Способ выплавки кремнистой стали

 

О П И С А;Н-И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

-(4682569

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) Заявлено 15.03.77 (21) 246320SI 22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллсгень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (51) М. Кл. -

С 21С 5, 52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 669.187.25 (088.8) (72) Авторы изобретения Е. С. Лялин, Н. Т. Никокошев, В. П. Барятинский, Б. В. Молотилов, И. В. Франценюк, А. П. Шаповалов, В. И. Голяев, Л. Б. Казаджан, -В. В. Смольянов, Б. И. Пономарев и И. Я. Костромин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ КРЕМНИСТОЙ СТАЛИ и (3).

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству трансформаторной стали в дуговых электропечах.

Известные способы выплавки трансформаторной стали в отечественной и зарубежной практике производства холоднокатаного листа охватывают выплавку в мартеновских печах, конверторах и дуговых электропечах с разливкой в слитки и слябы через установку непрерывной разливки стали 10 (УНРС).

При всех способах выплавки основная задача заключается в производстве литого металла (в слитках или слябах) определенного химического состава по основным элементам и, в частности, важно получить определенную ингибиторную фазу, обеспечивающую формирование в стали совершенной ребровой текстуры. Такими ингибиторами являются сульфиды марганца и нит- 20 риды алюминия.

При любой термической обработке, а также пластической деформации изменяются фазовый состав и величина оксидных включений (например, окисление, дробление, диссоциация) и, следовательно, обеспечивается механическое взаимодействие включений с металлической матрицей (1), (2) Проводились исследования по изучени:о состава неметаллических включений в литой трансформаторной стали при выплавке в электропечах и конверторах по дсйствуiîщим технологиям выплавки и разливки, что позволило дать только общую оцснку неметаллических включений при отсутствии взаимосвязи с электромагнитными свойствами в готовой стали (4).

Вопрос о регулировании и устаиовлсшги оптимального фазового состава и величины оксидных неметаллических включений в литой трансформаторной стали (слябах, слитках) в промышленных условиях, а именно влияние их на электромагнитные свойства, в частности, на удельные потери в готовой стали, еще не решен.

Зарубежная практика основывает весь технологический процесс производства холоднокатаной трансформаторной стали с ребровой текстурой на формировании сдерживающих сульфидных и нитридных фаз.

Однако нет сведений об оптимальном составе оксидных неметаллпчсских включений.

Отечественная практика весь технологический процесс производства холоднокатаной трансформаторной стали основывала на нитридном и сульфидном вариантах с

682 S69 выплавкой в дуговых электропечах и конверторах.

Известен способ выплавки трансформаторной стали в дуговых электропечах, включающий совмещение плавления с окислением, продувку металла кислородом, скачивание окислительного шлака, наведение нового, перелив из ковша в ковш, отличающийся тем, что, с целью получения содержания в литой стали неметаллических включений 10 не более 0,004 /о, раскисление металла проводят стадийно — в конце окислительного периода углеродосодержащими м атериалами до повышения содержания углерода на

0,02 — 0,03о/о, после скачивания окислительного шлака кусковым ферросилицием в количестве 3 — 5 кг/т стали, при сливе металла из печи в ковш ферросиликокальцием в количестве 1,0 — 2,5 кг/т и при переливе из ковша в ковш алюминием в количестве 20

0,15 — 30 кг/т стали (5).

Однако проведенный анализ металла, полученного таким способом, показал, что

90 /о неметаллических включений представляют сложные и простые алюмосиликаты типа А190а, они обогащены окислами железа, марганца, магния, кремния, являющимися самыми неблагоприятными для получения высоких электромагнитных свойств 60 электротехнической стали.

Наблюдается большое количество (более

3 ) высокоосновного шлака следующего состава: 55 — 65о/, СаО, 15 — 20 /о MgO, 15—

20 /о SiOg, 6 — 8 о/о Alg03, который активно 36 взаимодействует с футеровкой печи и ковшей, разрушая ее и насыщая металл сложными неметаллическими включениями. Кроме того, содержание серы в готовой стали составляет не более 0,004/о,поэтому не мо- 4р гут образоваться сульфиды марганца, необходимые для формирования ребровой текстуры и, следовательно, нельзя получить сталь с высокими электромагнитными свойствами. 46

Целью изобретения является улучшение качества трансформаторной стали и повышение эффективности производства.

