Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам выплавки стали в конвертере, ее раскисления и легирования в процессе выпуска из конвертера в сталеразливочный ковш.
Наиболее близким по технической сущности является способ paскисления и легирования стали, включающий выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в сталеразливочный ковш с отсечкой шлака, подачу в ковш в процессе выпуска раскислителей и легирующих материалов в виде ферросплавов и алюминия.
(См. Справочник конвертерщика. Якушев А.М. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990, стр. 276-285).
Недостатком известного способа является отсутствие необходимой регламентации режимов подачи в ковш ферросплавов и легирующих материалов во время выпуска расплава из конвертера. В результате не обеспечивается необходимая степень усвоения сталью углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов. При этом не обеспечивается необходимое удаление продуктов раскисления из жидкой стали.
Технический эффект при использовании изобретения заключается в регламентации и упорядочении режимов присадки в ковш ферросплавов и легирующих материалов, в повышении степени усвоения углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов, а также в повышении эффективности удаления продуктов раскисления из жидкой стали.
Указанный технический эффект достигают тем, что способ раскисления и легирования стали включает выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в сталеразливочный ковш, подачу в ковш в процессе выпуска раскислителей и легирующих материалов в виде ферросплавов и алюминия.
Раскислители и легирующие материалы подают тремя порциями. Первая порция состоит из кремнийсодержащих ферросплавов и науглероживателя с весовым соотношением 1:(0,1-10,0), которая вводится с начала выпуска под струю стали до наполнения ковша в пределах 0,2-0,3 высоты его рабочей полости. Весовой расход кремнийсодержащих ферросплавов в первой порции устанавливают по соотношению:
М1=К1•(С2 - С1)•t/С1,
где M1 - весовой расход кремнийсодержащих ферросплавов, кг/т выплавляемой стали;
С1 - содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%;
С2 - необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%;
t - температура стали в конвертере перед выпуском, oС;
K1 - коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности раскисления и легирования стали, равный (8,2-17,0)•10-5, кг/т•oС.
Вторая порция состоит из марганецсодержащих и/или из кремнийсодержащих ферросплавов с весовым расходом в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,25-0,6 высоты его рабочей полости.
Третья порция состоит из алюминия, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,4-0,8 высоты его рабочей полости. Весовой расход алюминия устанавливают по соотношению:
М2=К2•Al•Т/а,
где М2 - весовой расход алюминия в третьей порции, кг/т выплавляемой стали;
Al - необходимое содержание алюминия в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%;
Т - масса выплавляемой стали, т;
а - величина усвоения сталью алюминия, разная 15-30%;
К2 - коэффициент, характеризующий влияние массы стали на ее раскисление алюминием, равный 2,5-10,0, безразмерный.
В качестве кремнийсодержащего ферросплава используют ферросилиций с содержанием кремния в пределах 30-80 мас. %, остальное железо. В качестве кремнийсодержащего ферросплава используют силикокальций с содержанием кремния 40-70 мас. % и кальция 10-40 мас.%, остальное железо. В качестве кремнийсодержащих материалов используют силикокальций и ферросилиций с весовым соотношением в пределах 1: (1-10). В качестве марганецсодержащего ферросплава используют ферромарганец с содержанием марганца в пределах 50-95 мас. %, остальное железо. В качестве марганецсодержащих ферросплавов используют силикомарганец с содержанием кремния в пределах 10-25 мас.% и марганца в пределах 50-75 мас.%, остальное железо. Отношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10).
Заявляемая технология раскисления и легирования стали позволяет наиболее эффективно связывать растворенный кислород и удалять продукты раскисления из жидкой стали.
Предложенный способ наиболее эффективно применим для сталей следующего химического состава, мас. %: С= 0,05-0,30; Si=0,05-1,5; Мn=0,10-2,0; Al= 0,01-0,1.
Диапазон значений весового соотношения кремнийсодержащих материалов и науглероживателя в пределах 1: (0,5-10,0) объясняется физико-химическими закономерностями процесса раскисления, легирования и науглероживания стали. При меньших значениях не будет происходить необходимое науглероживание стали. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимый химический состав стали по содержанию углерода.
Диапазон значений расхода марганец- и/или кремнийсодержащих материалов в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали объясняется физико-химическими закономерностями раскисления и легирования стали. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимый химический состав стали. При больших значениях будет происходить перерасход ферросплавов.
Диапазон значений коэффициента К1 в пределах (8,2-17,0)•10-5 объясняется физико-химическими закономерностями легирования стали. При меньших значениях расход ферросплавов будет недостаточным. При больших значениях будет происходить перерасход ферросплавов.
