Способ раскисления низкоуглеродистой стали Советский патент 1987 года по МПК C21C7/06 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству низкоуглеродистых сталей, стабилизированных алюминием, и может быть использовано в стапеплавильных цехах металлургических заводов,

Цель изобретения снижение содержания азота в стали, уменьшение восстановления кремния из футеровки ковша, повышение степени усвоения алюминия и уменьшение расхода марга- нецсодержащих к омпонентов.

Сущность изобретения заключается в создании оптимальных термодинами- ческих и кинетических условий для протекания реакций взаимодействия алюминия с растворенным в металле кислородом, предотвращении побочного его взаимодействия с футеровкой ковша, шлаком и атмосферным воздухом а тарсже зарождении, укрупнении и удалении из расплава продуктбв рас-Г кисления. При вводе алюминия в нерас кисленньш или слабо раскисленный металл при реальных температурах сталеплавильного производства имеется термодинамическая возможность его окисления растворенным в металле кислородом, кислородом атмосферного воздуха, а также за счет восстановления окислов из футеровки ковша и попавшего во время слива окислитель- ного печного шлака. При низких концентрациях алюминия в первую очередь получает развитие реакция его взаимодействия с растворенным в металле кислородом, при этом не келательные реакции не протекают . Рассредоточенный ввод алюминия в процессе наполнения ковша со снижением веса каждой последующей порции по мере снижения окисленности металла в ковше обеспечивает максимальное его использова- кие на раскисление.

Кроме того, дополнительная присадка совместно с алюминием карбонатной марганцевой руды- улучшает кинетические условия взаимодействия алюминия с кислородом металла, что достигает ся дополнительным перемешиванием расплава окисью углерода, образовавшейся в результате разложения карбоната и исключением контакта поверхности расплава и струи сливаемого металла с атмосферным воздухом5 чём цополнительно предотвращается насыщение металла азотом.

-

Необходимость присадки совместно с алюминием именно карбонатной марганцевой руды обуславливаются еще и тем, что в металл дополнительно вводятся окислы марганца, которые способствуют хорошему очищению стали от мелких включений корунда. Процесс очищения происходит следующим образом. Окислы марганца, которые образуются после разложения карбонатной марганцевой руды, имеют низкуй температуру плавления и находятся в металле в жидком состоянии, при интенсивном перемешивании расплава за счет гидродинамического взаимодействия струи, а также выделяющейся окиси углерода, процессы соединения этих включений протекают достаточно интенсивно,- что приводит к образованию крупных жидких включений малой

, 20

25

включений корунда в результате раскисления металла алюминием на границе раздела металл - жидкое включение МпО происходит с меньшими затратами энергии, чем в объеме металла, В результате образуются крупные двухслойные включения малой плотности в оболочке корунда, имеющие высо-

30 кие значения межфазного натяжения на границе раздела фаз металл - включение, которые хорошо .удаляются и ассимилируются шлаком.

Режим ввода алюминия для раскис-

35 ления стали и дополнительное использование карбонатной марганцевой руды обеспечивает достижение поставленной цели,. .

Наибольший эффект наблюдается ,,- при соотношении алюминия и карбонатной марганцевой руды в каждой из трех порций I : (6-8) , При уменьшении, этого соотношения менее 1:6 недоста-г точное защитное действие окиси углег

40

50

рода из-за уменьшения объема приводит к повьш ению содержания азота в стали, снижению степени усвоения алюминия за счет взаимодействия с кислородом атмосферного воздуха, кроме того, наблюдается повышенная загрязненность стали неметаллическими включениями. Увеличение этого соотношения более 1:8 экономически нецелесообразно, так как требуется выпускать из печи металл с более высокой температурой вследствие сильного охлаждающего эффекта при разложении карбонатов, кроме того.

55

312982, )0

аблюдаются выплески металла из кова в конце его наполнения.

Снижение веса каждой последуюп;ен орции алюминия с карбонатной марганцевой рудой обусловлено созданием оптимальных условий раскисления меалла, так как снижение порции менее чем на 25% приводит к образованию зон, пересыщенных алюминием (при вводе второй, особенно третьей Ю порции), получают развитие реакции- его взаимодействия с атмосферным воздухом, футеровкой ковша и шлаком, что приводит к повышенному угару алюминия, повышению содержания азота15 и кремния в стали, а также повьппен- ной ее загрязненности комплексными оксидными включениями и нитридами алюминия. Снижение веса порции более чем на 50% обуславливает повышенное содержание кислорода в металле после раскисления и высокую загрязненность неметаллическими включе шями вследствие ухудшения условий их удаления, связанных со снижением интенсивности перемешивания металла в ковше во время выпуска.

