СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК C21C7/00 C21C7/06 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к внепечной обработке выплавленной стали в ковше при помощи раскислителей.

Наиболее близким по технической сущности является способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя, легирующих и шлакообразующих материалов. В качестве раскислителя используют карбид кремния с фракцией 0,1-10 мм, содержащий 80-90 мас.% чистого карбида кремния, 2-5 мас.% свободного углерода, остальное примеси. Раскислитель подают в процессе выпуска с расходом 1-5 кг/т стали по зависимости:

Q₁=K₁·(C₂-C₁)/(Si₂-Si₁)

После выпуска дополнительно подают в сталь раскислитель в пределах 0,2-0,4 кг/т стали и алюминий с расходом в пределах 0,1-1,5 кг/т стали, при этом раскислитель подают по зависимости:

Q₂=K₂·(C₂-C₁)/(Si₂-Si₁),

где Q₁ - расход раскислителя в процессе выпуска стали кг/т;

Q₂ - расход раскислителя после выпуска стали, кг/т;

C₁ и C₂ - содержание углерода в стали в начале выпуска и необходимое содержание углерода в готовой стали, мас.%;

Si₁ и Si₂ - содержание кремния в расплаве в начале выпуска и необходимое содержание кремния в готовой стали, мас.%;

K₁ и K₂ - эмпирические коэффициенты, характеризующие физико-химические закономерности раскисления стали, равные 1,6-10,0 и 0,33-8,0 соответственно, кг/т.

Затем легируют сталь алюминием в виде катанки с расходом в пределах 0,3-0,7 кг/т стали и продувают аргоном в течение 1 -15 мин с расходом 0,5-2,0 л/мин на 1 т стали.

(См. патент RU №2219249 C1, C21C 7/00, 7/06, 20.12.2003).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения получения концентрации растворенного в стали кислорода ниже его равновесных концентраций с кремнием и близким к равновесным концентрациям с алюминием. Вследствие этого не обеспечивается необходимое снижение неметаллических включений при введении в металл кремния и алюминия и балла неметаллических включений в литой стали вследствие окисления указанных элементов, а также не обеспечивается необходимое снижение насыщения обработанной стали азотом и водородом.

Технический результат, решаемый предлагаемым способом при его использовании, заключается в снижении насыщения обработанной стали газами и в уменьшении содержания в ней неметаллических включений.

Поставленный технический результат решается в трех вариантах в зависимости от технологических возможностей и потребностей производства обрабатываемой стали.

Вариант 1. Способ внепечной обработки стали в ковше включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш раскислителя в процессе выпуска стали.

В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

Q=K_Q·A·B,

где Q - расход карбида кальция в процессе выпуска, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_Q - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

Снижение содержания величины объемного процента содержания в стали неметаллических включений будет происходить вследствие быстрого удаления образовавшихся неметаллических включений. Раскисление стали одним карбидом кальция позволяет получить концентрацию растворенного кислорода в стали ниже его равновесных концентраций с кремнием и близких к равновесным концентрациям с алюминием.

Диапазон значений концентрации кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата в пределах 0,035-0,08 мас.% объясняется физико-химическими закономерностями процесса раскисления стали. При меньших значениях будет происходить науглероживание стали сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить вскипание стали в ковше, что приведет к выбросам металла из ковша.

Диапазон значений эмпирического коэффициента K_Q в пределах 10,7-28,2 кг/т.% объясняется физико-химическими закономерностями раскисления стали карбидом кальция. При меньших и больших значениях расходы карбида кальция будут соответственно меньше и больше необходимых по технологии пределов в процессе обработки стали.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

Вариант 2. Способ внепечной обработки стали в ковше включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом.

В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

M=K_M·A·B,

где M - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_M - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После выпуска стали в ковш в качестве шлакообразующих материалов подают рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали, затем в ковш повторно подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

N=K_N·A·(C+D),

где N - расход карбида кальция, кг/т стали;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_N - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

После подачи повторно карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5,0 мин.

В качестве рафинировочного шлака возможно использование:

- смеси извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1;

- смеси извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5;

- смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Диапазоны значений концентрации кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата в пределах 0,035-0,08 мас.% и после выпуска в пределах 0,01-0,06 мас.% объясняются физико-химическими закономерностями процесса раскисления стали. При меньших значениях будет происходить науглероживание стали сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить вскипание стали в ковше, что приведет к выбросам стали из ковша.