Диапазон значений коэффициента К2 в пределах 2,5-10,0 объясняется физико-химическими закономерностями раскисления стали алюминием. При меньших значениях сталь будет недостаточно раскислена. При больших значениях будет происходить перерасход алюминия.
Диапазон значений высоты наполнения рабочей полости ковша при подаче 1, 2 и 3 порций соответственно в пределах 0,2-0,3; 0,25-0,6 и 0,4-0,8 объясняется физико-химическими закономерностями усвоения ферросплавов и легирующих материалов жидкой сталью по мере наполнения ковша расплавом. При меньших значениях будет происходить снижение усвоения сталью подаваемых ферросплавов и легирующих материалов. При больших значениях ферросплавы и легирующие материалы не будут успевать растворяться за время выпуска стали из конвертера.
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 дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.
Способ раскисления и легирования стали осуществляют следующим образом.
Пример. В конвертере выплавляют углеродистую сталь с содержанием мас.%: углерода 0,05-0,3; алюминия 0,01-0,1; кремния 0,05-1,5; марганца 0,1-2,0. После выплавки стали ее выпускают из конвертера в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с отсечкой шлака. В процессе выпуска стали в ковш подают раскислители и легирующие материалы в виде ферросплавов и алюминия.
Раскислители и легирующие материалы подают тремя порциями. Первая порция состоит из кремнийсодержащих материалов и науглероживателя в виде коксика с весовым соотношением 1: (0,1-10,0), которая вводится с начала выпуска под струю стали до наполнения ковша в пределах 0,2-0,3 высоты его рабочей полости. Весовой расход кремнийсодержащих материалов в первой порции устанавливают по соотношению:
М1=К1•(С2 - С1)•t/C1,
где М1 - весовой расход кремнийсодержащих материалов, кг/т выплавляемой стали;
С1 - содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%;
С2 - необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%;
t - температура стали в конвертере перед выпуском, oС;
K1 - коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности раскисления и легирования стали, равный (8,2-17,0)•10-5, кг/т•oС.
Вторая порция состоит из марганецсодержащих и/или из кремнийсодержащих материалов с весовым расходом в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,25-0,6 высоты его рабочей полости.
Третья порция состоит из алюминия в виде кусков, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,4-0,8 высоты его рабочей полости. Весовой расход алюминия устанавливают по соотношению:
М2=К2•Al•Т/а,
где М2 - весовой расход алюминия в третьей порции, кг/т выплавляемой стали;
Al - необходимое содержание алкания в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%;
а - величина усвоения сталью алюминия, равная 15-30%;
Т - масса выплавляемой стали, т;
К2 - коэффициент, характеризующий влияние массы стали на ее раскисление алюминием, равный 2,5-10,0, безразмерный.
В качестве кремнийсодержащего ферросплава используют ферросилиций с содержанием кремния в пределах 30-80 мас. %, остальное железо. В качестве кремнийсодержащего ферросплава возможно использовать силикокальций с содержанием кремния 40-70 мас.% и кальция 10-40 мас.%, остальное железо. В качестве кремнийсодержащих материалов используют силикокальций и ферросилиций с весовым соотношением в пределах 1:(1-10). В качестве марганецсодержащего ферросплава используют ферромарганец с содержанием марганца в пределах 50-95 мас. %, остальное железо. В качестве марганецсодержащих ферросплавов используют силикомарганец с содержанием кремния в пределах 10-25 мас.% и марганца в пределах 50-75 мас.%, остальное железо. Отношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10).
В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.
В первом примере вследствие несоблюдения необходимых технологических параметров происходит перерасход алюминия из-за малого количества кремнийсодержащих материалов в 1-й порции, сталь загрязнена глиноземом из-за большого расхода алюминия.
В пятом примере вследствие несоблюдения технологических параметров происходит перерасход ферросплавов, сталь переокислена вследствие малого расхода алюминия.
В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения технологических параметров повышается степень усвоения углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов, а также повышается эффективность удаления продуктов раскисления из жидкой стали.
