СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА Российский патент 2002 года по МПК C21C7/06 C21D7/13 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству листового проката из низкоуглеродистой кипящей стали, и может быть использовано на металлургических заводах.

Известен способ получения различных типов слитков кипящей стали, включающий раскисление металла в печи, выпуск его в ковш, определение концентраций кислорода и углерода в расплаве, раскисление в ковше и разливку металла в слитки с химическим закупориванием или без него. Для повышения однородности слитков по содержанию углерода, кислорода и неметаллических включений раскисление металла в ковше для разливки слитков без химического закупоривания прекращают по достижении произведения концентраций углерода и кислорода [С] •[О] = 0,0040-0,0045, а для разливки слитков с химическим закупориванием по достижению [С] •[О] = 0,0030-0,0034. (авт. св. 978892, С 21 С 7/06, опубл. 07.11.82 г., БИ N 11).

К недостаткам известного способа следует отнести невозможность определения содержания кислорода по ходу выпуска металла в ковш и получение требуемой концентрации кислорода на углерод и прекращения процесса раскисления металла в ковше из-за различного содержания кислорода по объему ковша, когда металл, находящийся в ковше, раскислен и имеет требуемое содержание кислорода, а только поступивший - максимальное содержание кислорода. Кроме того, для получения равномерного содержания кислорода по объему металла в ковше требуется усредительная продувка. Все это снижает эффективность ввода алюминия в ковш и достижение требуемого произведения концентраций [С]•[О] и приводит к ухудшению процесса кипения металла в изложнице и соответственно увеличивает расходный коэффициент на прокате.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ производства кипящей стали, включающий выпуск металла в ковш, присадку раскислителей, подачу извести перед появлением шлака, продувку инертным газом и последующую разливку металла в изложницы. Для снижения угара раскислителей и повышения качества слитков путем стабилизации содержания кислорода и раскислителей в стали в процессе продувки инертным газом известь, фракцией менее 10 мм, подают в два приема, причем первую порцию в количестве 1,5-3,0 кг/т перед присадкой раскислителей, а вторую - после присадки раскислителей в количестве 4,5-7,0 кг/т (авт.св. СССР 1337420, кл. С 21 С 7/06, опубл. 15.09.87 г., БИ 34).

Известный способ способствует снижению угара раскислителей, повышению качества слитка путем стабилизации содержания кислорода.

Недостаток известного способа в том, что вторичное окисление металла с поверхности за счет неравномерности слоя покровного шлака и возможности оголения металла после ввода раскислителей приводит к снижению содержания раскислителей, обеспечивающих оптимальное содержание кислорода в металле, а также к угару раскислителей и легирующих. Добавки любых материалов в ковш, кроме экзотермических (алюминий, кремний), снижают температуру металла. Для получения металла с заданной температурой перед разливкой его в изложницы требуется определенный перегрев в сталеплавильном агрегате, что неизбежно приводит к повышению окисленности металла и увеличению неметаллических включений в готовом прокате. Переокисленность металла в сталеплавильном агрегате и вторичное окисление металла в ковше в результате неконтролируемого выноса пылевидной извести приводит к утоньшению корочки слитка, способствующему образованию большого количества поверхностных дефектов. Вынос извести при подаче регламентированного расхода раскислителей приводит к образованию дефектов типа "голенище" из-за переокисленности металла и увеличению количества неметаллических включений, что ухудшает качество проката и снижает расходный коэффициент.

Кроме того, нерегулируемый вынос извести из ковша повышает тепловые потери металла в ковше, что также способствует снижению интенсивности кипения, повышению загрязненности металла неметаллическими включениями и увеличению расходного коэффициента.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства горячекатаного листового проката, в котором за счет получения оптимального содержания кислорода после раскисления металла и температуры металла перед разливкой обеспечивается снижение поверхностных дефектов и неметаллических включений, что приводит к снижению расходного коэффициента.

Это достигается тем, что в способе производства листового проката, включающем выплавку металла, содержащего углерод, марганец, серу в сталеплавильном агрегате, выпуск в ковш, присадку в ковш марганецсодержащих материалов и алюминия, подачу извести, продувку инертным газом, последующую разливку металла в изложницы и его прокатку с получением листовой заготовки, по изобретению расход извести, подаваемой в ковш, определяют из выражения
Q_изв=0,122Аl+107,05[C]+39,78[Mn]+236,45[ΔS]-0,13952T+221,35,
где Q_изв - расход извести, г;
Аl - расход алюминия, подаваемого в ковш, г;
С, Мn - содержание углерода и марганца в металле перед выпуском, %;
ΔS - разница в содержании серы перед выпуском и в готовом металле, %;
Т - температура металла перед выпуском, ^oС;
0,122; 107,05; 39,78; 236,45; 0,13952; 221,35 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем, при этом температуру конца прокатки поддерживают в интервале 870-900^oС, а листовую заготовку сматывают в рулоны при температуре, минимальное и максимальное значения которой определяют из следующих выражений:
Т_cм.min=166,3[Mn]-489,2[Аl]+655,6[С]+507,5,
Т_cм.max=199,1[Mn]+1387,7[Аl]+118,2[С]+529,
где Т_cм.min - минимальная температура смотки, ^oС;
Т_см.mах - максимальная температура смотки, ^oС;
Аl, С, Мn - содержание алюминия, углерода и марганца в готовом металле, %;
166,3; 489,2; 655,6; 507,5; 199,1; 1387,7; 118,2; 529 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.

Целесообразно в качестве алюминия использовать вторичный чушковый алюминий.

Производство низкоуглеродистого горячекатаного листового проката предлагаемым способом производили следующим образом.

