирующей смеси, состоящей из алюминия, феррованадия и силикокальция, взятых в соотношении (1,5-3,0):(27,0-34,5):(15-30,0) в количестве 2,9-4,5 кг/т стали, при этом введение в расплав одной порции алюминия, силикомарганца, извести и плавикового шпата осуществляют в виде рафинировочной смеси в соотношении (1,0-1,5):(15,0-22,5):(1,0-3,0) соответственно, в количестве 18-28 кг/т стали, продувку аргоном осуществляют с интенсивностью 0,05-0,35 м3/т мин. на каждый 1 кг/т смеси, другую порцию алюминия непрерывно вводят в расплав со скоростью, обеспечивающей поддержание концентрации алюминия в металле в пределах 0,010-0,030% до получения содержания серы в металле не более 0,005%, после чего осуществляют модифицирование [Патент RU 2101367, МПК С21С 7/076, 1998].

Недостаток этого способа - не оптимальный способ ввода раскислителей и рафинирующих смесей, с постоянным вводом алюминия, что может привести к образованию неметаллических включений, снижая качество трубной стали.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, включающий выплавку металла в электропечи, отсечку окислительного шлака, выпуск нераскисленного расплава в ковш, рафинирование в процессе выпуска и доводки стали на установке печь-ковш введением в расплав алюминия в количестве 0,7-1,5 кг/т при выпуске 5-10% плавки; смеси извести, плавикового шпата, глинозема и кокса в соотношении (20-30):(2-6):(2-6):(1-2). Смесь вводят в течение выпуска плавки под струю металла в количестве 8-15 кг/т с поддержанием отношения продолжительности подачи смеси к длительности выпуска плавки в пределах 0,9-1,0 при перемешивании расплава продувкой аргоном. Затем вводят силикомарганец в смеси с алюминием, феррованадием или феррониобием в соотношении (30-60):(1-1,5):(2-12) в количестве 9-20 кг/т. После чего производят обработку металла кальцием в количестве 0,8-1,2 кг/т. Изобретение позволяет повысить коррозионную стойкость и хладостойкость стали [Патент RU 2148659, МПК С21С 7/076, С21С 5/52, 2000].

Недостаток способа заключается в том, что при вводе материалов во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата не учитывается содержание в нем углерода и серы, что может привести к недостаточной степени десульфурации металла и получению его с высоким содержанием неметаллических включений.

Технический результат изобретения - снижение содержания неметаллических включений в трубной стали и, как следствие, повышение ее коррозионной стойкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства трубной стали, включающем выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в сталь-ковш, внепечную обработку на установке печь-ковш, разливку стали, согласно изобретению выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин, при температуре металла не менее 1650°С, во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, а также производят обработку металла кальцийсодержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Выпуск металла из сталеплавильного агрегата в течение менее 4 мин приводит к попаданию шлака из сталеплавильного агрегата в сталькош и необходимости дополнительного расхода алюминия, что в свою очередь приводит к загрязнению стали неметаллическими включениями. Выпуск металла из сталеплавильного агрегата в течение более 8 мин приводит к снижению температуры металла в сталеразливочном ковше и последующей необходимости применения химического подогрева металла кислородом, что ведет к образованию большого количества неметаллических включений и увеличению расхода алюминия.

Выпуск металла из сталеплавильного агрегата при температуре не менее 1650°С необходим для обеспечения требуемой температуры металла перед разливкой. При температуре металла менее 1650°С возникает необходимость применения химического подогрева металла кислородом на УВС, что ведет к образованию большого количества неметаллических включений и увеличению расхода алюминия.

Во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%. Граничные значения по содержанию углерода на выпуске получены на основании экспериментальных данных. Присадка алюминия в меньшем количестве, при указанном содержании углерода, не обеспечивает необходимого уровня раскисленности металла для проведения эффективной десульфурации стали. Присадка алюминия в большем количестве, при указанном содержании углерода, не приводит к дальнейшему увеличению раскисленности металла и повышению степени десульфурации стали.

Во время выпуска присаживают известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%. Граница содержания серы в чугуне 0,025% и расходы извести определены на основании экспериментальных данных. Присадка извести в меньшем количестве, при указанном содержании серы в чугуне, не обеспечивает необходимого уровня десульфурации стали. Присадка извести в большем количестве, при указанном содержании серы в чугуне, не приводит к дальнейшему повышению степени десульфурации стали.

Во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин. Обработка металла аргоном менее 50 мин не позволяет провести эффективное перемешивание расплава, удаление серы и неметаллических включений.