Это достигается тем, что после скачивани окислительного шлака металл в печи раскисляется алюминием и наводится шлак в количестве 1,5 — 2,0о/, от веса садки из доломита, шамота, извести и ферросилиция с последующим легированием металла кремнием. 66

В результате предлагаемого раскислсния и применения данных шлаковых составляющих, формируется шлак следующего состава: 35 — 45/о СаО, 15 — 20/о А120а, 25—

35о/о SiOq, 8 — 13о/о MgO. Первоначальное 60 раскисление металла в печи алюминием, а затем обработка шлаком приведенного состава обеспечивает в литом металле содержание неметаллических включений на основе глинозема не более 40 /о и содержание се- 66 (количество основных составляющих

А1лОз

Сумма

510,+А120а у абс.

;; абс. о; отн.

61,0

0,0046

0,0028

39,0

0,0018

Электромагнитные свойства холоднокатаной рулонной трансформаторной стали в толщине 0,35 мм: Р,5йо=1,01 — 1,03 вт/кг;

Ваемо= 1,93 тл.

Пример 2. Выплавку проводят в дуговой электропечи емкостью 100 т.

В конце расплавления металлошихты проводят обновление шлака присадкой 2,0 т извести и 1,5 т агломерата.

При температуре металла 1610 С начинают продувку кислородом и заканчивают ее при температуре 1665 С. Металл в этот период имеет следующий химический состав:

0 028о/о С 0 06о/о Мп, 0,006о/о Р, 0 03о/о Сг, 0 025о/о S.

4 ры в пределах 0,008 — 0,015 /о, необходимой для образования сульфидов марганца.

Пример 1 (оптимальный). Выплавку проводят в дуговой электропечи емкостью

100 т.

В конце расплавления металлошихты проводят обновление шлака присадкой 2,0 т извести и 1,5 т агломерата.

При температуре металла 1600 С начинают продувку кислородом и заканчивают ее при температуре 1670 С.

Металл имеет в этот период следующий химический состав: 0,03 /о С, 0,06о/о Мп, 0,005о/о P 0 03о/о Cr, 0 033о/о S.

Затем присаживают в печь 1,5 т чугуна и полностью удаляют шлак. После удаления шлака металл раскисляют алюминием в количестве 0,45 кг/т и наводят шлак из составляющих: доломита — 3,0 кг/т, шамота—

4,0 кг/т, извести — 12,0 кг/т и порошка ферросилиция — 6,0 кг/т стали .Включают печь.

При расплавлении шлака и достижении температуры металла 1640 С металл сливают в ковш. Продолжительность периода рафинировки составляет 10 мин.

Шлак имеет следующий состав: 40

СаО, 30о/о SiOq 15о/о А1 0з l l î/î Mg0.

Металл со шлаком сливают в ковш, оборудованный приспособлением для продувки аргоном. Металл легируют кремнием в ковше с последующей продувкой аргоном (расход 0,5 м /т стали). Металл разливают на

УНРС в слябы сечением 150Х890 мм.

Литой металл имеет следующий химический состав: 0,035 /о С, 0,08 /о Мп, 0,010 /о S, 0,006о/о Р, 3 05о/о Si, 00094о/о N, 0 010о/о Al (О) =0 0025о/о

Данные о неметаллических включениях в литом металле приведены в таблице.

682569

Составитель В. Чесноков

Корректор А. Галахова

Техред

Н. Строганова

Редактор Н. Данилович

Заказ 1789/11 Изд. № 491 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр.

Затем присаживают в печь 1,5 т чугуна и полностью удаляют шлак. После удаления шлака металл алюминием не раскисляется, а сразу наводится новый шлак из составляющих: доломита — 3,0 кг/т, шамота — 4,0 кг/т, извести — 8,0 кг/т и порошка ферросилиция — 6,0 кг/т стали. После расплавления шлака и достижения температуры металла 1645 С металл сливают в ковш.

Продолжительность рафинировки составляет 10 мин.

Шлак имеет следующий состав: 39o

СаО, 32о/о ЯОа 26о/о А1зОз, 13о/о MgO.

Металл сливают в ковш, оборудованный приспособлением для продувки аргоном.

