Способ выплавки средне-и высокоуглеродистых низколегированных сталей Советский патент 1984 года по МПК C21C5/52 

со OQ:

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам вьтлавки средне- и высокоуглеродистых низколегированных, сталей, и -может быть использовано при выплавке стали в мартеновских и двухванных печах, конвертерах и дуговых электросталеплавильных печах.

Известен способ выплавки среднеи высокоуглеродистых сталей, включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, обработку металла углеродсодержащими мате-г риалами и ввод в науглероженный металл ферросплавов в сталеразливочном ковше 11.

Однако этот способ не обеспечивает возможность обработки углеродсодержащими материалами определенной, части металла и превращение ее перед вводом ферросплавов в высокоуглеродистый значительно перегретый над точкой плавления расплав, ;.обладающий повышенной растворяющей способностью по отношению к легирукадим элементам, так как науглероживают металл в сталеплавильном агрегате.

Кроме того, для способа характерны также низкая усвояемость металлом углерода добавок, возможность значительной рефосфорации, повышенный угар легкоокислякхцихся элементов-раскислителей при выплавке.среднеуглеродистОй стали и относительно низкая скорость плавления и растворения ферросплавов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ выплавки средне- и высокоуглеродистых низколегированных сталей, включающий обезуглероживание металла до содержания углерода ниже его марочного содержания в тотовой стали, выпуск металла и ввод в него углеродсодержащих материалов ферромарганца и легируклдих ферросплавов из расчета получения лигатурного сплава требуемого химического состава после.частичного наполнения ковша.

Вторичное науглероживание металл осуществляют из расчета получения в нем 0,2-0,6% углерода после наполнения 0,2-0,5 ковша, прерывают выпуск металла, пос.ледовательно вводят ферромарганец, углеродсодержа щие материалы и ферросплавы в по рядке убывани я температур их плавления из расчета получения отношения содержания углерода в металле к содержанию углерода в готовой стали в пределах 2-4 и выпускают остдл ной металл в ковш t2.

Недостаток известного способа заключается в том, что его технически сложно осуществить при выплавке стали в стационарных агрегатах, в частности в мартеновских и двух ванных печах, что обусловлено необходимостью временного прекращения выпуска плавки из агрегата. Этот Недостаток ограничивает область применения известного Способа выплав0 ки стали.

Вторичное науглероживание металла осуществляют в момент перерыва в выпуске плавки, что усложняет способ, так как этот технологический

5 прием связан с 1|е об ходимостью ввода порошкообразных углеродсодержащих материалов в струю газа-носителя.

Кроме того,вйод ферромарганца, вторичное науглероживание, окончательное раскисление и легирование металла только после наполнения 0,2-0,5 объема ковша при отсутствии турбулентного массообмена и после прекращения выпуска металла значительно увеличивает продолжительность периода раскисления и легирования и снижает производительность сталеплавильного, агрегата.

Целью изобретения- является упрощение способа, расширение области его применения и увеличение производительности агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу вьтлавки средне- и высокоуглеродистых низколегирбванных сталей, включакмдему обезугд ероживание металла до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, выпуск металла и ввод в него углеродсодержащих материалов, ферромарганца и легирующих ферросплавов из расчета получения лигатурного сплава требуемого химического состава после частичного наполнения ковша, выпуск

металла производят непрерывно с различной интенсивностью, которая до наполнения 0,5-0,8 объема ковша в 1,5-5 раз меныле интенсивности выпуска остального металла, а ввод

углеродсодержащих материалов и ферромар анца производят одновременно от начала выпуска до наполнения 0,25-0,4 объема ковша, затем осуществляют ввод легирующих ферросплаВОВ, заканчивая его при наполнении металлом 0,5-0,8 объема ковша.

