Способ производства легированной стали Советский патент 1992 года по МПК C21C7/00 C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в кислородных конвертерах с внепечной обработкой.

Известен способ производства легированной стали с выплавкой стального полупродукта в одном плавильном агрегате, например, в мартеновской печи, лигатурного сплава совместно с синтетическим рафи- нировочным шлаком в другой печи, например в дуговой, с последующим смешением в сталеразливочном ковше при выпуске полупродукта.

Недостаток способа состоит в том, что совместное расплавление компонентов шихты для синтетического шлака и лигатурного сплава в основной дуговой печи приводит к увеличению содержания окиси магния в шлаке за счет износа футеровки печи, к

изменению физико-химических свойств шлака, а следовательно, к снижению его сульфидной емкости и рафинирующей способности. Содержание серы в конструкционной легированной стали, выплавленной по данному способу, находится в пределах 0,012-0,020%, что не обеспечивает получения высокой ударной вязкости и пластичности на поперечных и вертикальных образцах.

Известен способ выплавки легированной стали с получением низкоуглеродистого стального полупродукта в кислородном конвертере, жидкой лигатуры в индукционной печи, синтетического шлака в дуговой печи с последующим смешением расплава в ковше во время выпуска полупродукта и продувкой аргоном, осуществленный на опытных плавках различного марочного сортамента.

VJ

СЯ

to

si 00 О

Недостатком способа является отсутствие в составе шлакометаллического расплава, используемого для рафинирования и легирования стали в ковше, алюминия, что не позволяет в готовом металле получить гарантированное содержание серы, менее 0,006%, снизить сквозной угар раскислите- лей и легирующих.

Наиболее близким к изобретению является способ производства легированной стали, включающий выплавку жидкого стального полупродукта в одном агрегате и жидкого лигатурного расплава в другом агрегате, смешение их в ковше с обработкой расплава синтетическим шлаком и присадку флюсов перед или по время выпуска в ковш стального полупродукта и лигатуры.

Недостатками последнего способа (выбранного в качестве прототипа) является невозможность получения гарантированного содержания серы в металле менее 0,006% и степени десульфурации, превышающей 60%, что связано с отсустствием в лигатурном расплаве алюминия. Отсутствие в лигатурном расплаве алюминия приводит к повышенному угару раскислителей и легирующих в процессе смешения в ковше лигатуры, синтетического шлака и высокоокисленного жидкого стального полупродукта, что также увеличивает выброс в атмосферу цеха различных вредностей, выделяющихся из расплава в процессе окисления присаживаемых материалов.

Целью изобретения является улучшение качества стали, экономия материалов и повышение экологической чистоты процесса.

Цель достигается тем, что перед смешением стального полупродукта и лигатурного расплава в ковш последовательно вводят алюминий в количестве 1,0-1,8 кг/т стального полупродукта, затем синтетический шлак и лигатурный расплав, причем между окончанием операции ввода синтетического шлака в ковш и началом ввода лигатурного расплава выдерживается пауза, равная 2-15 минутам.

Строгое соблюдение последовательности ввода в ковш алюминия, синтетического шлака, лигатурного расплава и затем стального полупродукта позволяет получить шла- кометаллический расплав, содержащий алюминий и имеющий к моменту ввода стального полупродукта максимальную сульфидную емкость и рафинирующую способность шлака.

Количество алюминия 1,0-1,8 кг на 1 т стального полупродукта, которое вводят предварительно в ковш, определяется необходимостью получения в готовой стали массовой доли алюминия, равной 0,01-0,10%, определяемой маркой выплавляемой стали, Нижний предел расхода алюминия (1,0 кг/т) соответствует стали марки 12ХГДАФ,

09Г2СД, верхний предел расхода алюминия (1,8 кг/т) соответствует стали марок 20ЮЧ, 14ХГНМД1АФБРТ. Наличие в шлакометал- лическом расплаве алюминия в количестве 1,0-1,8 кг/т позволяет получить наиболь0 шую степень десульфурации при смешении расплава со стальным полупродуктом.

