СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ Российский патент 2003 года по МПК C21C7/06 

Описание патента на изобретение RU2202628C2

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:
М11•(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:
М22•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:
М11•(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:
М22•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%.

Похожие патенты RU2202628C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 2006
  • Комшуков Валерий Павлович
  • Селезнев Юрий Анатольевич
  • Липень Владимир Вячеславович
  • Буймов Владимир Афанасьевич
  • Шишкин Виктор Григорьевич
  • Ермолаев Анатолий Иванович
  • Матвеев Николай Георгиевич
  • Носов Юрий Николаевич
  • Михалев Андрей Александрович
  • Жуков Николай Иванович
RU2347821C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В КОВШЕ 2011
  • Суханов Юрий Федорович
  • Долгих Юрий Николаевич
RU2465341C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ 2002
  • Лисин В.С.
  • Скороходов В.Н.
  • Настич В.П.
  • Чернов П.П.
  • Кукарцев В.М.
  • Аглямова Г.А.
  • Анисимов И.Н.
  • Кравченко А.И.
  • Зарапин А.Ю.
  • Сапрыкин А.Н.
  • Филяшин М.К.
  • Ярошенко А.В.
  • Захаров Д.В.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2206625C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ 2001
  • Лисин В.С.
  • Скороходов В.Н.
  • Настич В.П.
  • Соколов А.А.
  • Синюц В.И.
  • Анисимов И.Н.
  • Аглямова Г.А.
  • Мамышев В.А.
  • Кукарцев В.М.
  • Мизин В.Г.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Хребин В.Н.
  • Балабанов Ю.М.
  • Захаров Д.В.
RU2185448C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2006
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Рябов Илья Рудольфович
  • Ботнев Константин Евгеньевич
RU2328534C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ 2012
  • Алексеев Леонид Вячеславович
  • Снегирев Владимир Юрьевич
  • Валиахметов Альфед Хабибуллаевич
  • Сарычев Борис Александрович
  • Масьянов Сергей Владимирович
  • Николаев Олег Анатольевич
RU2487171C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ 2006
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Обшаров Михаил Владимирович
  • Кузнецов Евгений Павлович
RU2333258C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ 2008
  • Дагман Алексей Игорьевич
  • Суханов Юрий Федорович
  • Хребин Валерий Николаевич
  • Емельянов Сергей Станиславович
RU2362812C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ 2005
  • Суханов Юрий Федорович
  • Хребин Валерий Николаевич
  • Дагман Алексей Игорьевич
  • Лебедев Владимир Ильич
RU2290447C2
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ 2007
  • Юрьев Алексей Борисович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
RU2350661C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 202 628 C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ

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 М11•(С21)•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 М22•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.

Формула изобретения RU 2 202 628 C2

1. Способ раскисления и легирования стали, включающий 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, отличающийся тем, что раскислители и легирующие материалы подают тремя порциями, при этом 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
М11•(С21)•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
М22•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.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего ферросплава используют ферросилиций с содержанием кремния в пределах 30-80 мас.%, остальное - железо. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего ферросплава используют силикокальций с содержанием кремния в пределах 40-70 мас.% и кальция в пределах 10-40 мас.%, остальное - железо. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащих ферросплавов используют силикокальций и ферросилиций с весовым соотношением 1:(1-10). 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве марганецсодержащего ферросплава используют ферромарганец с содержанием марганца в пределах 50-95 мас.%, остальное - железо. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве марганецсодержащих ферросплавов используют силикомарганец с содержанием кремния в пределах 10-25 мас.% и марганца в пределах 50-75 мас.%, остальное - железо. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10).

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2202628C2

ЯКУШЕВ А.М
Справочник конвертерщика
- Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990, с.276-285
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛА 1995
  • Москаленко В.А.
  • Мулько Г.Н.
  • Милюц В.Г.
  • Сенин В.Т.
  • Павлов В.В.
  • Востриков В.Г.
  • Куликов В.В.
  • Куликов В.Н.
  • Камышев Г.Н.
  • Арсланов В.Г.
  • Бочарников А.Ф.
  • Почалкин В.Н.
  • Скачков О.А.
  • Семенова О.А.
RU2086665C1
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ 1993
  • Попандопуло И.К.
  • Анохин А.М.
  • Степаненко Э.А.
  • Чигринов М.Г.
  • Паршин В.М.
  • Коротков Б.А.
RU2026366C1
RU 95104329 A1, 10.12.1996
Способ раскисления и легирования стали в ковше 1983
  • Кривко Евгений Михайлович
  • Компаниец Виталий Николаевич
  • Тарасенко Виталий Андреевич
  • Чуб Петр Иванович
  • Несвет Владимир Васильевич
  • Зубов Валентин Николаевич
  • Скипочка Анатолий Афанасьевич
  • Павлюченков Игорь Александрович
SU1154341A1
Способ раскисления рельсовой стали 1984
  • Паляничка Владимир Александрович
  • Нестеров Дмитрий Кузьмич
  • Гордиенко Михаил Силович
  • Волков Игорь Георгиевич
  • Фомин Николай Андреевич
  • Юдин Николай Сергеевич
  • Люборец Игорь Иванович
  • Ворожищев Владимир Иванович
  • Монастырский Владимир Яковлевич
  • Поляков Василий Васильевич
  • Кузнецов Алексей Федорович
SU1174482A1
Способ раскисления низкоуглеродистой спокойной стали 1984
  • Лебедев Евгений Николаевич
  • Литвинов Леонид Федорович
  • Рыжиков Анатолий Андреевич
  • Оробцев Юрий Викторович
  • Борнацкий Иван Иванович
  • Демидович Евгений Арсентьевич
  • Тольский Арсений Александрович
  • Азарова Любовь Васильевна
  • Ковалев Павел Иванович
SU1235926A1
Способ раскисления низкоуглеродистой стали 1985
  • Липухин Юрий Викторович
  • Молчанов Олег Евгеньевич
  • Жаворонков Юрий Иванович
  • Гавриленко Юрий Васильевич
  • Климов Леонид Петрович
  • Зинченко Сергей Дмитриевич
  • Кириленко Виктор Петрович
SU1298250A1
SU 1790611 A3, 23.01.1993
КОМПОЗИЦИЯ, ОБЛАДАЮЩАЯ СВОЙСТВОМ РЕПАРИРОВАТЬ МЕМБРАНЫ ГЕПАТОЦИТОВ 1993
  • Арчаков Александр Иванович
  • Иванов Алексей Сергеевич
  • Бачманова Галина Ивановна
  • Маркин Сергей Сергеевич
  • Ковалева Галина Геннадьевна
RU2043110C1
СИММЕТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 1991
  • Лапицкий В.М.
  • Яшин В.А.
  • Сливец Н.Ф.
  • Долинских С.И.
RU2020663C1
Видоизменение прибора для получения стереоскопических впечатлений от двух изображений различного масштаба 1919
  • Кауфман А.К.
SU54A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ 0
SU337238A1
Пожарный двухцилиндровый насос 0
  • Александров И.Я.
SU90A1

RU 2 202 628 C2

Авторы

Чернов П.П.

Кукарцев В.М.

Ларин Ю.И.

Захаров Д.В.

Филяшин М.К.

Хребин В.Н.

Суханов Ю.Ф.

Ярошенко А.В.

Нырков Н.И.

Дагман А.И.

Лебедев В.И.

Даты

2003-04-20Публикация

2001-06-28Подача