СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ Российский патент 2000 года по МПК C21C7/00 

Описание патента на изобретение RU2156307C1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к выплавке электротехнической стали в конвертере, ее внепечной обработке в ковше и непрерывной разливке.

Наиболее близким по технической сущности является способ внепечной обработки электротехнической стали, включающий выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в ковш, легирование стали в ковше посредством ввода кремния, алюминия и марганца, ее десульфурацию, продувку стали в ковше аргоном и непрерывную разливку /см. Выплавка низкоуглеродистой электротехнической стали. Синельников В.А., Иванов Б.С. - М.: Металлургия, 1991, с. 127/.

Недостатком известного способа является неудовлетворительная чистота непрерывнолитой стали по содержанию неметаллических включений, низкое качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что после окончания обработки стали аргоном в ковше начинают процесс непрерывной разливки стали без достаточной и необходимой по времени выдержки. В этих условиях неметаллические включения в виде окислов-продуктов, образующиеся в стали после легирования, лишь частично удаляются из металла, остальные распределены по объему металла и не успевают всплыть после продувки аргоном. Оставшиеся включения выделяются из металла в виде шлаковин в процессе непрерывной разливки и остаются в литом слябе. Первые образуют макродефекты литых слябов и приводят к увеличению брака после разливки, а также на стадии последующей горячей и холодной прокаток стали. Вторые приводят к искажению микроструктуры, а также магнитной структуры стали и к ухудшению магнитных свойств готового металла.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в улучшении качества непрерывнолитых слитков, повышении чистоты стали по содержанию неметаллических включений и увеличении выхода высших марок готового металла.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ обработки электротехнической стали включает выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в ковш, легирование стали посредством ввода в ковш кремния и алюминия, ее десульфурацию, продувку стали в ковше аргоном и непрерывную разливку.

После продувки аргоном осуществляют корректировку химического состава стали посредством ввода алюминия и/или кремния. Затем дополнительно продувают аргоном, а непрерывную разливку стали начинают после дополнительной продувки аргоном через время, определяемое по зависимости
τ1 = K•[40+(1,5•ΔSi+1,1ΔAl-3,5Δq)•102]
в случае ввода алюминия и кремния;
τ2 = K•[40+(1,8ΔAl-3,5Δq)•102]
в случае ввода только алюминия;
τ3 = K•[40+(1,2ΔSi-3,5Δq)•102]
в случае ввода только кремния;
где τ1, τ2 и τ3 - время между окончанием дополнительной продувки аргоном и началом непрерывной разливки стали, мин;
ΔAl и ΔSi - количество вводимого алюминия и кремния при корректировке химического состава стали, мас.%;
Δq - расход аргона при дополнительной продувке, м3/т•мин;
K - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности образования оксидов алюминия и кремния, а также гидравлические закономерности их всплывания, равный 0,35-0,8, мин;
3,5 - эмпирический коэффициент, учитывающий гидравлические закономерности всплывания неметаллических включений при перемешивании стали в процессе дополнительной продувки аргоном, т•мин/м3;
40 - эмпирический коэффициент, учитывающий интенсивность всплывания неметаллических включений, безразмерный;
1,1; 1,8 и 1,2; 1,5 - эмпирические коэффициенты, учитывающие закономерности взаимодействия и распределения в стали соответственно алюминия и кремния, 1/%.

В процессе внепечной обработки стали после проведения корректировки химического состава стали и последующей дополнительной продувки металла аргоном начинают непрерывную разливку стали не сразу, а через определенное время, устанавливаемое по зависимости, учитывающей количество кремния и алюминия, вводимых в ковш для корректировки химического состава стали, и влияние дополнительной продувки металла аргоном на удаление неметаллических включений из металла. Улучшение качества стали и непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие уменьшения количества неметаллических включений в них за счет минимально необходимой выдержки ковша с жидкой сталью перед началом непрерывной разливки. При прочих равных условиях увеличение количества корректирующих добавок кремния и алюминия требует увеличения длительности выдержки ковша для уменьшения загрязненности стали неметаллическими включениями. Повышение интенсивности обработки металла аргоном способствует очищению стали от неметаллических включений.

