Способ производства низколегированной трубной стали

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству качественных сталей с внепечной обработкой. В способе осуществляют выпуск металла в сталь-ковш при температуре металла не менее 1680°C в течение не менее 4 мин, во время выпуска присаживают кальцийсодержащие шлакообразующие материалы в количестве не менее 2,8 кг/т стали и марганецсодержащие ферросплавы в количестве не более 7 кг/т стали, затем в течение 7-15 мин производят вакуумирование металла, после чего осуществляют ввод алюминия до его содержания в металле в количестве 0,04-0,06%, легирование кремний- и марганецсодержащими ферросплавами в количестве 5-20 кг/т стали, затем на установке печь-ковш проводят нагрев металла до температуры 1620-1650°C, производят ввод кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали, после чего осуществляют повторное вакуумирование металла в течение 13-18 мин, а затем выполняют окончательное легирование металла и его обработку кальцийсодержащим реагентом в количестве 0,05-0,3 кг/т стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений и газов при гарантированном получении в стали углерода менее 0,06%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству с внепечной обработкой качественных сталей.

Существующими проблемами при производстве низколегированной трубной стали являются: получение в стали низкого содержания углерода (не более 0,06%), а также обеспечение низкого содержания в стали газов и неметаллических включений для улучшения эксплуатационных свойств стали (повышение вязкости, пластичности, величины относительного удлинения и сужения).

Известен способ производства низколегированной трубной стали, включающий подачу в конвертер металлошихты и шлакообразующих, продувку кислородом в количестве 70-75% от общего его количества, скачивание окислительного шлака, подачу в конвертер марганецсодержащего оксидного материала в количестве, обеспечивающем получение содержания марганца в металле перед выпуском, равного 0,80-0,85 от содержания марганца в готовом металле, совместно со шлакообразующими в количестве, обеспечивающем основность шлака 2,5-2,8, продувку металла остальным количеством кислорода, подаваемым в смеси с нейтральным газом с монотонным изменением их соотношения от (0,9-0,95):(0,005-0,10) до (0,005-0,10):(0,9-0,95) соответственно, и одновременной подачей углеродсодержащего восстановителя с расходом 0,12-0,15 от расхода марганецсодержащего оксидного материала, подачу которого заканчивают за 2-3 мин до окончания продувки. При этом выпускают металл в ковш, раскисляют и легируют путем подачи в ковш ванадийсодержащего материала в виде технической пятиокиси ванадия с удельным расходом 2,6-3,0 кг/т стали во время выпуска металла в ковш по наполнению его на 1/5 объема. Затем подают в ковш марганецсодержащий оксидный материал совместно с алюминием в соотношении 1:(0,30-0,35) и шлакообразующими до получения основности шлака 2,5-2,8 [Патент RU №2228367, МПК C21C 5/28, C21C 7/06, 2004].

Недостатки данного способа - невозможность получения трубной стали с низким содержанием углерода и высокая загрязненность металла неметаллическими включениями вследствие повышенного угара раскислителей и легирующих элементов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, включающий подачу в конвертер металлошихты и шлакообразующих, продувку кислородом, получение жидкого металла, выпуск металла в ковш. Заканчивают продувку металла кислородом при достижении температуры металла 1660-1680°C. Во время выпуска металла из конвертера производят раскисление металла углеродистым ферромарганцем в количестве 10-15 кг/т и чушковым вторичным алюминием в количестве 0,4-0,6 кг/т. Затем производят обезуглероживание металла на установке вакуумирования стали продолжительностью 15-20 мин, окончательное раскисление и легирование, десульфурацию металла и повторное вакуумирование продолжительностью 10-15 мин [Патент RU №2487171, МПК C21C 5/28, C21C 7/00, 2013].

Недостатки данного способа - относительно высокая загрязненность стали неметаллическими включениями вследствие отсутствия обработки металла кальцийсодержащими материалами.