Диапазоны значений эмпирических коэффициентов K_M в пределах 10,7-28,2 кг/т.% и K_N в пределах 0,18-0,28 кг/т.% объясняются физико-химическими закономерностями раскисления стали карбидом кальция. При меньших и больших значениях расходы карбида кальция будут соответственно меньше и больше необходимых по технологии пределов в процессе обработки стали.

Диапазон значений расходов рафинировочного шлака в пределах 13-26 кг/т стали объясняется физико-химическими закономерностями процесса рафинирования обрабатываемой стали. При меньших значениях будет снижаться степень десульфурации обрабатываемой стали. При больших значениях будет происходить перерасход шлаковой смеси и снижение стойкости шлакового пояса футеровки ковша.

Диапазоны значений расходов нейтрального газа аргона в пределах 0,5-5,0 л/мин·т и времени продувки стали в ковше не менее 5 мин объясняются физико-химическими закономерностями удаления из стали неметаллических включений, ее перемешивания и усреднения по температуре и химическому составу. При меньших значениях не будут создаваться условия для полного всплывания неметаллических включений из стали в ковше. При больших значениях будет происходить переохлаждение стали в ковше и перерасход нейтрального газа.

Вариант 3. Способ внепечной обработки стали в ковше включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом.

В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

L=K_L/A·B,

где L - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_L - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат «печь-ковш», где нагревают до необходимой температуры для обрабатываемой марки стали. Далее в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

R=K_R·A·(C+D),

где R - расход карбида кальция после наведения в ковше рафинировочного шлака, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_R - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

После повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 литр/мин·т в течение не менее 5 мин.

В качестве рафинировочного шлака возможно использование:

- смеси извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1;

- смеси извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5;

- смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Снижение содержания величины объемного процента содержания в стали неметаллических включений будет происходить вследствие быстрого всплытия в процессе выпуска стали и за счет диффузионного раскисления стали на установке «печь-ковш».

Раскисление стали одним карбидом кальция позволяет получить концентрацию растворенного кислорода в стали ниже его равновесных концентраций с кремнием и близких к равновесным концентрациям с алюминием.

Диапазоны значений концентрации кислорода перед выпуском из сталеплавильного агрегата в пределах 0,035-0,08 мас.% и после выпуска в пределах 0,01-0,06 мас.% объясняется физико-химическими закономерностями процесса окисления и раскисления стали. При меньших значениях будет происходить науглероживание стали сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить вскипание металла в ковше, что приведет к выбросам металла из ковша.

Диапазоны значений эмпирических коэффициентов K_L в пределах 10,7-28,2 кг/т.% и K_R в пределах 0,18-0,28 кг/т.% объясняются физико-химическими закономерностями раскисления стали карбидом кальция. При меньших и больших значениях расходы карбида кальция будут соответственно меньше и больше необходимых по технологии пределов в процессе обработки стали.

Диапазон значений расходов рафинировочного шлака в пределах 13-26 кг/т стали объясняется физико-химическими закономерностями процесса рафинирования обрабатываемой стали. При меньших значениях будет снижаться степень десульфурации обрабатываемой стали. При больших значениях будет происходить перерасход шлаковой смеси и снижение стойкости шлакового пояса футеровки ковша.

Диапазоны значений расхода нейтрального газа аргона в пределах 0,5-5,0 л/мин·т и времени продувки в течение не менее 5 мин объясняются физико-химическими закономерностями удаления из стали неметаллических включений и ее усреднения по температуре и химическому составу. При меньших значениях не будут создаваться условия для полного всплывания неметаллических включений из стали в ковше. При больших значениях будет происходить переохлаждение стали и перерасход нейтрального газа.

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 способа внепечной обработки стали в ковше.

В ПЕРВОМ ВАРИАНТЕ в электродуговой печи выплавляют сталь с различным химическим составом. Сталь выпускают из печи в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с температурой в пределах на 30-60°С выше температуры разливки для данного химического состава выпускаемой стали. В процессе выпуска стали или после выпуска в зависимости от технологических возможностей и потребностей в ковш подают раскислитель. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

Q=K_Q·A·B,

где Q - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_Q - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

Карбид кальция подают в ковш в металлических барабанах весом по 25 кг.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

В таблице 1 приведены примеры осуществления заявляемого способа по первому варианту с различными технологическими параметрами.