Диапазон значений эмпирического коэффициента "K" в пределах 0,35-0,80 объясняется физико-химическими закономерностями образования оксидов алюминия и кремния, а также гидравлическими закономерностями их всплывания. При меньших значениях время выдержки ковша со сталью перед непрерывной разливкой будет ниже допустимых значений, что приведет к уменьшению количества всплывающих неметаллических включений. При больших значениях будет происходить переохлаждение стали в ковше вследствие длительной выдержки ковша перед непрерывной разливкой стали.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от емкости ковша.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже даны варианты осуществления изобретения, не исключающие другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ внепечной обработки электротехнической стали осуществляют следующим образом.

Пример. В конвертере выплавляют электротехническую сталь с содержанием кремния в пределах 2,8-3,3 мас.% и алюминия - 0,015-0,6%. Перед выплавкой в конвертер загружают металлолом, заливают чугун, продувают расплав кислородом и сливают расплав в сталеразливочный ковш. В процессе выпуска расплава его легируют кремнием и алюминием, производят десульфурацию посредством ввода в ковш синтетического шлака или твердых шлакообразующих материалов и производят продувку металла аргоном с расходом 0,08-0,12 м3/т.

После продувки аргоном осуществляют корректировку химического состава стали в ковше посредством ввода алюминия и/или кремния. Затем дополнительно продувают металл в ковше аргоном, а непрерывную разливку стали начинают после дополнительной продувки аргоном через время, определяемое по зависимости:
τ1 = K•[40+(1,5ΔSi+1,1ΔAl-3,5Δq)•102]
в случае ввода алюминия и кремния;
τ2 = K•[40+(1,8ΔAl-3,5Δq)•102]
в случае ввода только алюминия;
τ3 = K•[40+(1,2ΔSi-3,5Δq)•102]
в случае ввода только кремния;
где τ1, τ2, τ3 - время между окончанием дополнительной продувки аргоном и началом непрерывной разливки стали, мин;
ΔAl и ΔSi - количество вводимого алюминия и кремния при корректировке химического состава стали, мас.%;
Δq - расход аргона при дополнительной продувке, м3/т•мин;
K - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности образования оксидов алюминия и кремния, а также гидравлические закономерности их всплывания, равный 0,35-0,8, мин;
3,5 - эмпирический коэффициент, учитывающий гидравлические закономерности всплывания неметаллических включений при перемешивании стали в процессе дополнительной продувки аргоном, т•мин/м3;
40 - эмпирический коэффициент, учитывающий интенсивность всплывания неметаллических включений, безразмерный;
1,1; 1,8 и 1,2; 1,5 - эмпирические коэффициенты, учитывающие закономерности взаимодействия и распределения в стали соответственно алюминия и кремния, 1/%.

При такой организации процесса внепечной обработки стали неметаллические включения, образовавшиеся в металле при его легировании и корректировке содержания кремния и алюминия, успевают всплыть на поверхность за время выдержки и при этом обеспечивается в течение всей последующей непрерывной разливки получение слитков с пониженным количеством кислородосодержащих включений.

В таблице 1 приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами в случае ввода в ковш алюминия и кремния.

В таблице 2 приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами в случае ввода в ковш только алюминия.

В таблице 3 приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами в случае ввода в ковш только кремния.

В первых примерах вследствие малого времени выдержки стали в ковше перед непрерывной разливкой не достигается эффективная очистка стали от неметаллических включений, особенно в первых слябах по ходу непрерывной разливки.

В пятых примерах хотя и достигается необходимая степень чистоты разливаемой стали по кислородосодержащим неметаллическим включениям, но вследствие большой по времени выдержки металла в ковше перед непрерывной разливкой происходит переохлаждение стали, что приводит к нарушениям режимов разливки и, как следствие, к повышенной отбраковке непрерывнолитых слитков по наличию на их поверхности дефектов типа "шлаковых включений".

В оптимальных примерах 2-4 обеспечивается необходимая чистота разливаемой стали по неметаллическим включениям вследствие достаточной выдержки ковша со сталью перед началом непрерывной разливкой.

Применение изобретения позволяет повысить выход годных непрерывнолитых слябов на 3-5% и увеличить выход высших марок готовой холоднокатаной электротехнической стали на 10-30%.