Предлагаемое изобретение обеспечивает получение высокоуглеродистого лигатурного, сплава требуемого химического состава непосредственно после наполнения металлом 0,5-0,8 объема ковша, что в целом уменьшает общую продолжительность выпуска плавки и увеличивает производительность сталеплавильного агрегата. 3 Это достигается за счет использования одновременного ввода углеродсодержащйх материалов и ферромар ганца в металл, от начала выпуска плавки до наполнения 0,25-0,4 объема ковша, начала ввода остальных ферросплавов после наполнения металлом 0,25-0-,4 -объема ковша и OKOH чания соответственно при наполнении 0,5-0,8 объема коввт, а также выпуска первой части плавки (0,5-0 объема KOBCia) с интенсивностью, которая в 1,5-5 раз меньше интенсивности выпуска остального металла. Непрерывнос.ть вьшуска плавкиобеспечивает возможность достаточно эффективного науглероживания металла без использования газа-носителя за счет турбулентного массообмена, что значительно .упрощает способ . Меньшая в 1,5-5 раз интенсивнос выпуска металла в период наполнени 0,5-0,8 рбъема ковша по сравнению с ин.тенсивностью вьшуска остального (0,5-0,2 объема ковша) металла обес печивает переход всех вводимьрс в ковш ферросплавов в жидкое- состояни к моменту наполнения 0,5-0,8 объема ковша за счет увеличения продолжительности их пребывания в хсидком высокоуглеродистом расплаве и получение лигатурного сплава требуемого химического состава. При выпуске металла в ковши небольшой емкости (5-20 т) интенсивность выпуска металла в начальньой . период уменьшают в 5 раз при выпуске металла в ковши большой емкости (300 т и более) - в 1,5 раза. Отношение интенсивности выпуска металла, равное 1,5-5, является оп мальным. При отношении менее 1,5 не успевает своевременно завершиться процесс плавления и растворения тугоплавких легирующих добавок. При отноиении более 5 чрезмерно затягивается продолжительность выпу ка плавки с вытекающими отсюда нежелательньми последствиями. Одновременный ввод углеродсодержащих материалов и ферромарганца от начала вьшуска плавки до наполне ния металлом 0,25-0,4 объема ковша решает следующие технологические задачи. Науглероживание металла предшествует расплавлению-ферромарганца и растворению марганца в жид ком железе, что уменьшает угар марганца, а переходящий в металл марга нец увеличивает скорость науглеро хшвания, что особенно вахсно в на- чале ввода этих, добавок при низком содержании углерода в металле. Одно временно протекающие в дальнейшем процессы науглероживания металла и легирования его марганцем обеспе93чивают получение высокоуглеродистой железомарганцевой. лигатуры к моменту наполнения 0,25-0,4 объема ковша, т.е. к началу ввода в металл более тугоплавких легирующих добавок. При выпуске металла в ковши небольшой емкости ввод углеродсодержащих материалов и ферромарганца заканчивают к моменту наполнения металлом 0,4 объема ковша, при выпуске металла в ковши большой емкости - 0,25 объема ковша. Общая продолжительность выпуска плавки в зависимости от ёмкости сталеплавильного агрегата обычно находится в пределах 4-20 мин. Ковши небольшой емко.сти наполняются металлом на 0,4 своего объема за 8 мин,, ковши большой емкости наполняются металлом на 0,25 своего объема за 7,5 мин. Этого времени достаточно для того, чтобы ферромарганец, введенный в высокоуглеррдистый расплав, в условиях- интенсивного перемешивания перешел в хсидкое состояние и усвоился расплавом. Окончание ввода углеродсодержащих материалов и ферромарганца при наполнении KOBLja металлом более чем на 0,4 его объема уменьшает продолжительность периода.ввода остальных, в том числе тугоплавких ферросплавов, и приводит к химической неоднородности стали. Окончание ввода углеродсодержащих материалов и ферромарганца при наполнении ковша металлом менее чем на 0,25 его объема не обеспечивает полное расплавление ферромарганца к началу ввода тугоплавких легирукяцих добавок. Ввод легирующих ферросплавов начинают непосредственно после окончания ввода в металл углеродсодержацих материалов и ферромарганца и заканчивают после наполнения металлом ковша на 0,5-0,8 его объема. Первое значение коэффициента наполнения относится к ковшам большой, второе - к ковшам малой емкостеЛ. Окончание ввода легирующих ферросплавов к моменту наполнения металлом 0,5-0,8 объема ковша со скоростью, которая в 1,5-5 раэ меньше скорости наполнения ковша в последующий