После присадки в ковш алюминия в количестве 1,0-1,9 кг/т стального полупродукта и слива в ковш синтетического шлака

5 производят выдержку алюминия и синтетического шлака в ковше в течение 2-15 минут.

Регламентация паузы между окончанием ввода синтетического шлака и началом

0 выпуска лигатуры, равная 2-15 мин, позволяет наиболее полно расплавить алюминий и подготовить его к смешению с лигатурным расплавом. Промышленные эксперименты показали, что увеличение паузы свыше 15

5 мин нецелесообразно, поскольку приводит к охлаждению синтетического шлака в ковше, образованию на его поверхности застывшей корочки и снижению его рафинирующей способности. Сокращение

0 паузы до значений менее 2 мин не позволяет достаточно полно расплавить алюминий, и в процессе выпуска лигатуры на поверхности шлакометаллического расплава визуально наблюдаются непроплавленные

5 чушки алюминия.

Совокупность технологических приемов предлагаемого способа обеспечивает повышение десульфурации металла, экономию материалов (раскислителей и алюми0 ния), снижение вредных выбросов из ковша в процессе раскисления и легирования.

Пример. Проводят выплавку легированной стали с использованием жидких лигатур по ТИ 232-108-89 (базовый объект

5 сравнения) и с использованием предлагаемого способа.

Сталь выплавляют в 350-тонном кислородном конвертере. После достижения требуемого содержания углерода и температуры

0 стальной полупродукт сливают в сталеразли- вочный ковш, в котором находится шлакоме- таллический алюминийсодержащий расплав, состоящий из алюминия, синтетического шлака и лигатурного расплава. Температура

5 стального полупродукта перед смешением с лигатурным расплавом 1610-1630°С.

Перед смешением стального полупродукта и лигатурного расплава в ковш вво- Дят кусковой алюминий в количестве 1,U кг/т стального полупродукта, после чего

осуществляют выпуск в ковш синтетического высокоглиноземистого шлака, выплавляемого в печи РКЗ-16 5ФЛ-И1 Температура синтетического шлака 1680°С, количество на плавку 10 т

После выдержки ковша со шлаком и алюминием в течение 5 мин в него выпускают лигатурный расплав с температурой 1580°С, выплавленный в дуговой печи ДСП 12НЗ. После чего производят смешение стального полупродукта и лигатурного расплава в ковше

Результаты промышленной реализации предлагаемого способа производства стали приведены в таблице (плавки 4-10), в этой же таблице приведены результаты реализации известного способа (плавки 1-3).

Как видно из таблицы, качество металла, полученного по предлагаемому способу, характеризующееся степенью десульфура- ции 63,4-75,7%, превышает соответствующий показатель металла известного

0

5

0

способа (57,2-59,1%). при этом отмечается экономия алюминия, так его расход составил 1,0-1,8 кг/т стали против 2,0-2,2 кг/т по известному способу

Формула изобретения Способ производства легированной стали, включающий выплавку жидкого стального полупродукта в одном агрегате и жидкого лигатурного расплава в другом агрегате, смешение их в ковше с жидким синтетическим шлаком, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стали, экономии материалов и повышения экологической чистоты процесса, в ковш дополнительно вводят алюминий в количестве 1,0-1,8 кг на 1 т стального полупродукта, затем последовательно синтетический шлак, лигатурный расплав и стальной полупродукт, причем пауза между окончанием ввода синтетического шлака и началом ввода лигатурного расплава составляет 2-15 мин

Изобретение может быть использовано во всех цехах отрасли, имеющих раздельные сталеплавильные агрегаты для выплавки стального полупродукта и лигатурного расплава. Способ включает выплавку жидкого стального полупродукта в одном агрегате и жидкого лигатурного расплава в другом агрегате, смешение их в ковше с обработкой расплава синтетическим шлаком и присадку флюсов. Перед смешением стального полупродукта и лигатурного расплава в ковш последовательно вводят алюминий в количестве 1,0-1,8 кг на тонну стального полупродукта, затем синтетический шлак и лигатурный расплав, причем пауза между окончанием ввода синтетического шлака и началом ввода лигатурного расплава составляет 2-15 мин.