Таким образом, предлагаемый спо соб отличается регламентацией режима раскисления низкоуглеродистой стали 30 алюминием путем применения дополнительного материала совместно с рас- кислителем, соотношением присаживае- мых материалов по удельному расходу и времени ввода.35

Для оценки проведена серия опыт- нах плавок с изменением предлагаемых параметров как в указанных пределах, так и с выходом за них.

П р и м е р. Опытнь е плавки прово- О .дят в конвертерном цехе Череповецкого меткомбината при промьшшенном производстве стали 08ю. После про-

20

,25

Полученные данные при проведении исследований в промышленны К условиях показали, что применение предлагаемого способа расгсисления низкоугле- родистой стали алюминием позволяет обеспечить более высокое качество металлопродукции по содержанию неметаллических включений, снизить содержание азота на 60% и кремния в холод нокатаном листе в 4 раза и повысить пластические его свойства, а также повысить степень усвоения алюминия в 2 раза и уменьшить расход марганца на раскисление-. Выход какого-

дувки металла в конвертере получают

стандартный низкоуглеродистый полу- 45 либо параметра за гранитные значения

продукт практически постоянного хи-предлагаемых пределов приводит к

мического состава, %: С 0,03-0,05;ухудшению качественных показателей

Мп 0,04-0,09; S 0,015-0,020; Р 0,007- -(таблица).

6,010.

Раскисление и легирование металла 50

Формула изобретения

проводят в сталеразливочном ковше следуюш:им образом.

Согласно предлагаемому способу после начала наполнения сталеразли- вочиого ковша металлом в него по р циями соответственно при наполнении 1/3, 1/2 и 2/3 высоты присаживают алюминий совместно с карбонатной мар,

5

0 35

О

0

5

ганцевои рудой при различном соотношении компонентов и веса порций и общем расходе алюминия 250 кг. Последующее легирование алюминием до требуемого химического состава и маргаьцем производят в процессе ар- гонной продувки принудительным вводом в металл алюминиевыми монолитами в количестве 750 кг и присадкой марганца металлического марки МР2 в количестве 800-900 кг. После окончания ввода ферросплавов металл дополнительно продувают аргоном через погружную фурму с расходом 55-60 в течение 6-8 мин.

Согласно известному способу на дно сталеразливочного ковша присаживают 250 кг первичного чушкового алюминия совместно со шлакообразуюшей смесью из извести,- плавикового шпата и магния в количестве 0,5-1,5 т. Затем после наполнения оталеразливечного ковша легирование стали алюми- ; нием, раскисление марганцем и обра- ботку аргоном проводят так же, как и при проведении плавок согласно предлагаемому способу.

Результаты опытных плавок по предлагаемой и известной технологии представлены в таблице.

Полученные данные при проведении исследований в промышленны К условиях показали, что применение предлагаемого способа расгсисления низкоугле- родистой стали алюминием позволяет обеспечить более высокое качество металлопродукции по содержанию неметаллических включений, снизить содержание азота на 60% и кремния в холоднокатаном листе в 4 раза и повысить пластические его свойства, а также повысить степень усвоения алюминия в 2 раза и уменьшить расход марганца на раскисление-. Выход какого-

Формула изобретения

55

Способ раскисления низкоуглеро- диетой стали, включающий порционную подачу алюминия и марганецсодер- жашкх компонентов при заполнении ковша сталью, отлич ающий- ся тем, что, с целью снижения содержания азота в стали;, уменьшения восстановления кремния из футеров -

512982506

, повышения степени усвоения ганцевой руды в соотношении с алюковша

алкминия и уменьшения расхода марганец содержащих компонентов, последние вводят в виде карбонатной мар-

минием (6-8) : 1, причем масса каждой последующей порции составляет 50- 75% от предыдущей.

Составитель А.Минаев Редактор Н.Рогулич Техред А.Кравчук Корректор И.Эрдейи

Заказ 861/26Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое п едпоиятие, г. Ужгород9 ул. Проектная, iминием (6-8) : 1, причем масса каждой последующей порции составляет 50- 75% от предыдущей.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству низкоуглеродистых сталей. Цель изобретения - снижение содержания азота в стали, уменьшение восстановления кремния из футеровки ковша, повышение степени усвоения алюминия и уменьшение расхода марганецсодер- жащих компонентов. Раскисление стали производят порционной подачей алюминия и марганецсодержащих компонентов при заливке стали в ковш. Map- ганецсодержащие компоненты вводят в виде карбонатной марганцевой руды в соотношении с алюминием (6-8):1, причем вес каждой последующей порции расхислителей составляет 50-752 от предыдущей. Способ раскисления позволяет обеспечить более высокое качество стали по .содержанию неметаллических включений, снизить содержание азота на 60%, повысить степень усвоения алюминия в 2 раза и уменьшить расход марганца на раскисление. 1 табл. i (Л