период выпуска, обеспечивает получение высокоуглеродистого лигатурного сплава требуемого, химического состава. Последукнций, более интенсивный в 1,5-5 раз, выпуск металла обеспечивает за счет перемешивания получение химически однородной сталей. Окончание ввода легирующих ферросплавов при наполнении ковша более чем на 0,8 его объема уменьшает пе-. ремешивающее действие струи металла, истекающей из сталевыпускного отверстия, и обусловливает химическую н«аоднородность стали. При выплавке стали в стационарны сталеплавильных агрегатах интенсивность выпуска металла изменяют, например путем установки в вьтускном желобе огнеупорного дозатора, состыкованного с выпускным отверсти ем и имеющего меньшее выходное сечение. Посла выпуска из печи 0,5-0,8 плавки разрушают дозатор и переходят на режим более интенсивного выпуска металла. . Этот прием не исключает другие возможные способы регулирования скорости истечения металла из стале плавильного агрегата, например, с помощью стопора со стороны рабочего пространства печи. Пример 1. В 10-тонной осно ной мартеновской печи производят Выплавку среднеуглеродистой констру ционной низко5пегирочанной стали 50Х содержаще-й 0,47-0,55% С; 0,50-0,80% МП; 0,17-0,37% Si ; 0,8-1,1% Сг; не более 0 030%3 , не более 0,03ё% Р. . :Обезуглероживание металла производят до 0,1% С, что дает возможность получать в металле низкое содержание фосфора. При температуре металла начинают выпуск плав ки с интенсивностью 0,5 т/мин. Одно временно с началом выпуска вводят в Ковш 24 кг электродного боя и -107 кг 75%-ного ферромарганца Со скоростью подачи соответственно 3 и 134 кг/мин. Ввод электродного боя и ферромарганца заканчивают пос ле наполнения металлом 0,4 ковша (4т) и получают высокоуглеродистую железомарганцевую лигатуру, содержащую 0,9% С и 1,9% Мпс Не изменяя .интенсивность выпуска металла, приступают к последовательному вводу в ковш углеродистого феррохрома (170 кг) и 45%-ного ферросилиция (82 кг), заканчивая их ввод после наполнения металлом 0,8 объема ковйа (8 т). Получают лигатурный сплав, содержащий 0,6% ,Cf 0,95% Мп; 0,4%Si-j 1,2.% Сг. Увеличивают интенсивность выпуска метаЛГла до 2,5 т/мйн путем разрушения ВЫПУСКНОГО огнеупорного дозатора. Окончательное раскисление стали производят алнминнем, вводимым на штанге в количестве 0,4 кгУт Пример 2 . В 300-тонном кислородном конвертере производят выплавку кремнемарганцевой стали 35ГС, содержащей 0,30-0,37% С; 0,81,2% Мп; 0,6-0,9% Si ; не более 0,4%5 , не более 0,045% Р. Обезуглероживание металла произ,водят до 0,1% С. При температуре металла 1650°С начинают выпуск плавки с интенсивностью 10 т/мин. Одновременно с началом выпуска вводят в ковш 360 кг электродного боя и 4 т 75%-ного ферромарганца со скоростью подачи соответственно 24 и 267 кг/мин. Ввод электродного боя и ферромарганца заканчивают после наполнения металлом 0,25 объема ковша (75 т) и получают железомарганцевую лигатуру, содержащую 0,85% С и 3% Мп. Не изменяя интенсивности выпуска металла приступают к вводу в ковш 75%-ного ферросилиция (3,2 т), заканчивая его ввод после наполнения металлом 0/5 объема ковша (150 т). Получают лигатурный сплав, содержащий 0,52% С; 2% Мп и 1,6% Si . Увеличивают интенсивность выпуска до 15 т/мин., Окончательное раскисление стали производят алюминием в коли честве 0,3 кг/т. Экономичес|кий эффект при годовом объеме производства 150 тыс. стали 35ГС, составит 160,5 тыс. руб.

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СРЕДНЕИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ, включающий Обезуглероживание металла до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, выпуск металла и ввод .в него углеродсодержащшс материалов, ферромарганца и легирующих ферросплавов из расчета получения лигатурного сплава Требуемого химического состава после частичного наполнения ковша, отличаю щ и и с я тем, что, с целью уп1)ощения способа, расщирения области его применения и увеличения производительности агрегата, выпуск металла производят непрерывно с различной интенсивностью, которая до наполнения 0,5-0,8 объема ковша в 1,5-5 раз меньше интенсивности выпуска остального металла, а ввод углеродсодержащих материалов и ферромарганца производят, одновременно от начала выпуска до наполнения 0,25-0,4 объема ковша, затем- осуществляют ввод легирующих ферросплавов, заканчивая его при наполнении металлом 0,5 - 0,8 объема ковша.. ««р О о