Пример 1
Перед выпуском металла из двухванного сталеплавильного агрегата он содержал 0,04% углерода, 0,05% марганца, 0,025% серы; требуется получить содержание серы 0,020%. Температура металла перед выпуском составляла 1635^oС. С момента выпуска металла в ковш его продували инертным газом, затем присадили 2 тонны ферромарганца из дозатора и 120 кг вторичного чушкового алюминия совместно с известью, фракцией 10-20 мм ("орешек"), расход которой определили из выражения
Q_изв= 0,122•0,12+107,05•0,04+39,78•0,05+236,45•(0,025-0,020)-0,13952•1635+221,35=0,703 т.

После выпуска металла его разлили в листовую изложницу (УН-11) с массой металла 11 тонн, отобрали пробу металла из изложницы и определили химический состав полученной стали после разливки. Металл содержал 0,04% углерода, 0,18% марганца и 0,007% алюминия. Выдержка слитков в изложнице составляла 40 минут. Полученные слитки нагрели в колодцах обжимного цеха до температуры 1330^oС. В обжимном цехе слитки за 13 проходов прокатали на слябы, толщиной 195 мм при относительном обжатии 64%. После осмотра готовых сляб зачистили поверхностные дефекты и передали на стан 2500 горячей прокатки. Поступившие слябы нагрели до температуры 1250 ^oС и прокатали на заданную толщину 5 мм за 7 проходов в черновой группе и 7 проходов в чистовой группе при относительном обжатии 97%. Температура конца прокатки составляла 895^oС, а температуру смотки рулонов определяли из выражения
Т_см.min=166,3•0,18-489,2•0,007+655,6•0,04+507,5=560^oС,
Т_см.mах=199,1•0,18+1387,7•0,007+118,2•0,04+529=579^oС.

После определения температуры смотки на отводящем рольганге стана произвели ускоренное охлаждение металла с помощью душирующих устройств до температуры 560-579^oС.

Данный способ позволяет за счет введения извести в зависимости от содержания углерода, марганца, серы и температуры металла перед выпуском, расхода алюминия в ковш обеспечить получение требуемого содержания кислорода в металле, оптимальное кипение металла в изложнице, минимальное количество неметаллических включений. Это позволило сократить на 50%(отн.) отсортировку слябовых заготовок во время визуального осмотра их на стеллажах перед посадом заготовок в нагревательные печи стана 2500 и на 40%(отн.) отбраковку металла по неметаллическим включениям при контроле макроструктуры металла. Определение температуры смотки в зависимости от химического состава позволяет получать требуемую макроструктуру и снизить относительно прототипа расходный коэффициент на прокате на 15%(отн.).

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству листового проката из низкоуглеродистой кипящей стали. Технический результат получение оптимального содержания кислорода после раскисления металла и температуры металла перед разливкой, снижение поверхностных дефектов и неметаллических включений. Способ включает выплавку металла, содержащего C, Mn, S в сталеплавильном агрегате, выпуск в ковш, присадку в ковш марганецсодержащих материалов и алюминия, подачу извести, расход которой определяют из выражения:
Q_изв=0,122Аl+107,05[С]+39,78[Мn] +236,45[ΔS]-0,13952Т+221,35,
где Q_изв - расход извести, т; Al - расход алюминия, подаваемого в ковш, т; С, Mn - содержание углерода и марганца в металле перед выпуском, %; ΔS - разница в содержании серы перед выпуском и в готовом металле; Т - температура металла перед выпуском, ^oС. Затем продувают металл инертным газом, разливают в изложницы и прокатывают при температуре конца прокатки 870-900^oС. Листовую заготовку сматывают в рулоны при температуре, минимальное и максимальное значения которой определяют из следующих выражений:
Т_cм.min=166,3[Мn]-489,2[Аl]+655,6[С]+507,5;
Т_cм.max=199,1[Mn]+1387,7[Аl]+118,2[С]+529,
где Т_cм.min - минимальная температура смотки, ^oС; Т_cм.max - максимальная температура смотки, ^oС; Аl, С, Mn - содержание алюминия, углерода и марганца в готовом металле, %. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ производства листового проката, включающий выплавку металла, содержащего углерод, марганец, серу в сталеплавильном агрегате, выпуск в ковш, присадку в ковш марганецсодержащих материалов и алюминия, подачу извести, продувку инертным газом, последующую разливку металла в изложницы и его прокатку с получением листовой заготовки, отличающийся тем, что расход извести, подаваемой в ковш, определяют из выражения
Q_изв= 0,122Аl+107,05[C] +39,78[Mn] +236,45[ΔS]-0,13952T+221,35,
где Q_изв - расход извести, т;
Аl - расход алюминия, подаваемого в ковш, т;
С, Mn - содержание углерода и марганца в металле перед выпуском, %;
ΔS - разница в содержании серы перед выпуском и в готовом металле, %;
Т - температура металла перед выпуском, ^oС;
0,122; 107,05; 39,78; 236,45; 0,13952; 221,35 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем, при этом температуру конца прокатки поддерживают в интервале 870-900^oС, а листовую заготовку сматывают в рулоны при температуре, минимальное и максимальное значения которой определяют из следующих выражений:
Т_cм.min= 166,3[Мn] -489,2[Аl] +655,6[С] +507,5;
Т_cм.max= 199, l[Mn] +1387,7[Al] +118,2[C] +529,
где Т_cм.min - минимальная температура смотки, ^oС;
Т_cм.max - максимальная температура смотки, ^oС;
Аl, С, Мn - содержание алюминия, углерода и марганца в готовом металле, %;
166,3; 489,2; 655,6; 507,5; 199,1; 1387,7; 118,2; 529 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алюминия используют вторичный чушковый алюминий.