Способ производства низколегированной трубной стали Советский патент 1986 года по МПК C21C7/06 

, Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству качественных сталей, и может быть использонано в конвертерных цехах металлургических заводов.

Цель изобретения - улучшение качества металла за счет повышения степени усвоения элементов, равномерног их распределения по объему металла и снижение содержания неметалли ес- ких включений в стали.

Сущность способа заключается в соидании технологического режима раскисления и легирования марганец- ванадиевой лигатуры с оптимальным соотношением марганца и ванадия в ней низколегированной трубной стали в ковше, который обеспечивает высокое качество стали и повышение технико-экономических показателей процесса. Применение предлагаемой технологии порционного ввода в ковш марганецванадиевой лигатуры обеспечивает хорошее очищение металла от оксидных неметаллических включений, высокую степень усвоения элементов и равномерное их распределение по объему ковша.

Известные способы раскисления стали с применением комплексных мар- ганецванадиевых лигатур предусматривают ввод их только одной порцией до присадки всего количества алюминия или после его ввода, что одинаково плохо, так как в первом случае наблюдаются высокий и нестабильный угар элементов и высокая загрязненность стали комплексными крупными включениями, содержащими окислы марганца, ванадия и кремния, а во втором - повьпиенная загрязненность стали мелкими включениями корунда, что в обоих случаях резко снижает конструктивную прочность мeтaJгпoиздeлий. Использование предлагаемого способа позволяет избавиться от указанных недостатков, так как порционный ввод лигатуры при определенном соотношении первой и второй порций до и после присадки алюминия приводит в начальный момент при контакте марганецванадиевой лигатуры с нераскисленным металлом к образованию жидких комплексных оксидных неметаллических включений с низкой температурой плавления, которые хорошо коалесцируюг, образуя крупные комплексы, последующий ввод алюминия

5

0

5

0

5

0

5

50

55

с образованием на юверхности вы- дрлившихсч крупных включений,оболочки корунда, так как зарождение включений AE Oj облегчено за счет возможности 1 етерогенного образования зародышей на поверхности уже имеющихся в металле включений.

Полученные крупные неметаллические включения имеют большое зна гение межфазного натяжения и в процессе интенсивного перемешивания во время наполнения ковша при сливе металла из конвертера легко удаляются и хорошо ассимилируются шлаком. Оптимальное соотношение марганца и ванадия в лигатуре при вводе первой порции обеспечивает образование только жидких крупных оксидных комплексов,

так как при увеличении концентрации ванадия появляется возможность образования твердых мелких включений окислов ванадия, которые плохо коагулируют и удаляются из металла, что обуславливает также повьштенную загрязненность стали и ухудшение ее характеристик. Снижение концб;нтрации ванадия в лигатуре ниже оптимальных его значений не обеспечивает микролегирования стали ванадием в необходимых пределах, в связи с чем требуется дополнительное применение других ванадиевых ферросплавов. Все это в совокупности позволяет получить металл чистый по неметаллическим включениям.

Вторая порция марганецванадиевой лигатуры вводится уже в полностью раскисленный металл, идет только на прямое легирование стали, причем . после наполнения 1/2 высоты ковша инжекция струей металла атмосферного воздуха резко сокращается в связи с уменьшением высоты падения струи и создания вокруг нее защитной атмосферы за счет сильного газовыделения в ковше.

Соотношения количеств марганец- ванадиевой лигатуры, присаживаемых в первой и второй порциях, выбраны из условий достижения максимального технического эффекта. Присадка в первой порции менее 5% от общего количества марганецванадиевой лигатуры не обеспечивает образования достаточного количества включений для полного очищения стали от окислов алюминия, так как в этом случае возможно гомогенное зарождение включений

APj Oj в материатга и наблюдается загрязненность стали мелкими включе}1иями корунда, увеличение же колю1ества лигатуры более 10% от

общего количества приво;;ит к повышен- 5 ческого iлстава, %: кремний 0,92;

НОИ загрязненр{ости стали крупными комплексными включениями переменного состава.

Ввод второй порции марганецванади- евой лигатуры при наполнении ковгаа металлом на 1/2-2/3 высоты обусловлен с одной стороны снижением степени усвоения лигирующих элементов, так как при наполнении конша менее чем

на 1/2 его высоты, имеет место инжек- 5 ет в среднем 17,5%. После продувки ция струей в объем металла большого коли чества атмосферного воздуха, а с другой стороны ввод лигатуры при наполнении ковша более, чем на 2/3 высоты, наблюдается хим1гческая не- 20 однородность стали в связи с недостаточным принудительным перемешиванием металла после ввода лигатуры. Отношение марганца к ванадию в лигатуре менее 10 приводит дополни- ; 25 тельно к образопанию твердых мелких включений окислов ванадия при вводе первой порции лигатуры, увеличение же соотношения более I5 не обеспечивает требуемого микролегирования ЗО стали ванадием и вызывает необходимость использопания дополнительных ванадиевых ферросплавов, в связи с чем себестоимость стали повьта- ется.

