Способ внепечной обработки низколегированной стали Советский патент 1992 года по МПК C21C7/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали, рафинированной жидким синтетическим шлаком, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.

Известен способ производства стали, включающий раскисление, легирование металла в ковше, обработку жидким синтетическим шлаком и кальцийсодержащими материалами, состоящими из смеси извести и плавикового шпата, которые дают в определенном соотношении к синтетическому шлаку.

Известен способ производства стали, включающий обработку металла жидким синтетическим шлаком и кальцийсодержащими сплавами, которые постепенно присаживают а кусках под струю металла в

процессе выпуска плавки по мере ввода в ковш раскислителей и легирующих материалов

К общим недостаткам перечисленных способов можно отнести повышенный угар дефицитных ферросплавов. К тому же эти способы недостаточно эффективны из-за раздельного ввода раскисляющих элементов

Известен способ обработки стали в ковше жидким синтетическим шлаков, в который с целью повышения качества металла перед обработкой и в процессе обработки вводят углерод. Однако данный способ неприменим для производства стали с низким содержанием углерода, сложен техно/1оче- ски (ввод углерода) и неудобен в эчологичеVJ

СЬ О

о

04 XI

ском плане (газовыделение при вводе углерода).

Известен способ рафинирования жидких сплавов на основе железа с оборотным использованием побочных материалов, согласно которому из отработанного шлака путем регенерации извлекают исходные компоненты и используют првторно в качестве вспомогатетгшых материалов при рафинировании.

Недостатком данного способа является трудность процесса регенерации и невысокая рафинирующая способность шлака.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения стали, согласно которому металл выпускают в ковш, не содержащий кремнезема, раскисляют, легируют и обрабатывают синтетическим шлаком, также не содержащим кремнезема, после чего металл продувают кальцийсо- держащим веществом, при этом скорость вдувания кальцийсодержащего вещества выше скорости реакции

Недостатком данного способа являются худшие условия формирования и удаления неметаллических включений при раздельном вводе раскисляющих элемен- тов, а также повышенный безвозвратный угар раскислителей.

Целью изобретения являются снижение расхода ферросплавов и повышение качества металла за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства стали, включающему выпуск расплава стали в ковш, не содержащей кремнезема, раскисление, легирование и обработку расплава синтетическим шлаком, продувку металла кальцийсодержащими материалами, в ковш при обработке расплава синтетическим шлаком, одновременно с ним вводят попутный металл, полученный при производстве синтетического шлака при соотношении между синтетическим шлаком и попутным металлом, равном (5-8) 1.

Попутный металл содержит, мае %:9-12 Мп; 21-25 Si; 4-6 Сг, 0,25-0,30 Ni; 5-8 TI; 0,1-0,2 V; 0,4-0 5 Nb; 0,6-0,7 Mo; 1,4-1,5 Си; остальное Fe.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Известно, что в процессе работы шла- коплавильной печи (например, ОКБ-1320) в условиях массового производства синтетического шлака для внепечного рафинирования стали образуется 5-7% попутного металла указанного состава, который необходимо периодически сливать Комплексные ферросплавы обладают большей рас- кислительной способностью элементов по сравнению с вводом их в отдельности. При этом получаются более благоприятные по

химическому составу и морфологии неметаллические включения, которые полнее удаляются из металла. Снижение расхода ферросплавов достигают за счет использования раскислительной способности Mn, TI,

0 Si, V, Nb, содержащихся в попутном металле, кроме того, увеличивается степень их усвоения из-за высокой плотности попутного металла.

Более высокие результаты по снижению

5 расхода ферросплавов и повышению качества стали были получены при соотношении массы синтетического шлака и попутного металла (5-8): 1. Изменение этого соотношения в сторону увеличения доли синтетиче0 ского шлака в смеси приводит к его перерасходу без фактического улучшения получаемых результатов,

Уменьшение же доли синтетического шлака, равно как и увеличение попутного

5 металла выше заявленного предела приводит к ухудшению рафинирования стали, в т ч. от неметаллических включений. К тому же ввод большого количества попутного металла из печи для выплавки синтетического

0 шлака, содержащего такие примеси как Сг, TI, Си, может отразиться на химическом анализе и качестве готовой стали, что недопустимо для тех марок стали, для которых эти примеси нежелательны.

5 Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ соответствует критерию новизна. При анализе научно-технической литературы и патентной информации не было обнаруже0 но известных технических решений, имеющих сходные признаки с отличительными признаками предложенного способа, обеспечивающих снижение расхода ферросплавов и повышение качества металла за счет

5 снижения загрязненности стали неметаллическими включениями, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию существенные отличия.

Пример. Опытные плавки проводи0 лись на стали марки 09Г2 со следующими ограничительными пределами по химсоставу, мас.%: 0,08-0,11 С; 1,5-1,7 Мп; 0,15-0,35 Si; 0,015-0,030 TI; не более 0,008 S; 0,025 Р; 0,1 Сг; 0,1 Си.