Похожие патенты RU2156307C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОГО РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ 2001
  • Ламухин А.М.
  • Зинченко С.Д.
  • Филатов М.В.
  • Ордин В.Г.
  • Лятин А.Б.
  • Загорулько В.П.
  • Зекунов А.В.
  • Лебедев В.И.
RU2204613C2
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1995
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
  • Шатохин В.Е.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2092271C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ С ОСОБО НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ УГЛЕРОДА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1993
  • Колпаков С.В.
  • Рябов В.В.
  • Ролдугин Г.Н.
  • Капнин В.В.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Ермолаева Е.И.
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
RU2031755C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ 1999
  • Настич В.П.
  • Казаджан Л.Б.
  • Барятинский В.П.
  • Савченко В.И.
  • Пономарев Б.И.
  • Таран В.Г.
  • Щелканов В.С.
  • Ковалев А.Н.
  • Лебедев В.И.
RU2154544C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 1994
  • Стомахин А.Я.
  • Королев М.Г.
  • Васильев Г.И.
  • Савченко В.И.
  • Кондрашкин В.С.
  • Пегов В.Г.
  • Казаджан Л.Б.
  • Настич В.П.
  • Лебедев В.И.
RU2031135C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1993
  • Колпаков С.В.
  • Рябов В.В.
  • Ролдугин Г.Н.
  • Капнин В.В.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Ермолаева Е.И.
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
RU2021077C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ 1999
  • Лисин В.С.
  • Скороходов В.Н.
  • Настич В.П.
  • Кукарцев В.М.
  • Мизин В.Г.
  • Захаров Д.В.
  • Филяшин М.К.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Лебедев В.И.
RU2156309C1
СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ В КОВШЕ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ФЕРРОМАРГАНЦЕМ 1997
  • Настич В.П.
  • Кукарцев В.М.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Хребин В.Н.
  • Захаров Д.В.
  • Филяшин М.К.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
  • Лебедев В.И.
RU2110585C1
СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ПОДОГРЕВА СТАЛИ В КОВШЕ 1997
  • Чумаков С.М.
  • Клочай В.В.
  • Тишков В.Я.
  • Фогельзанг И.И.
  • Зинченко С.Д.
  • Лятин А.Б.
  • Лебедев В.И.
  • Щеголев А.П.
RU2110584C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1993
  • Ермолаева Е.И.
  • Карпов Н.Д.
  • Копылов А.Ф.
  • Лебедев В.И.
  • Сафонов И.В.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Уманец В.И.
  • Филяшин М.К.
  • Хребин В.Н.
  • Чиграй С.М.
RU2048245C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 156 307 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к выплавке электротехнической стали в конвертере, внепечной обработке ее в ковше и непрерывной разливке. Технический результат заключается в улучшении качества непрерывнолитого слитка, повышении чистоты стали по содержанию неметаллических включений и увеличении выхода высших марок готового металла. По изобретению после проведения корректировки химического состава стали посредством ввода Аl и/или Si и последующей дополнительной продувки металла аргоном непрерывную разливку стали (НРС) из ковша начинают через время, устанавливаемое по зависимости τ1 = K•[40+(1,5•ΔSi+1,1•ΔAl-3,5•Δq)•102], в случае ввода Аl и Si, где τ1 - время между окончанием дополнительной продувки расплава в ковше аргоном и началом (НРС), мин; ΔAl и ΔSi - количество вводимых Аl и Si соответственно при корректировке химсостава стали, мас.%; Δq - расход аргона при дополнительной продувке стали, м3/т•мин; К - эмпирический коэффициент, равный 0,35 - 0,80 мин. При корректировке химсостава Аl (НРС) из ковша начинают через время, устанавливаемое по зависимости τ2 = K•[40+(1,8•ΔAl-3,5•Δq)•102]. При корректировке путем ввода Si (НРС) из ковша начинают через время, устанавливаемое по зависимости τ3 = K•[40+(1,2•ΔSi-3,5•Δq)•102]. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 156 307 C1