35

в конвертере получают стандартный низкоуглеродистьш металл состава,Z: углерод 0,05-0,07; марганец 0,08- 0,15; сера 0,008-0,020, фосфор 0,006-0,010, остальное - железо температурой 1630-1650 С.

Перед наполнением сталеразливоч- ного ковша в него заливают иЭвестко во-глинояемистый шлак (А7-52% СаО; ЗА-38% А1 0 ) и производят раскисление и легирование металла.

Для определения эффективности раскисления и легирования стали по предлагаемой технологии проводят тр серии опытных плавок по следующим вариантам:

согласно предлагаемому способу как с соблюдением всех указанных параметров, так и с выходом их за граничные значения с применением в качестве марганецванадиейой лигатуры опытного сплава с соотношением N ji:V 10-15, причем ввод алюминия в ковш в процессе его наполнения производят перед присадкой основного количества лигатуры;

Следовательно, соблюдение указанных параметров позволяет получать

сталь чистую по содержанию оксидных неметаллических включений, обеспе- чить высокую степень усвоения легирующих элементов и равчомерное их распределение по объему металла. Отклонение каког о-либо параметра от предлагаемых пределов приводит к тому, что поставленная цель способа не достигается. Для оценки существенности параметров проводят серию опытных плавок, для сравнения берут плавки по действующей в цехе техно- логии.

Пример . Опробование способа производства низколегированной трубной стали провопят в конвертерном цехе. Проводят серию опытных плавок стали марки 09Г2ФВ, предназначенной для изготовления газопроводных труб диаметром 1420 мм на давление 75 ати

125235А4

Б конвертер заваливают 100 т скрапа, присаживают 10 т изпести и заливают 260 т предварительно десуль- фированног о чугуна следующего химимарганец 0,85; сера 0,018; фосфор 0,10, остальное - железо. Продувку кислородом проводят через З-сопловую фурму с расходом кислорода 1200- 1500 . Расход извести и плавикового шпата определяют из расчета получения основности конечного шлака 3,0-3,5. Содержание закиси железа в шлаке на опытных плавках составля 5 ет в среднем 17,5%. После продувки 20 25 О

5

0 5

в конвертере получают стандартный низкоуглеродистьш металл состава,Z: углерод 0,05-0,07; марганец 0,08- 0,15; сера 0,008-0,020, фосфор 0,006-0,010, остальное - железо температурой 1630-1650 С.

Перед наполнением сталеразливоч- ного ковша в него заливают иЭвестко- во-глинояемистый шлак (А7-52% СаО; ЗА-38% А1 0 ) и производят раскисление и легирование металла.

Для определения эффективности раскисления и легирования стали по предлагаемой технологии проводят три серии опытных плавок по следующим вариантам:

согласно предлагаемому способу как с соблюдением всех указанных параметров, так и с выходом их за граничные значения с применением в качестве марганецванадиейой лигатуры опытного сплава с соотношением N ji:V 10-15, причем ввод алюминия в ковш в процессе его наполнения производят перед присадкой основного количества лигатуры;

применение в качестве марганец- ванадиевой лигатуры сплава ЖВ К (соотношение ,5) по тем жетехнологическим вариантам, что и в первом случае;

согласно известному способу с применением става , ввод которого осуществляют одной порцией при наполнении 0,25-0,5 высоты ковша с последующим принудительным вводом алюминия в виде монолита после окончания выпуска плавки.

Расход алюминия на всех оггытных плавках составляет 2,8-3,1 кг/т и определяется содержанием уг-.псрола, марганца и температурой метанг после продувки в конвертере.

После раскисления и легирования ковш с металлом подают на установку, г де производят микролегирование стали феррониобием в процессе аргонной продувки.

Технологические варианты проведения опытных плавок и оценка качества полученной стали представлены в таблице. Анализ полученных результатов показывает, что проведение опытных плавок согласно предлагаемому способу с соблюдением Г раничных значений параметров обеспечивает получе523S46

НИР стали высокого качества наряду с низким расходом марганецванадиевой лигатуры. Выход какого-либо параметра. за гран11чные значения приводит к 5 ухудшению качественных и расходных показателей.

Таким образом, преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным заключаются в повьшении ка- 10 чества стали наряду со снижением расхода ферросплавов, простоте реализации, и его внедрение в промьшшенных условиях не требует дополнительных затрат.