Легирование металла кремнием проводят в ковше с пследующей продувкой аргоном (расход 0,5 м /т стали). Металл разливают на УНРС в слябы сечением 150Х890 мм.

Литой металл имеет следующий химический состав: 0,040 /о С, 0,07 /о Мп, 2,90 /о Si, 0 01 l о/о S 0 006о/о P 0 010о/о N, 0,0060 Аl, (0) =0 025 /о

Электромагнитные свойства холоднокатаной рулонной трансформаторной стали в толщине 0,35 мм: Р1,ой=1,19 — 1,57 вт/кг;

Вззоо= 1,85 тл.

Пример 3. Выплавку проводят в дуговой электропечи емкостью 100 т.

В конце расплавления металлошихты проводят обновление шлака присадкой 2,0 т извести и 1,5 т агломерата.

При температуре металла 1600 С начинают продувку кислородом и заканчивают ее при температуре 1660 С. Металл в этот период имеет следующий химический состав:

0 030о/о С, 0 10о/о Mll, 0,004о/о P 0 02о/о Сг, 0,030о/о S. Затем присаживают в печь 1,5 т чугуна и полностью удаляют шлак. После удаления шлака металл раскисляют алюминием в количестве 1,0 кг/т стали и наводят шлак из составляющих: доломита—

3,0 кг/т, шамота — 4,0 кг/т, извести—

12,0 кг/т и порошка ферросилиция — 6,0 кг/т стали.

При расплавлении шлака и достижении температуры металла 1640 С металл сливают в ковш. Продолжительность периода рафинировки составляет 9 мин.

Шлак имеет следующий состав: 41

СаО 29о/о S10g 30о/о А1зОз> 1 1 о/î MgO.

Легирование металла кремнием проводят в ковше с последующей продувкой аргоном (расход 0,5 м /т стали). Металл разливают на УНРС в слябы сечением 150 890 мм.

Литой металл имеет следующий химический состав: 0,040о/о С, 0 l l î/î Мп, 3 04о/о Si

0,006/о P 0010/o S, 0,009 N, 0025о/о Аl, (О) = 0,003 /о.

Электромагнитные свойства холоднокатаной рулонной трансформаторной стали в толщине 0,35 мм: Р,з/зо — — 1,5 кт/кг; Вззоо—

=17,5 тл.

Предлагаемый способ выплавки позволяет улучшить на 10 /о электромагнитные свойства холоднокатаной рулонной транс10 форматорной стали. В толщине листа

0,35 мм на опытном металле средние значения ваттных потерь составляют 1,04 вт/кг, а в плавках текущего производства—

1,10 вт/кг. Экономический эффект из-за увеl5 личения выхода стали высших марок составит 850 тыс. руб. Кроме того, продолжительность плавки уменьшается на 30 мин и стойкость футеровки увеличивается на

10 /о, что дает экономический эффект

20 295 тыс. руб.

Технологические затраты составят

49 тыс. руб.

Таким образом, экономический эффект составит 1096 тыс, руб.

Формула изобретения

1. Способ выплавки кремнистой стали, включающий совмещения плавления с окислением, продувку металла кислородом, 30 скачивание окислительного шлака, наведение нового, перелив из ковша в ковш или продувку металла аргоном, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества стали и повышения эффективности производства, после скачивания окислительного шлака металл раскисляют алюминием в количестве 0,4 — 0,55 кг/т стали и наводят шлак из обожженного доломита, шамотного порошка, извести и порошка ферросилиция в следующих пропорциональных отношениях: доломит — 1,0 — 1,5; шамотный порошок — 1,4 — 2,05; известь — 3,3 — 6,0; порошок ферросилиция — 2,3 — 2,7.

2. Способ по п. 1, отл ич а ю щи йся тем, что при содержании серы в металле в конце окислительного периода более 0,035 в ковш присаживают дополнительно 15—

20 /, шлаковых составляющих от общего количества.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 — 3. Молотилов Б. В., Голиков И, Н.

«Сталь», 1961, М 1, с. 69.

4. Виноградов М. И. Включения в стали и ее свойства, — M.: Металлургия, 1963.

5, Авторское свидетельство СССР

No 398623, кл. С 21С 5/52, 1974.