Технический результат изобретения - снижение содержания в низколегированной трубной стали неметаллических включений и газов при гарантированном получении в стали углерода менее 0,06%.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства низколегированной трубной стали, включающем выплавку металла в конвертере, выпуск металла в сталь-ковш, раскисление и легирование в ковше, двухстадийное вакуумирование металла во время внепечной обработки стали, согласно изобретению выпуск металла в сталь-ковш осуществляют при температуре металла не менее 1680°C в течение не менее 4 мин, во время выпуска присаживают кальцийсодержащие шлакообразующие материалы в количестве не менее 2,8 кг/т стали и марганецсодержащие ферросплавы в количестве не более 7 кг/т стали, затем в течение 7-15 мин производят вакуумирование металла, после чего осуществляют ввод алюминия до его содержания в металле в количестве 0,04-0,06%, легирование кремний и марганецсодержащими ферросплавами в количестве 5-20 кг/т стали, затем на установке печь-ковш проводят нагрев металла до температуры 1620-1650°C, производят ввод кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали, после чего осуществляют повторное вакуумирование металла в течение 13-18 мин, а затем выполняют окончательное легирование металла и его обработку кальцийсодержащим реагентом в количестве 0,05-0,3 кг/т стали. Обработку металла кальцийсодержащим реагентом осуществляют не менее чем через 3 мин после присадки последней порции легирующих материалов. Во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 120 мин.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Выпуск металла из конвертера с температурой менее 1680°C приводит к снижению скорости реакции десульфурации, что делает невозможным получение низкого содержания серы в металле (менее 0,010%).

Продолжительность выпуска в течение не менее 4 мин дает достаточно времени для того, чтобы присадить легирующие и шлакообразующие материалы, а также обеспечивает ровный ход струи металла, исключающий затягивание в стальковш конвертерного шлака. При продолжительности выпуска менее 4 мин получается неровный ход истечения струи металла, в следствие чего конвертерный шлак труднее отсекается и происходит его затягивание в стальковш.

Расход шлакообразующих материалов в количестве не менее 2,8 кг/т стали позволяет получить высокоосновный шлак, обладающий высокой десульфурирующей способностью и защищающий металл от вторичного окисления окружающей атмосферой.

Присадка марганецсодержащих ферросплавов в количестве не более 7 кг/т стали позволяет раскислить металл в незначительной степени, что не приводит к его загрязнению неметаллическими включениями, а также позволяет повысить коэффициент усвоения марганца.

Продолжительность первого и повторного вакуумирования 7-15 мин и 13-18 мин соответственно выбраны с целью получения требуемого содержания углерода и водорода в металле (углерод - не более 0,06%, водород - не более 0,0002%). При уменьшении времени вакуумирования менее 7 и 13 мин соответственно требуемые значения углерода и водорода в металле не достигаются. Увеличение времени вакуумирования более 15 и 20 мин соответственно приводит к повышенному износу футеровки сталь-ковша и сильному угару легирующих элементов.

Увеличение присадки алюминия до его содержания в металле более 0,06% и расход кремний и марганецсодержащих ферросплавов выше 20 кг/т стали приведет к получению содержания марганца и алюминия в металле выше требуемых значений, а также к перераскислению металла, что не позволит произвести последующее обезуглероживание металла. Присадка алюминия до его содержания в металле меньше 0,04% и расход кремний- и марганецсодержащих ферросплавов меньше 5 кг/т стали приведет к необходимости значительного дополнительного легирования металла после вакуумирования, что, в свою очередь, приведет к возрастанию углерода в стали.

Нагрев металла на установке печь-ковш до температуры 1620-1650°C позволяет осуществить повторное вакуумирование металла и его легирование. Перегрев металла выше температуры 1650°C приведет к ускоренному разъеданию футеровки, а также к увеличению количества углерода в стали и загрязнению ее газами. При нагреве металла ниже температуры 1620°C невозможно будет обработать и разлить плавку. Потребуется дополнительная операция нагрева стали на установке ковш-печь, а это приведет к повышению себестоимости производства стали.