ТАБЛИЦА 1 ПАРАМЕТРЫ ПРИМЕРЫ 1 2 3 4 5 1. Емкость ковша, т 10 10 125 250 250 2. Величина B, кг/т.% 0,020 0,035 0,06 0,08 0,15 3. Величина K_Q, кг/т 8,0 10,7 21,3 28,2 30,1 4. Содержание углерода в стали перед выпуском в ковш, мас.% 0,80 0,30 0,15 0,05 0,01 5. Содержание углерода в стали после обработки в ковше, мас.% 0,85 0,30 0,15 0,05 0,04 6. Приращение содержания азота в стали после обработки в ковше, мас.% 0,003 0,001 0,001 0,001 0,0012 7. Приращение содержания водорода в стали после обработки в ковше, мас.% 2,0 1,0 1,0 1,0 1,5 8. Объемный процент неметаллических включении в литой стали, об.% 0,001 0,0007 0,0007 0,0007 0,002

В первом и пятом примерах вследствие отступления технологических параметров от необходимых по технологии значений не обеспечивается нужное содержание углерода в обрабатываемой стали, повышается насыщение стали газами, а также содержание неметаллических включений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений технологических параметров достигается нужное содержание в обработанной стали углерода, газов и неметаллических включений.

ВО ВТОРОМ ВАРИАНТЕ в электродуговой печи выплавляют сталь с различным химическим составом. Сталь выпускают из печи в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с температурой на 30-60°С выше температуры разливки для данного химического состава выпускаемой стали. В процессе выпуска в ковш подают раскислитель. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т по зависимости

M=K_M·A·B,

где M - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_M - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После выпуска стали в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом в пределах 13-26 кг/т стали. Затем повторно в ковш подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

N=K_N·A·(C+D),

где N - расход карбида кальция после выпуска стали в ковш, кг/т;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_N - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

В качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1. В другом случае в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, например боксита, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5. Возможно использование смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Карбид кальция подают в ковш в металлических барабанах с развесом по 15-25 кг. После подачи в ковш повторной порции карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин·т в течение не менее 5 мин.

В таблице 2 приведены примеры осуществления способа по второму варианту с различными технологическими параметрами.

ТАБЛИЦА 2 Параметры Примеры 1 2 3 4 5 1. Емкость ковша, т 10 10 125 250 250 2. Величина B, мас.% 0,020 0,035 0,06 0,08 0,15 3. Величина K_M, кг/т.% 8,0 10,7 21,3 28,2 30,1 4. Величина M, кг/т 0,21 0,50 1,7 3,0 6,0 5. Расход рафинировочного шлака, кг/т стали 10,0 13,0 19,5 26,0 30,0 6. Величина C, мас.% 0,005 0,01 0,045 0,06 0,10 7. Величина D, мас.% 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 8. Величина K_N, кг/т.% 0,056 0,18 0,25 0,28 0,62 9. Величина N, кг/т 0,15 1,0 2,0 3,0 6,4 10. Расход аргона, л/мин·т 0,4 0,5 3,5 5,0 6,0 11. Время продувки стали аргоном, мин 30 40 65 90 100 12. Содержание углерода в стали перед выпуском в ковш, мас.% 0,80 0,30 0,15 0,05 0,01 13. Содержание углерода в стали после обработки в ковше, мас.% 0,85 0,30 0,15 0,05 0,04 14. Приращение содержания азота в стали после обработки в ковше, мас.% 0,002 0,0005 0,0005 0,0005 0,0008 15. Приращение содержания водорода в стали после обработки в ковше, мас.% 1,5 0,5 0,5 0,5 0,7 16. Объемный процент неметаллических включений в литой стали 0,0007 0,00049 0,0005 0,00051 0,0015

В первом и пятом примерах вследствие отступления технологических параметров от необходимых по технологии значений не обеспечивается нужное содержание углерода в обработанной стали, повышается насыщение стали газами, а также содержание неметаллических включений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений технологических параметров достигается нужное содержание в обработанной стали углерода, газов и неметаллических включений.

