Способ раскисления и легирования стали в ковше Советский патент 1985 года по МПК C21C7/06 

1 Изобретение относится к гии черных металлов, а более конкр но к раскислению и легированию стал в ковше. Известен способ раскисления и ле гирования стали в ковше, предусматр вающий равномерный ввод соответствуюгцих добавок в ковш по мере напол нения его металлом с прекращением р кисления (легирования) не позже чем за 2-3 мин до появления печного нша ка 1. При таком способе достигается некоторое очищение металла от неметаллических включений, усредняется состав стали по всему объему, умень шается количество растворенных газо в стали. Предотвращение контакта раскисли телей и легирующих с печным шлаком способствует уменьшению угара ферросплавов. Такой регламент ввода раскислителей и легирующих приводит к наличию значительного градиента температур металла по высоте ковша в период его заполнения и по ходу разливки 2J . Чрезмерное локальное повьш1ение температуры металла в начале .выпуск тлеющее место при развитии экзотермической реакции окисления алюминия приводит к ухудшению качества метал ла из-за загрязнения его продуктами раскисления и насьш1ения газами при высоких температурах. Равномерный ввод раскислителей. и легирующих в ковш не позволяет учитывать изменен температурного поля ковша при посту шшнии новых порций металла, а также различия в .гидродинамических процессах, происходящих в начале и конце выпуска. Желательно обеспечить усреднение температуры жидкой стали и стабилизацию ее в течение всего периода выпуска жидкой стали. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ раски ления и легирования стали в ковше, включающий ввод всех легирующих и раскислителей в период заполнения Ковша на 1/5 - 1/2 его высоты. Прич весь алюминий вводят полностью за короткий отрезок времени в кусках массой не более 4 кг. В период выпуска стали в ковши емкостью 250 т ,приJнаполнении 1/5-1/2 высоты ковща имеют место наилучшие гидродинами.12ческие условия для быстрого растворения ферросплавов и вместе с тем в какой-то мере устраняется локальное повьш ение температуры металла в самом начале выпуска З . Недостатками известного способа являются наличие концентрационного и температурного-градиентов по высоте ковша, ухудшающих качество металла, а также повышенный расход раскислителей и легирующих Все это обусловлено тем, что раскислители и легирующие вводятся практически единой порцией, т.е. в короткий срок. После их присадки скорость циркуляции металла несколько замедляется, что связано с увеличением его вязкости, массы металла, а также зт еньшением высоты падения струи металла. Фракционный, состав раскислителей и легирующих в этих условиях, строго регламентируется, что обуславливает дополнительные затраты на сортировку в условиях ферросплавных заводов, а следовательно, и повьш1ение расхода и стоимости указанных материалов . Цель изобретения - улучшение качества металла и экономия раскислителей. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу раскисления и легирования стали в ковше, включающему ввод апюминийсодержащих метериалов и ферросплавов, алюминийсодержа1чие материалы вводят в ковш с уровня 1/20-3/4 высоты заполнения его металлом, причем алюминийсодержащие материалы задают отдельными порциями с возрастающим расходом от 0,01-2 кг/т стали, максимальные расходы которого 0,05-2 кг/т стали соответствуют периоду ввода ферросплавов, В ковш вводят алюминийсодержащие материалы с различным содержанием алюминия: при заполнении ковша на 1/20-1/3 высоты - с минимальным содержанием алюминия, предпочтительно шлак от производства атомокремниевых сплавов, в период заполнения ковша на 1/2-3/4 высоты - с максимальным содержанием алюминия, предпочтительно чушковый алюминий. При введении алюминийсодержащих материалов в подобном режиме практически полностью устраняется концентрационный градиент по содержанию алюминия, снижается его угар, а следовательно, уменьшается содержание неметаллических включений в металле В периоды .ввода ферросплавов имеет место локальное падение:температуры металла .к поэтому ввод туда же алюминия обеспечивает пратекание экзотермических реакций компенсирующих рассматриваемые- тепловые потери и, естественно, ускоряет процесс раство рения ферросплавов. В этом случае требования в отношении фракционного cocTSBia последних могут быть менее жесткими, что позволяет-использовать более дешевые материалы в качестве раскислителей и легируюп(их. Введение алюминийсодержащих материалов в количестве менее 0,01 кг/т стали, например 0,005 кг/т,- приводит к дополнительному.увеличению угара 3414 маргйнца (на 0,07-0,15 абс.