Ввод перед повторным вакуумированием кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали обеспечивает основность покровного шлака, при которой возможно проведение десульфурации.

Ввод в расплав кальцийсодержащего реагента из расчета 0,05-0,3 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, эффективно удалять из металла и исключить их отложения на разливочных стаканах.

Обработка металла кальцийсодержащим реагентом не менее чем через 3 мин после присадки последней порции легирующих материалов необходима для того, чтобы неметаллические включения успели равномерно распределиться по всему расплаву, что позволит кальцию модифицировать их большее количество. При обработке кальцийсодержащим реагентом менее чем через 3 мин после присадки последней порции легирующих материалов в металле будут образовываться тугоплавкие неметаллические включения.

Продувка металла инертным газом после присадки материалов менее 120 мин не обеспечивает достаточной степени удаления неметаллических включений из объема жидкого металла.

Пример реализации способа.

Предложенный способ производства низколегированной трубной стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе. После выплавки металл выпускали в сталь-ковш, осуществляли внепечную обработку, вакуумное обезуглероживание и разливку стали. Было произведено 5 опытных плавок.

Условия проведения экспериментов приведены в таблице 1. Примеры 1-3 с соблюдением предложенных технических параметров, примеры 4-5 с не соблюдением некоторых параметров.

Результаты экспериментов представлены в таблице 2.

Видно, что при соблюдении предложенных технических параметров сталь содержит меньшее количество газов и неметаллических включений.

Таким образом, предложенный способ производства низколегированной трубной стали позволяет снизить в стали содержание неметаллических включений и газов.

1. Способ производства низколегированной трубной стали, включающий выплавку металла в конвертере, выпуск металла в сталь-ковш, раскисление и легирование в ковше, двухстадийное вакуумирование металла во время внепечной обработки стали, отличающийся тем, что выпуск металла в сталь-ковш осуществляют при температуре металла не менее 1680°С в течение не менее 4 мин, во время выпуска присаживают кальцийсодержащие шлакообразующие материалы в количестве не менее 2,8 кг/т стали и марганецсодержащие ферросплавы в количестве не более 7 кг/т стали, затем в течение 7-15 мин производят вакуумирование металла, после чего осуществляют ввод алюминия до его содержания в металле в количестве 0,04-0,06%, легирование кремний- и марганецсодержащими ферросплавами в количестве 5-20 кг/т стали, затем на установке печь-ковш проводят нагрев металла до температуры 1620-1650°С, производят ввод кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали, после чего осуществляют повторное вакуумирование металла в течение 13-18 мин, а затем выполняют окончательное легирование металла и его обработку кальцийсодержащим реагентом в количестве 0,05-0,3 кг/т стали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку металла кальций содержащим реагентом осуществляют не менее чем через 3 мин после присадки последней порции легирующих материалов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 120 мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу производства ниобийсодержащей стали. Cпособ включает выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в сталь-ковш.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам смесей для легирования и модифицирования сталей, используемых для производства литых изделий высокой эксплуатационной надежности для работы техники, железнодорожных вагонов в сложных низкотемпературных климатических условиях.

Изобретение относится к области черной металлургии, в части производства особонизкоуглеродистых сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к способам обработки жидкого металла в ковше. В способе осуществляют выпуск плавки из сталеплавильного агрегата, ввод раскислителей и жидкого шлака предыдущей плавки.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для совершенствования технологии микролегирования стали бором. Микролегирование стали бором осуществляют на выпуске присадкой в ковш алюминия и комплексного сплава ферросиликобора в количестве 4,0-7,5 кг/т стали с отношением алюминия к ферросиликобору в пределах (0,25-0,50), при этом ферросиликобор содержит, мас.%: 60-65 Si и 0,5-2,0 В.