5 Плавки продувались кислородом в 350- тонных конверторах на МК Азовсталь до получения полупродукта с 0,04-0,06% С, 0,015-0,020% S, 0,003-0,006% Р и температуры 1650-1670°С. После получения экс пресс-анализа полупродукт выпускают в

сталеразливочный ковш с муллитокорундо- вой футеровкой, частично заполненный синтетическим шлаком и попутным металлом, полученным в той же шлакоплавильной печи, что и синтшлак. Всего с использованием синтетического шлака и попутного металла выплавлено 6 плавок {табл. 1, примеры 1-6), в т.ч, четыре плавки (примеры 1-4) проведены в заявленных соотношениях расходов синтетического шлака и попутного металла и две плавки (примеры 5-6) вне заявленных пределов.

Для сравнения со способом-прототипом была выплавлена плавка (пример 7), перед выпуском которой в ковш был залит один синтетический шлак без попутного металла.

На всех плавках раскислители и легирующие присаживались в ковш во время выпуска полупродукта из конвертера в соответствии с химическим составом стали 09Г2С и с учетом содержания Mn, Si и TI в попутном металле. При этом на плавках с попутным металлом суммарный расход ферросплавов был ниже, чем по способу-прототипу,

После выпуска ковш с металлом на всех плавках поступает на установку доводки металла (УДМ), где осуществляют усредни- тельную продувку стали аргоном, после чего продувают его порошкообразным силико- кальцием с расходом 1,5 кг/т и в случае необходимости проводят корректировку химического состава. После обработки стали на УДМ отбирают пробу на химанализ, замеряют температуру и передают плавку на УНРС. Литые слябы прокатывались на стане 3600 на лист толщиной 11 мм, Загрязненность стали неметаллическими включениями определялась металлографически в катанном металле по ГОСТ 1778-70.

Химический состав и расходы синтетического шлака на плавках примеров 1-7 приведены в табл, 1. Химсостав и расходы попутного металла в примерах 1-6 даны в табл. 2. В табл. 3 представлены данные по расходам ферросплавов и химическому составу готовой стали. Обобщенные результаты по расходам синтетического шлака, попутного металла, ферросплавам и загрязненности стали окисными включениями, которые являются основной причиной образования микротрещин в осевой зоне листа, приводятся в габл. 4.

Как следует из табл. 4, выполнение заявленных рекомендаций по соотношению расходов синтетического шлака (СШ) к расходам попутного металла (ПМ) (примеры 1-4) по сравнению с плавкой-прототипом (пример 7) приводит к существенному снижению загрязненности стали окисными неметаллическими включениями при одновременном снижении расхода ферросплавов на 1,26-2,52 кг/т.

При соотношении СШ к ПМ более 8:1

(пример 5) происходит перерасход синтетического шлака без фактического улучшения результатов, снижается экономия ферросплавов.

0 Снижение соотношения СШ к ПМ ниже 5:1 (пример 6) приводит к ухудшению рафинирования стали и резкому увеличению загрязненности стали включениями оксидов и нитридов титана.

5 Таким образом, по предложенному способу, используя попутный металл, полученный в одной и той же шлакоплавильной печи, что и синтетический шлак, можно получить металл высокого качества, СНИЗИР при 0 этом расход ферросплавов.

Соблюдение заявленного соотношения компонентов - синтшлака и попутного металла указанного химического состава позволяет создать малоотходную технологию, 5 повысить эффективность рафинирования, снизить расход ферросплавов и повысить качество стали за счет снижения ее загрязненности неметаллическими включениями.

Формула изобретения 01. Способ внелечной обработки низколегированной стали, включающий выпуск расплава стали в ковш, не содержащий кремнезема, раскисление,легирование, обработку расплава синтетическим шлаком и 5 последующую продувку расплава кальций- содержащими материалами, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения качества стали за счет снижения загрязненности ее неметаллическими включениями и 0 снижения расхода ферросплавов в ковш при обработке расплава синтетическим шлаком, одновременно с ним вводят попутный металл, полученный при производстве синтетического шлака при соотношении 5 синтетического шлака и попутного металла, равном (5-8): 1.

2. Способ поп, 1,отличающийся тем, что вводят попутный металл, содержащий компоненты в следующем соотноше- 0 нии, мас.%:

Марганец9-12;

Кремний21-25

Хром2-6

Никель0,25-0,30;

5Титан5-8;

Ванадий0,1-0,2

Ниобий0,4-0,5

Молибден0,6-0,7;

Медь1,4-1,5;

ЖелезоОстальное.

Таблица 1

Область применения: производство стали. Сущность изобретения1 способ включает введение синтетического шлака и попутного металла в ковш, выпуск металла в ковш, не содержащий кремнезема, раскисление, легирование, обработку синтетическим шлаком и продувку расплава кальций содержащим материалом. Соотношение между синтетическим шлаком и попутным металлом равно (5-8): 1. Попутный металл содержит- мас.% Мг 9-12, Si 21-25, Сг 2-6, NI 0,25-0,30, TI 5-8, V 0,1-0,2, Nb 0,4-0,5, Mo 0,6-0,7, Си 1,4-1,5, Fe остальное. Применение для внепечной обработки стали попутного металла позволяет уменьшить в ней содержание неметаллических включений и снизить расход ферросплавов. 1 з п. ф., 1 табл. (л С.

Химсостав и расход синтетического шлака

Химсостав и расход попутного металла

Расход ферросплавов и химсостава готовой стали

Сравнительная оценка расходов ферросплавов и загрязненности стали неметаллическими включениями (по отношению к плавке-прототипу)

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4