Ввод в глубину расплава кальцийсодержащего реагента (0,05-0,5 кг кальция на тонну стали) обеспечивает эффективное модифицирование неметаллических включений на основе оксида алюминия. Ввод большего, либо меньшего количества кальцийсодержащего реагента не позволяет модифицировать неметаллические включения, перевести их в жидкое состояние и эффективно удалить из металла.

Пример реализации способа.

Предложенный способ производства стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе. После выплавки, металл выпускали в сталь-ковш, осуществляли внепечную обработку на установке печь-ковш и разливку стали.

Условия проведения экспериментов приведены в таблице 1. Примеры 1-3 с соблюдением предложенных технических параметров, примеры 4-6 с не соблюдением некоторых параметров.

Результаты экспериментов представлены в таблице 2. Из представленных результатов видно, что при выполнении всех предложенных технических решений (примеры 1-3) удается достичь достаточно низкий уровень неметаллических включений в стали (не более 1,1 балла по среднему). При не выполнении предложенных технических решений (пример 4-6), уровень загрязненности неметаллическими включениями составляет 2,5 баллов по среднему.

Таким образом, предложенный способ производства трубной стали позволяет снизить загрязненность стали неметаллическими включениями и тем самым повысить ее коррозионную стойкость.

Способ производства трубной стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в сталь-ковш, внепечную обработку на установке печь-ковш и разливку стали, отличающийся тем, что выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин при температуре металла не менее 1650°C, при этом во время выпуска осуществляют присадку алюминия в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, и извести в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, а во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, и производят обработку металла кальцийсодержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке стали в ковше на внепечных установках. В нижней части ковша на расстоянии 200 мм от продувочных узлов устанавливают пористую вставку, через которую осуществляют продувку жидкого металла, при этом подачу инертного газа осуществляют с постоянной длительностью импульсов при постоянном давлении одновременно через все упомянутые продувочные узлы с обеспечением распределения инертного газа по всей площади пористой вставки.

Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной обработке стали в ковше. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к контролю состояния расплава в ковше при внепечной обработке стали. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству стали, в частности к обработке стали в ковше в процессе выпуска из сталеплавильной печи и на внепечных установках.
Изобретение относится к металлургии. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с применением вакуумирования. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной обработке жидкого металла в ковше. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии изготовления огнеупорных пористых блоков для продувки жидкого металла инертным газом. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу внепечной обработки жидкой стали в ковше. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в процессе рафинирования при механическом перемешивании хромсодержащего расплавленного железа в резервуаре для рафинирования, имеющем круглое горизонтальное поперечное сечение внутренней стенки, посредством лопастной мешалки, выполненной в виде цельной детали с осевым стержнем, покрытым огнеупорным материалом, и вращающейся вокруг центральной оси осевого стержня с осью вращения в вертикальном направлении, при этом для каждой перемешиваемой загрузки регулярно или нерегулярно переключают режим перемешивания по выбору между режимом концентрического перемешивания расплавленного железа с центрированием по центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки и режимом эксцентрического перемешивания расплавленного железа с децентрированием относительно центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам рафинирования металлов и сплавов от фосфора. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали кальцийсодержащими материалами. .
Изобретение относится к металлургии, а именно к рафинирующей смеси, используемой при ковшевой обработки стали, преимущественно в цехах с установками МНЛЗ. .
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для металлургических процессов выплавки чугуна и стали. .
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве, в частности для раскисления и легирования стали с ограниченным содержанием кремния.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к внепечной обработке стали марганцем. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к внепечной обработке чугуна порошкообразными реагентами. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к обработке стали в ковше. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросплавов и лигатур для десульфурации и легирования расплавленного металла, а также раскисления сталей и шлаков.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна. В способе осуществляют подачу ванадийсодержащего расплавленного чугуна в конвертер для извлечения ванадия и регулирование температуры чугуна в диапазоне 1230-1250°C, выплавку расплавленного чугуна при вдувании в него кислорода при постоянной скорости потока, равной 17000-25000 нм3/мин, а также выпуск сталистого чугуна и выведение ванадийсодержащего шлака из конвертера. В первую стадию выплавки продувают кислородом и добавляют известь для регулирования основности шлака, которая составляла 2-4, в конвертер добавляют также окалину в количестве 15-20 кг/т железа, на второй стадии - продувают и добавляют окалину в количестве 5-18 кг/т железа, а на третьей стадии - продувают и добавляют известь в количестве 0,5-2 кг/т железа. Изобретение позволяет исключить коррозию в отношении материалов футеровки печи и одновременно осуществлять дефосфоризацию и извлечение ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна, а также снизить количество железа в ванадийсодержащем шлаке. 6 з.п. ф-лы, 3 пр.
Наверх