СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБНОЙ СТАЛИ Российский патент 2015 года по МПК C21C7/64 C21C7/72 

Описание патента на изобретение RU2564373C1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству сталей для магистральных трубопроводов.

К сталям для магистральных трубопроводов предъявляются требования по длительной эксплуатационной надежности, вследствие чего они должны обладать повышенной коррозионной стойкостью.

Неметаллические включения в стали служат центрами образования очагов коррозии. При недостаточно корректном выборе технологических параметров внепечной обработки сталь может загрязняться неметаллическими включениями, что отрицательно влияет на ее коррозионную стойкость.

Известен способ производства стали, включающий выплавку стали в электропечи, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, рафинирование в процессе выпуска и доводки стали на установке печь-ковш введением в расплав алюминия в виде двух порций силикомарганца, извести, плавикового шпата, при перемешивании расплава продувкой аргоном, последующее модифицирование присадкой в расплав модифицирующей смеси, состоящей из алюминия, феррованадия и силикокальция, взятых в соотношении (1,5-3,0):(27,0-34,5):(15-30,0) в количестве 2,9-4,5 кг/т стали, при этом введение в расплав одной порции алюминия, силикомарганца, извести и плавикового шпата осуществляют в виде рафинировочной смеси в соотношении (1,0-1,5):(15,0-22,5):(1,0-3,0) соответственно, в количестве 18-28 кг/т стали, продувку аргоном осуществляют с интенсивностью 0,05-0,35 м3/т мин. на каждый 1 кг/т смеси, другую порцию алюминия непрерывно вводят в расплав со скоростью, обеспечивающей поддержание концентрации алюминия в металле в пределах 0,010-0,030% до получения содержания серы в металле не более 0,005%, после чего осуществляют модифицирование [Патент RU 2101367, МПК С21С 7/076, 1998].

Недостаток этого способа - не оптимальный способ ввода раскислителей и рафинирующих смесей, с постоянным вводом алюминия, что может привести к образованию неметаллических включений, снижая качество трубной стали.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, включающий выплавку металла в электропечи, отсечку окислительного шлака, выпуск нераскисленного расплава в ковш, рафинирование в процессе выпуска и доводки стали на установке печь-ковш введением в расплав алюминия в количестве 0,7-1,5 кг/т при выпуске 5-10% плавки; смеси извести, плавикового шпата, глинозема и кокса в соотношении (20-30):(2-6):(2-6):(1-2). Смесь вводят в течение выпуска плавки под струю металла в количестве 8-15 кг/т с поддержанием отношения продолжительности подачи смеси к длительности выпуска плавки в пределах 0,9-1,0 при перемешивании расплава продувкой аргоном. Затем вводят силикомарганец в смеси с алюминием, феррованадием или феррониобием в соотношении (30-60):(1-1,5):(2-12) в количестве 9-20 кг/т. После чего производят обработку металла кальцием в количестве 0,8-1,2 кг/т. Изобретение позволяет повысить коррозионную стойкость и хладостойкость стали [Патент RU 2148659, МПК С21С 7/076, С21С 5/52, 2000].

Недостаток способа заключается в том, что при вводе материалов во время выпуска металла из сталеплавильного агрегата не учитывается содержание в нем углерода и серы, что может привести к недостаточной степени десульфурации металла и получению его с высоким содержанием неметаллических включений.

Технический результат изобретения - снижение содержания неметаллических включений в трубной стали и, как следствие, повышение ее коррозионной стойкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства трубной стали, включающем выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в сталь-ковш, внепечную обработку на установке печь-ковш, разливку стали, согласно изобретению выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин, при температуре металла не менее 1650°С, во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, а также производят обработку металла кальцийсодержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Выпуск металла из сталеплавильного агрегата в течение менее 4 мин приводит к попаданию шлака из сталеплавильного агрегата в сталькош и необходимости дополнительного расхода алюминия, что в свою очередь приводит к загрязнению стали неметаллическими включениями. Выпуск металла из сталеплавильного агрегата в течение более 8 мин приводит к снижению температуры металла в сталеразливочном ковше и последующей необходимости применения химического подогрева металла кислородом, что ведет к образованию большого количества неметаллических включений и увеличению расхода алюминия.