В ТРЕТЬЕМ ВАРИАНТЕ в электродуговой печи выплавляют сталь с различным химическим составом. Сталь выпускают из печи в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с температурой в пределах на 30-60°С выше температуры разливки для данного состава выплавляемой стали. В процессе выпуска стали в ковш подают раскислитель и шлакообразующие материалы. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

L=K_L·A·B,

где, L - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

А - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

В - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_L - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат «печь-ковш», где нагревают до необходимой температуры для обрабатываемой марки стали. Далее в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

R=K_R·A·(C+D),

где R - расход карбида кальция после наведения в ковше рафинировочного шлака, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_R - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

После повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 литр/мин·т в течение не менее 5 мин.

В качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1. В другом случае в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, например боксита, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5. Возможно использование смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

В таблице 3 приведены примеры осуществления способа по третьему варианту с различными технологическими параметрами.

ТАБЛИЦА 3 ПАРАМЕТРЫ ПРИМЕРЫ 1 2 3 4 5 1. Емкость ковша, т 10 10 125 250 250 2. Величина B, мас.% 0,020 0,035 0,06 0,08 0,15 3. Величина K_L, кг/т.% 8,0 10,7 21,3 28,2 30,1 4. Величина L, кг/т 0,21 0,5 1,7 3,0 6,0 5. Расход рафинировочного шлака, кг/т стали 10,0 13,0 19,5 26,0 30,0 6. Величина C, мас.% 0,005 0,01 0,045 0,06 0,10 7. Величина D, мас.% 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 8. Величина K_R, кг/т.% 0,056 0,18 0,25 0,28 0,62 9. Величина R, кг/т 0,15 1,0 2,0 3,0 6,4 10. Расход аргона, л/мин·т 0,4 0,5 3,5 5,0 6,0 11. Содержание углерода в стали перед выпуском в ковш, мас.% 0,80 0,30 0,15 0,05 0,01 12. Содержание углерода в стали после обработки в ковше, мас.% 0,85 0,30 0.15 0,05 0,04 13. Приращение содержания азота в стали после обработки в ковше, мас.% 0,002 0,0005 0,0005 0,0005 0,0008 14. Приращение содержания водорода в стали после обработки в ковше, мас.% 1,5 0,5 0,5 0,5 0,7 15. Объемный процент неметаллических включений в литой стали 0,0007 0,00049 0,00050 0,00051 0,0015

В первом и пятом примерах вследствие отступления технологических параметров от необходимых по технологии значений не обеспечивается нужное содержание углерода в обработанной стали, повышается насыщение стали газами, а также содержание неметаллических включений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений технологических параметров достигается нужное содержание в обработанной стали углерода, газов и неметаллических включений.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке стали в ковше. Способ включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу раскислителя или шлакообразующих материалов в ковш в процессе выпуска стали. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым в зависимости от удельного расхода карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш и концентрации кислорода в стали перед выпуском ее по определенной зависимости. В одном из вариантов способа после подачи в сталь в процессе ее выпуска карбида кальция и выпуска стали в ковш в него подают рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали, затем в ковш повторно подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали. После повторной подачи карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5,0 минут. В другом варианте после подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат “печь-ковш”, нагревают в нем, наводят в ковше рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция. После повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5 минут. Использование изобретения обеспечивает снижение насыщения обработанной стали газами и уменьшение содержания в ней неметаллических включений. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:
Q=K_Q·A·B,
где Q - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;
A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;
B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08, мас.%;
K_Q - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2, кг/т.%.

2. Способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:
М=K_M·A·B,
где M - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;
A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;
B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08, мас.%;
К_м - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2, кг/т.%;
после выпуска стали в ковш в качестве шлакообразующих материалов подают рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали, затем в ковш повторно подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:
N=K_N·A·(C+D),
где N - расход карбида кальция, кг/т стали;
C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06, мас.%;
D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8, мас.%;
K_N - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28, кг/т.%;
после повторной подачи карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5,0 мин.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

6. Способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:
L=K_L·A·B,
где L - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;
A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;
B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равный 0,035-0,08, мас.%;
K_L - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2, кг/т.%;
после подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат «печь-ковш», где нагревают до необходимой температуры для обрабатываемой марки стали, в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:
R=K_R·A·(C+D),
где R - расход карбида кальция после наведения в ковше рафинировочного шлака, кг/т стали;
A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;
C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06, мас.%;
D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8, мас.%;
K_R - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28, кг/т.%;
после повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5 мин.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).