Способ производства стабилизированной алюминием низкоуглеродистой стали для холодной штамповки Советский патент 1991 года по МПК C21C7/06 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству низкоуглеродистой стали для холодной штамповки.

Цель изобретения - повышение качества стали и экономичности способа.

Сущность способа заключается в том, что совместный ввод в ковш алюминия и марганецсодержащего материала (агломерата) по предлагаемому режиму приводит к восстановлению окислов марганца, что позволяет получить стабильное содержание марганца и алюминия в металле в узких гарантированных пределах

Использование марганцевого агломерата в количестве, обеспечивающем ввод в металл менее 4 кг закиси марганца на 1 т металла, не позволяет получить в стали содержания марганца, определяющее оптимальные пластические свойства стали, подача более 5,2 кг закиси марганца на 1 т металла приводит к увеличению прочности стали и снижению пластических свойств металла

Материалы подают с интенсивностью 2,0-3,0 кг/т мин Подача с интенсивностью менее 2,0 кг/т мин не обеспечивает своевременную загрузку всех материалов до окончания выпуска что ухудшает показатели восстановления марганца Подача материалов с интенсивностью более 3 0 кг/т мин нецелесообразна, так как при этом не обеспечивается оптимальное взаимодействие оксидов марганца с алюминием загрузка большого количества холодного материала в

О

о со о

GJ N5

ковш удлиняет время его прогрева и расплавления, в результате чего возможны повышенные угары ранее расплавившегося алюминия от взаимодействия его с кислородом воздуха после всплывания над слоем шлака, что отрицательно сказывается на экономичности способа.

Подача материалов в ковш до слива 0,4 массы металла нецелесообразна, так как в этом случае происходит затягивание их кус- ков струей металла в его объем, что ухудшает последующие процессы восстановления в результате заметалливания кусковых мар- ra нецсоде ржа щих материалов, а также создания условий для неконтролируемого угара алюминия. После того, как в ковш слили металл в количестве, равном 0,4 его массы, гидродинамические условия в ковше становятся благоприятными для процесса восстановления - оксидный материал не за- металливается и резко снижаются потери алюминия от взаимодействия его с кислородом воздуха. Начало легирования стали марганцем до полного слива металла в ковш позволяет использовать кинетическую энергию струи для перемешивания металла и сократить общую длительность процесса восстановления. Давать материалы в ковш после слива более 0,5 массы металла нецелесообразно, так как в этом случае не уда- ется загрузить все материалы до окончания выпуска металла в ковш, что ухудшает условия восстановления.

В предлагаемом способе алюминий на восстановление марганца, раскисление и легирование стали дают двумя порциями. Это позволяет перед подачей второй порции алюминия стабилизировать уровень окисленности металла в ковше. После подачи первой порции алюминия в ковше идет преимущественно реакция восстановления марганца из расплавляющихся марганцевых оксидных материалов, при этом на раскисление металла алюминия расходуется существенно меньше, чем в процессе вое- становления. Это объясняется тем, что количество кислорода, содержащегося в шлаке и расходуемого в процессе восстановления на окисление алюминия, на 1,5-2,0 порядка больше, чем в металле.

Содержание в металле после подачи первой порции алюминия в ковш должно быть на уровне следов. Последующая продувка металла инертным газом приводит к его усреднению по химическому соста- ву. В этом случае получают однородную по содержанию марганца сталь со следами алюминия, причем окисленность металла определяется содержанием в нем марганца.

Для улучшения технико-экономических показателей процесса восстановления марганца из оксидных материалов в результате снижения угара алюминия от взаимодействия с кислородом воздуха алюминий должен находиться под восстанавливаемым шлаком. Это достигается использованием кусков алюминия массой 0,7-6,0 кг. При подаче кусков алюминия массой менее 0,7 кг происходит запутывание его в шлаке, а использование кусков массой более 6,0 кг приводит к всплыванию плавящегося алюминия над поверхностью шлака. И в том и в другом случае алюминий используется нерационально и требуется повышенный его расход. Кроме того, неконтролируемый его угар от взаимодействия с кислородом воздуха существенно ухудшает технико-экономические показатели и приводит в конечном счете к ухудшению качества стали.