Выпуск металла из сталеплавильного агрегата при температуре не менее 1650°С необходим для обеспечения требуемой температуры металла перед разливкой. При температуре металла менее 1650°С возникает необходимость применения химического подогрева металла кислородом на УВС, что ведет к образованию большого количества неметаллических включений и увеличению расхода алюминия.

Во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%. Граничные значения по содержанию углерода на выпуске получены на основании экспериментальных данных. Присадка алюминия в меньшем количестве, при указанном содержании углерода, не обеспечивает необходимого уровня раскисленности металла для проведения эффективной десульфурации стали. Присадка алюминия в большем количестве, при указанном содержании углерода, не приводит к дальнейшему увеличению раскисленности металла и повышению степени десульфурации стали.

Во время выпуска присаживают известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%. Граница содержания серы в чугуне 0,025% и расходы извести определены на основании экспериментальных данных. Присадка извести в меньшем количестве, при указанном содержании серы в чугуне, не обеспечивает необходимого уровня десульфурации стали. Присадка извести в большем количестве, при указанном содержании серы в чугуне, не приводит к дальнейшему повышению степени десульфурации стали.

Во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин. Обработка металла аргоном менее 50 мин не позволяет провести эффективное перемешивание расплава, удаление серы и неметаллических включений.

Ввод в глубину расплава кальцийсодержащего реагента (0,05-0,5 кг кальция на тонну стали) обеспечивает эффективное модифицирование неметаллических включений на основе оксида алюминия. Ввод большего, либо меньшего количества кальцийсодержащего реагента не позволяет модифицировать неметаллические включения, перевести их в жидкое состояние и эффективно удалить из металла.

Пример реализации способа.

Предложенный способ производства стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе. После выплавки, металл выпускали в сталь-ковш, осуществляли внепечную обработку на установке печь-ковш и разливку стали.

Условия проведения экспериментов приведены в таблице 1. Примеры 1-3 с соблюдением предложенных технических параметров, примеры 4-6 с не соблюдением некоторых параметров.

Результаты экспериментов представлены в таблице 2. Из представленных результатов видно, что при выполнении всех предложенных технических решений (примеры 1-3) удается достичь достаточно низкий уровень неметаллических включений в стали (не более 1,1 балла по среднему). При не выполнении предложенных технических решений (пример 4-6), уровень загрязненности неметаллическими включениями составляет 2,5 баллов по среднему.

Таким образом, предложенный способ производства трубной стали позволяет снизить загрязненность стали неметаллическими включениями и тем самым повысить ее коррозионную стойкость.