%). Это обусловлено наличием относительно высокой окислительной способности выпускаемого металла из агрегата и его первых порций в ковше, для стабилизации окисленности и температуры: KOTSopbjx. необходимо оптимальное количество присаживаемых раскисляющкх металлов (алюминийсодержащих}. Ввод алюминийсодержащих материалов в количестве более 2 кг/т -стали (например, 2,1 кг/т) приводит к характерно выраженному локальному- окислению алюминия что впоследствии проявляется в ухудшении достигаемого показателя уменьшения содержания неметаллических включений на 1-3 отн.%,- в частности оксидных. Результаты опробования способа приведены в таблице 7 Указанные параметры уровня ввода алюминийсодержапщх материалов являю ся оптимальными. Более ранняя присад ка данных материалов, например на уровне 1/25 высоты ковша, не являет ся необходимой, поскольку на этом уровне имеет место понижение температуры первых порций металла за счет исходных условий (значительной поверхности дна ковша с температурой С). На более высоких уровнях, в частности на уровне IV 20 выс ты сталеразливочного ковша необходимость снятия температурного градиента становится очевидной. Следовательно, нижний предел- уровень 1/20 высоты ковша - является оптимальным. Второй, верхний предел 3/4 высоты ковша, является также оп тимальным, поскольку ввод алюминийсодержащих материалов в ковш при выпуске металла из сталеплавильного агрегата позже (что соответствует более высокому уровню высоты ковша, например 4/5) в отдельных случаях при быстром сходе металла из агрега та приводит к частичному попаданию алюминия в печной шлак. Следователь но, указанный йерхний предел - 3/4 высоты ковша - является также оптимальнымВвод алюминийсодержащих материалов с различным содержанием алюмини также позволяет использовать более дешевые материалы и достичь экономии дорогостоящих (стоимость 1 т чушкового алюминия примерно 500 р), В период наполнения 1/20-1/3 ковша предлагается вводить в ковш алюминийсодержащий материал с минимальным содержанием алюминия, например шлак от производства алюмокремниевы сплавов (АК-45), содержащий 30-60%. металлических алюминия и кремния, 25-40% , t5-25% карбидов кремния и других карбидов. Последние разлагаются при высоких температурах с обильным газовыделением, способствующим циркуляции металла и очищению его от неметаллических .включений. Ввод в ковш при наполне418НИИ 1/2-3/4 его объема алюминийсоIдержаш 1х материалов с максимальным содержанием алюминия, например чушкового алюминия, обеспечивает достаточно полное раскисление верхних объемов жидкой стали, а протекание экзотермических реакций позволяет компенсировать тепловые потери через зеркало металла, уменьшить температурный градиент по высоте ковша, стабилизировать температуру металла в течение всего периода выпуска. Последнее способствует лучшему всплыванию неметаллических включений из металла. При опробовании способа сталь марок 09Г2С и 3 кп выпускали из мартеновской печи в ковш емкостью 250 т. Обычно для стали марки 09Г2С- алкминий в количестве 0,8 кг/т вводят в ковш после присадки силикомарганца и ферросилиция . В последнюю очередь вводят ферротитан (0,5 кг/т). Все присадки. осуществляют в период заполнения ковша на 1/5-1/2 его высоты, как в известном способе. При опробовании предлагаемого способа алюминий -присаживают по регламенту, представленному в таблице. Из таблицы видно, что максимальные расходы алюминийсодержащих материалов выбраны с-учетом конечного содержания алюминия в стали, содержания его в задаваемом материале, содержания неметаллических включений в металле и угара раскислителей и легирующих. Анализ результатов опробования Способа показывает, что содержание неметаллических включений в стали р9Г2С уменьшается в среднем на 43,, в стали 3 кп на 33,0-10 . Угар марганца, кремния и титана при легировании стали 09Г2С уменьшается соответственно на 5,3 и 7 абс.%. При раскислении стали марки 3 кп угар марганца уменьшается примерно на 5%. Способ позволяет улучшить качество металла за счет очищения его от неметаллических включений и достичь экономии дефицитных дорогостоящих раскислителей и легирующих.

1. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ В КОВШЕ, включающий ввод алюминийсодержащих материалов И ферросплавов, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества металла и экономии раскислителей, алюминийсодержащие материалы вводят в ковш с уровня 1/20-3/4 высо.ты заполнения его металлом, причем алюминийсодержащие материалы задают отдельными порциями с возрастающим расходом от 0,01-2 кг/т стали, максимальные расходы которого 0,052 кг/т стали соответствуют периоду ввода Ферросплавов. 2. Способ По п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в ковш вводят (Л алюминийсодержащие материалы с различным содержанием алкадиния: при заполнении ковща на 1/20-1/3 высоты - с мннимальньм содержанием алюминия, предпочтительно шлак от производства алюмокремниевых сплавов, в период заполнения ковща на 1/2 - 3/4 высоты с максимальным содержанием алюминия, предпочтигепьнр чущковый алюминий. Сл .tab СО