Способ осуществляется следующим образом.

Выплавку стали марки 08Ю проводили в 150-тонном кислородном конвертере. В качестве оксидных марганцевых материалов использовали агломерат марки АМН-П следующего химического состава, %: МпО 56% 5Ю2 23,5; РеаОз 3,0; 3,9; Р 0,2; С 0,3:30,2; СаО 5,5; МдО 2,8.

Расплав в конвертере продували кислородом до содержания углерода в металле, равном 0,06%, и температуры 1620°С. После чего металл сливали в ковш, при сливе 0,38-0,52 массы металла в ковш давали: агломерат, первую порцию алюминия на штанге и известь. Марганцевый агломерат вводили с интенсивностью 1,8-3,2 кг/т в 1 мин.

Известь давали из расчета получения

Са О отношения с- п 3.0 Использовали

первичный алюминий марки А-96 в виде кусков массой от 0,5 до 6,5 кг. После окончания слива металл продували аргоном, затем давали вторую порцию алюминия и опять продували аргоном. В качестве сравнительной были проведена одна плавка по технологии прототипа: после выпуска металла в ковш и добавки, в процессе выпуска известняка, продувки металла аргоном в ковш вводили алюминиевую проволоку диаметром 10 мм, снова продували аргоном, затем вводили металлический марганец марки Мр1 и снова продували металл аргоном.

Технологические варианты плавок приведены в табл. 1, химический состав готовой стали - в табл.2.

Металл был прокатан на лист толщиной 1,0 мм, механические свойства листа приведены в табл.3.

Плавки 2-4 проведены по предлагаемой технологии, плавки 14 и 5-15 проведены по параметрам, выходящим за пределы пред- лагаемых, плавка 16 - по технологии прототипа. На плавках 2-4 получены узкие пределы по содержанию марганца и алюминия, что позволяет получить оптимальное сочетание в металле пластических и прочно- стных свойств и снижение брака в среднем на 8,0% по сравнению с металлом выплавленным по технологии прототипа, что способствует повышению экономичности процесса. Кроме того, предлагаемые техно- логические параметры дают возможность повысить извлечение марганца из легирующей добавки - агломерата по сравнению с легированием металлическим марганцем. Получать сталь по вариантам 1 и 4-15 неце- лесообразно, так как при этом не удается получить оптимальное соотношение прочностных и пластических свойств, что приводит к повышению брака на 4-10%.

Предлагаемый способ позволяет пол- учать стабилизированные алюминием низкоуглеродистые стали для холодной штамповки с содержанием марганца и алюминия в узких пределах и позволяет исключить использование Дорогостоящих ферропластов.

Формула изобретения

1.Способ производства стабилизированной алюминием низкоуглеродистой стали для холодной штамповки, включающий выпуск металла в ковш с присадками шлако- образующих по ходу выпуска, продувку ар- гоно.м, подачу марганецсодержащих материалов, ввод алюминия двумя порциями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стали и экономичности способа, в качестве марганецсодержащих материалов используют марганцевый агломерат, который вводят после выпуска 0.4-Q5 массы металла в ковш с интенсивностью 2,0-3,0 кг/т.мин и расходе 4,0-5,2 кг закиси марганца на 1 тонну металла, а первую порцию алюминия вводят в процессе подзчи агломерата.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что алюминий вводят в виде кусков массой 0,7-6,0 кг.

Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - повышение качества стали и экономичности способа. При выпуске стали в ковш после наполнения ковша на 0,4 - 0,5 объема в металл вводится марганцевый агламерат с интенсивностью 2,0 - 3,0 кг/т ^. мин из расчета введения 4,0 - 5,2 кг закиси марганца на 1 т расплава. Алюминий вводится двумя порциями в виде кусков массой 0,7 - 6,0 кг, причем первая порция вводится в металл совместно с присадкой агломерата. Введение агломерата по предлагаемому режиму совместно с алюминием приводит к восстановлению закиси марганца, что исключает использование на плавке ферросплавов и позволяет стабилизировать механические характеристики металла. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Таблица 1

Я

Таблица 2