Применение изобретения позволяет повысить усвоение С, Мn, Аl, содержащихся в ферросплавах и легирующих материалах, на 2-10%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ | 2006 |
|
RU2347821C2 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В КОВШЕ | 2011 |
|
RU2465341C2 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ | 2002 |
|
RU2206625C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ | 2001 |
|
RU2185448C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ | 2006 |
|
RU2328534C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ | 2012 |
|
RU2487171C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ | 2006 |
|
RU2333258C2 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ | 2008 |
|
RU2362812C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ | 2005 |
|
RU2290447C2 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ | 2007 |
|
RU2350661C1 |
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к раскислению и легированию стали в процессе выпуска из конвертера в сталеразливочный ковш. Технический результат заключается в регламентации и упорядочении режимов присадки в ковш ферросплавов и легирующих материалов, в повышении степени усвоения углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов, а также в повышении эффективности удаления продуктов раскисления из жидкой стали. Способ раскисления и легирования стали включает выплавку стали в конвертере, выпуск ее из конвертера в сталеразливочный ковш, подачу в ковш в процессе выпуска раскислителей и легирующих материалов в виде ферросплавов и алюминия тремя порциями. Первую порцию из кремнийсодержащих ферросплавов и науглероживателя с весовым соотношением 1:(0,1-10,0) вводят с начала выпуска под струю стали до наполнения ковша в пределах 0,2-0,3 высоты его рабочей полости. Весовой расход М1 в кг/т выплавляемой стали кремнийсодержащих ферросплавов в первой порции устанавливают по соотношению М1=К1•(С2-С1)•t/С1, где С1 - содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%; С2 - необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас. %; t - температура стали в конвертере перед выпуском, oС; К1 - коэффициент, равный (8,2-17,0)•10-5, кг/т•oС. Вторую порцию из марганецсодержащих и/или из кремнийсодержащих материалов с весовым расходом в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали вводят при наполнении ковша в пределах 0,25-0,6 высоты его рабочей полости. Третью порцию из алюминия вводят при наполнении ковша в пределах 0,4-0,8 высоты его рабочей полости. Весовой расход алюминия М2 в кг/т выплавляемой стали устанавливают по соотношению М2=К2•Al•Т/а, где Al - необходимое содержание алюминия в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; Т - масса выплавляемой стали, т; а - величина усвоения сталью алюминия, равная 15-30%; К2 - коэффициент, равный 2,5-10,0, безразмерный. В качестве кремнийсодержащего ферросплава могут использовать ферросилиций, силикокальций, в качестве марганецсодержащего ферросплава - ферромарганец, силикомарганец. Отношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10). 6 з.п. ф-лы, 1 табл.
М1=К1•(С2-С1)•t/С1,
где М1 - весовой расход кремнийсодержащих ферросплавов, кг/т выплавляемой стали;
С1 - содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%;
С2 - необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%;
t - температура стали в конвертере перед выпуском, oС;
К1 - коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности раскисления и легирования, равный (8,2-17,0)•10-5, кг/т•oС,
вторая порция состоит из марганецсодержащих и/или из кремнийсодержащих ферросплавов с весовым расходом в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,25-0,6 высоты его рабочей полости, третья порция состоит из алюминия, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,4-0,8 высоты его рабочей полости, при этом весовой расход алюминия устанавливают по соотношению
М2=К2•Al•Т/а,
где М2 - весовой расход алюминия в третьей порции, кг/т выплавляемой стали;
Al - необходимое содержание алюминия в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%;
Т - масса выплавляемой стали, т;
а - величина усвоения сталью алюминия, равная 15-30%;
К2 - коэффициент, характеризующий влияние массы стали на ее раскисление алюминием, равный 2,5-10,0, безразмерный.
ЯКУШЕВ А.М | |||
Справочник конвертерщика | |||
- Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990, с.276-285 | |||
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛА | 1995 |
|
RU2086665C1 |
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ | 1993 |
|
RU2026366C1 |
RU 95104329 A1, 10.12.1996 | |||
Способ раскисления и легирования стали в ковше | 1983 |
|
SU1154341A1 |
Способ раскисления рельсовой стали | 1984 |
|
SU1174482A1 |
Способ раскисления низкоуглеродистой спокойной стали | 1984 |
|
SU1235926A1 |
Способ раскисления низкоуглеродистой стали | 1985 |
|
SU1298250A1 |
SU 1790611 A3, 23.01.1993 | |||
КОМПОЗИЦИЯ, ОБЛАДАЮЩАЯ СВОЙСТВОМ РЕПАРИРОВАТЬ МЕМБРАНЫ ГЕПАТОЦИТОВ | 1993 |
|
RU2043110C1 |
СИММЕТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО | 1991 |
|
RU2020663C1 |
Видоизменение прибора для получения стереоскопических впечатлений от двух изображений различного масштаба | 1919 |
|
SU54A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ | 0 |
|
SU337238A1 |
Пожарный двухцилиндровый насос | 0 |
|
SU90A1 |
Авторы
Даты
2003-04-20—Публикация
2001-06-28—Подача