Похожие патенты RU2564373C1

название год авторы номер документа
Способ производства низкокремнистой стали 2023
  • Шеховцов Евгений Валентинович
  • Ремиго Сергей Александрович
  • Кромм Владимир Викторович
  • Корогодский Алексей Юрьевич
  • Ковязин Игорь Владимирович
  • Ткачев Андрей Сергеевич
RU2818526C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОСОБОНИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 2018
  • Никонов Сергей Викторович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Краснов Алексей Владимирович
  • Швецов Алексей Александрович
  • Бикин Константин Борисович
  • Зубов Антон Валерьевич
RU2681961C1
Способ производства стали с регламентированным пределом по содержанию серы 2023
  • Шеховцов Евгений Валентинович
  • Ремиго Сергей Александрович
  • Кромм Владимир Викторович
  • Ковязин Игорь Владимирович
  • Егоров Владимир Анатольевич
  • Ткачев Андрей Сергеевич
RU2816888C1
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 2010
  • Захаров Игорь Михайлович
  • Николаев Олег Анатольевич
  • Алексеев Леонид Вячеславович
  • Снегирев Владимир Юрьевич
  • Валиахметов Альфед Хабибуллаевич
  • Сарычев Борис Александрович
RU2440421C1
Способ производства трубной стали 2016
  • Бурмасов Сергей Петрович
  • Дресвянкина Людмила Евгеньевна
  • Житлухин Евгений Геннадьевич
  • Мелинг Вячеслав Владимирович
  • Мурзин Александр Владимирович
  • Пархоменко Иван Павлович
  • Пятков Владимир Леонидович
  • Топоров Владимир Александрович
RU2640108C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОКРЕМНИСТОЙ СТАЛИ 2013
  • Никонов Сергей Викторович
  • Жиронкин Михаил Валерьевич
  • Козлов Алексей Евгеньевич
  • Краснов Алексей Владимирович
  • Петенков Илья Геннадьевич
  • Салиханов Павел Алексеевич
RU2533263C1
Способ производства электросварной трубы из низкоуглеродистой стали, стойкой против водородного растрескивания (варианты) 2020
  • Мурсенков Евгений Сергеевич
  • Кудашов Дмитрий Викторович
  • Эфрон Леонид Иосифович
  • Сомов Сергей Александрович
  • Ярмухаметов Марат Рафхатович
  • Лозовский Александр Владимирович
RU2747083C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ 2013
  • Мишнев Петр Александрович
  • Никонов Сергей Викторович
  • Жиронкин Михаил Валерьевич
  • Мезин Филипп Иосифович
  • Сухарев Роман Владимирович
  • Краснов Алексей Владимирович
  • Шерстнев Владимир Александрович
  • Лаушкин Олег Александрович
  • Зайцев Александр Иванович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Хорошилов Андрей Дмитриевич
  • Алалыкин Никита Владимирович
RU2533071C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 2006
  • Павлов Владимир Викторович
  • Хабибулин Дим Маратович
RU2304622C1
Способ внепечной обработки стали 2015
  • Трутнев Николай Владимирович
  • Божесков Алексей Николаевич
  • Неклюдов Илья Васильевич
  • Морозов Вадим Валерьевич
  • Анисимов Евгений Борисович
RU2607877C2

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБНОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству трубных сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин при температуре металла не мене 1650°С, во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, и известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, а во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, и производят обработку металла кальций содержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений в трубной стали и повысить ее коррозионную стойкость. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 564 373 C1

Способ производства трубной стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в сталь-ковш, внепечную обработку на установке печь-ковш и разливку стали, отличающийся тем, что выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин при температуре металла не менее 1650°C, при этом во время выпуска осуществляют присадку алюминия в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, и извести в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, а во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, и производят обработку металла кальцийсодержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2564373C1

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБНОЙ СТАЛИ 1998
  • Кузнецов В.Ю.
  • Неклюдов И.В.
  • Чикалов С.Г.
  • Тазетдинов В.И.
  • Садыков В.В.
  • Сафронов А.А.
  • Тетюева Т.В.
  • Карпов Н.А.
  • Супонин А.Г.
  • Анищенко В.В.
RU2148659C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБНОЙ СТАЛИ 1995
  • Зимовец В.Г.
  • Кузнецов В.Ю.
  • Неклюдов И.В.
  • Чикалов С.Г.
  • Харламов А.Я.
  • Сафронов А.А.
  • Супонин А.Г.
  • Беляков Н.А.
  • Анишенко В.В.
RU2101367C1
МЕХАНИЗМ НАВЕСКИ ТРАКТОРА 2013
  • Посметьев Валерий Иванович
  • Латышева Маргарита Александровна
  • Зеликов Владимир Анатольевич
  • Рыбалкин Андрей Сергеевич
RU2542761C1
US 4586956 A, 06.05.1986

RU 2 564 373 C1

Авторы

Мишнев Петр Александрович

Никонов Сергей Викторович

Жиронкин Михаил Валерьевич

Краснов Алексей Владимирович

Петенков Илья Геннадьевич

Митрофанов Артем Викторович

Белуничева Екатерина Борисовна

Даты

2015-09-27Публикация

2014-07-10Подача