Изобретения относятся к области металлургии, в частности к оборудованию для внепечной обработки жидкого металла в ковше, и могут быть использованы для ввода в жидкий металл алюминия в виде проволоки и других добавок в составе порошковых проволок.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке стали порошкообразными реагентами. Проволока содержит стальную оболочку и порошковый наполнитель, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: кальций 26-55, кремний 31-65, алюминий не более 3,0, углерод не более 2,0, фосфор не более 0,05, марганец не более 1,0, хром не более 0,5, железо - остальное.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу производства трубной стали. Способ включает модифицирование металла кальцием после перегрева металла, содержащего не более 0,003 % серы и не более 0,01 % алюминия, над температурой ликвидус не менее 120°С, и длительной, не менее 20 минут, продувки металла аргоном в условиях вакуума.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечной обработке жидкой стали. Проволока состоит из стальной оболочки и наполнителя, содержащего металлический кальций, а в качестве шлакообразующего материала используют один или несколько компонентов из группы, включающей доломитизированную известь, обожженный доломит, материалы цементного производства, плавленый рафинировочный шлак, плавиковый шпат, хлорид кальция, хлорид натрия, при следующем соотношении компонентов наполнителя, мас.%: кальций металлический 25-55, шлакообразующий материал остальное.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке стали проволокой с порошковым наполнителем. Наполнитель порошковой проволоки содержит, мас.%: барий 5-28, кальций 1-30, кремний 30-65, алюминий 0-5, железо остальное.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к способу переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава.
Способ изготовления аустенитной нержавеющей стали из латеритной никелевой руды и хромитовой руды включает определение содержания никеля в латеритной никелевой руде.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству коррозионностойкой стали с внепечной обработкой и разливкой на установке непрерывной разливки.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку в конвертер твердых шихтовых материалов, заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом через фурму.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали. Способ включает продувку расплава кислородом, выпуск расплава в ковш, наводку покровного шлак в ковше, обработку расплава в вакууматоре.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения нержавеющей стали в конвертере. Способ включает введение вспенивающего материала между слоем шлака, образовавшегося в результате окислительного рафинирования в конвертере, и расплавленным металлом в виде смеси из оксида металла или носителя железа, углерода и связующего материала в виде гранул или брикетов.
Изобретение относится к черной металлургии, а в частности к способу производства качественных сталей. .
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конвертерной переработке ванадийсодержащего чугуна. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки стали в кислородном конвертере. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали в конвертере. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве марганецсодержащей стали с использованием в качестве легирующих - оксидных марганецсодержащих материалов. В способе по первому варианту - во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата, до наполнения сталеразливочного ковша на 0,2 его высоты, присаживают алюминий в количестве 1-6 кг/т стали, а до наполнения ковша на 0,3 его высоты - известь в количестве 1-6 кг/т стали, затем осуществляют присадку оксидного марганецсодержащего материала в количестве 1-35 кг/т стали, на шлак производят присадку алюминия фракционным составом не более 60 мм в количестве 1-3 кг/т стали, обеспечивают основность шлака в диапазоне 1,8-6 и толщину шлака не более 150 мм. По второму варианту - во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата, до наполнения сталеразливочного ковша на 0,3 его высоты, присаживают известь в количестве 1-6 кг/т стали, после этого присаживают марганецсодержащий материал и алюминий фракционным составом не более 60 мм в количестве 1-35 и 2-7 кг/т стали, соответственно. По третьему варианту - во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата, после наполнения сталеразливочного ковша на 0,3 его высоты, присаживают первую порцию марганецсодержащего оксидного материала в количестве 5-15 кг/т стали, затем присаживают алюминий фракционным составом не более 60 мм в количестве 3-8 кг/т стали, после этого присаживают вторую порцию марганецсодержащего оксидного материала в количестве 5-20 кг/т стали и известь в количестве 3-8 кг/т стали, затем производят присадку кремнийсодержащего материала в количестве до 20 кг/т стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений в стали и повысить степень извлечения марганца при легировании стали оксидными марганецсодержащими материалами. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 пр., 1 табл.
Наверх