Способ внепечной обработки электротехнической стали, включающий выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в ковш, легирование стали посредством ввода в ковш кремния и алюминия, ее десульфурацию, продувку стали в ковше аргоном и непрерывную разливку, отличающийся тем, что после продувки аргоном осуществляют корректировку химического состава стали посредством ввода алюминия и/или кремния, затем дополнительно продувают аргоном, а непрерывную разливку стали начинают после дополнительной продувки аргоном через время, определяемое по зависимости
τ1 = K•[40+(1,5ΔSi+1,1ΔAl-3,5Δq)•102]
в случае ввода алюминия и кремния;
τ2 = K•[40+(1,8ΔAl-3,5Δq)•102]
в случае ввода только алюминия;
τ3 = K•[40+(1,2ΔSi-3,5Δq•102]
в случае ввода только кремния;
где τ1, τ2 и τ3 - время между окончанием дополнительной продувки аргоном и началом непрерывной разливки стали, мин;
ΔAl и ΔSi - количество вводимого алюминия и кремния при корректировке химического состава стали, мас.%;
Δq - расход аргона при дополнительной продувке, м3/т•мин;
К - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности образования оксидов алюминия и кремния, а также гидравлические закономерности их всплывания, равный 0,35 - 0,80 мин;
3,5 - эмпирический коэффициент, учитывающий гидравлические закономерности всплывания неметаллических включений при перемешивании стали в процессе дополнительной продувки аргоном, т•мин/м3;
40 - эмпирический коэффициент, учитывающий интенсивность всплывания неметаллических включений, безразмерный;
1,1; 1,8 и 1,2; 1,5 - эмпирические коэффициенты, учитывающие закономерности взаимодействия и распределения в стали соответственно алюминия и кремния, 1/%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2156307C1

СИНЕЛЬНИКОВ В.А
и др
Выплавка низкоуглеродистой электротехнической стали
- М.: Металлургия, 1991, с.127
Способ производства электротехнической стали 1988
  • Куклев Валентин Гаврилович
  • Куликов Игорь Вячеславович
  • Пономарев Борис Иванович
  • Барятинский Валерий Петрович
  • Шатунов Виталий Кузьмич
  • Рябов Вячеслав Васильевич
  • Королев Михаил Григорьевич
  • Климашин Петр Сергеевич
  • Кукарцев Владимир Михайлович
  • Щелканов Владимир Сергеевич
SU1693081A1
Способ получения стали 1990
  • Николаев Геннадий Андреевич
  • Рыбалов Георгий Васильевич
  • Носоченко Олег Васильевич
  • Сахно Валерий Александрович
  • Синельников Вячеслав Алексеевич
  • Поживанов Михаил Александрович
  • Шалимов Александр Георгиевич
  • Караваев Николай Михайлович
SU1752779A1
Способ стабилизации теплового состояния металла перед разливкой 1990
  • Гавриленко Юрий Васильевич
  • Комельков Виктор Константинович
  • Клочай Виктор Владимирович
  • Перерва Виктор Яковлевич
SU1788975A3
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ АНИЗОТРОПНОЙ СТАЛИ 1990
  • Франценюк И.В.
  • Казаджан Л.Б.
  • Заверюха А.А.
  • Винниченко В.И.
  • Ситников А.Т.
  • Лавров А.С.
  • Лопатин О.П.
  • Бондаренко А.И.
  • Мамонов В.Н.
  • Калинин В.Н.
  • Гриднев А.Т.
RU2024622C1
Способ крашения тканей 1922
  • Костин И.Д.
SU62A1
Торфодобывающая машина с вращающимся измельчающим орудием 1922
  • Рогов И.А.
SU87A1
Способ получения негорючих пенопластов 1960
  • Гольдберг Н.А.
  • Дурасова Т.Ф.
  • Моисеев А.А.
  • Переслегина Л.С.
  • Троян Г.В.
  • Цыгин Б.М.
SU138382A1
US 4673433 А, 16.04.1987.

RU 2 156 307 C1

Авторы

Настич В.П.

Казаджан Л.Б.

Барятинский В.П.

Савченко В.И.

Пономарев Б.И.

Таран В.Г.

Щелканов В.С.

Лебедев В.И.

Даты

2000-09-20Публикация

1999-02-01Подача