Способ выплавки стали для автолиста Советский патент 1982 года по МПК C21C7/00 

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ ДЛЯ АВТОЛИСТА

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к вьшлавке стали для автолиста в кислородном конверторе.

Известен способ производства стали, при осуществлении которого в расплав опускают стержень с участком из углеродсодержащего материала. Этому стержню сообщают осевые, вибрации с частотой 0,4-15 Гц и амплитудой 10100 мм 1 .

Данным способом решается лишь частная задача насыщения расплава углеродом, а вибрация применяется для улучшения перемешивания, но применение вибриоующих стройств для перемешивания металла нерационально из.-за сложности и необходимости дополнительных эксплуатационных затрат, а также возможности разрушения углеродистого блока от вибрации.

Известен также способ производства стали, при осуществлении которого полупродукт выплавляют в конверторе и затем выпускают в ковш, где металл раскисляют алюминием, кремнием и марганцем и продувают нейтральным газом. Присадку алюминия ведут рассредоточению. Первую порцию в количестве 0,02-0,10 мас.% металла присаживасют на дно ковша, а вторую в количестве 0,05-1,2% после наполнения 1/41/2 объема ковша. По наполнении 3/4 объема ковша в него присаживают известь в количестве 0,5-1,5 мас.% металла. Продувку металла инертным газом осуществляют с расходе 0,010,075 стали .

10

Однако этот способ характеризу тся высоким угаром раскисляющих и легирующих элементов, недостаточно высокой стабильностью химического состава жидкой стали.и, следовательно,поалценным браком, по химичейкому составу, а также повышенным браком по механическим свойствам готовой стали, особенно для металла высшей кате гории по штампуемости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали, включающий выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного метгшла в ковш, предварительное раскисление углеродистьл4 блоком с выдержкой его в металле на глубине 20-80% высоты ковша в течение 2-5 мин и окончательное раскисление З. Недостатком известного способа яв ляется повышенный брак по химическому составу из-за значительных колеба ний температуры металла перед раскис лением и, как следствие этого, неоди наковое от плавки к плавке усвоение раскислителей. Цель изобретения - уменьшение бра ка по химическому составу и сокращение расхода раскислителей. Поставленная цель достигается тем что согласно способу выплавки стали, включакяцему выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в ковш, предварительное раскисление углеродистым блоком с выдержкой его в металле на глубине 20-80% высоты ковша в течение 2-5 мин и окончательное раскисление, нераскисленный металл продувают в ковше инертным газом до получения температуры 1585-1595 С, предварительное раскисление углеродным блоком осуществляют не прекращая продувки, а окончательное раскисление производят одновременной присадкой металлического марганца и алюминия,. Расход металлического марганца составляет 1-2,5 кг/т стали. Расход алюминия составляет 12,5 кг/т стали. Металлический марганец присаживают порциями весом 200-750 кг каждая. Расход инертного газа составляет 50-70 HMV4. При обработке технологии выплавки стали в условиях промышленного экспе римента установлено, что оптимальной температурой металла для начал.а технологических операций в ковше являет ся 1590-1595С (интервал температуры в 5 С определяется практической точностью ,ее замеров). Этот уровень температуры позволяет провести, весь комплекс технологических операций с минимальными потерями вводимых эле ментов, так как их угар при прочих равных условиях определяется температурой расплава. Доведение температуры металла до заданного уровня осуществляется за счет продувки металла аргоном. Введение углеродного блока позволяет предварительно раскислить металл , применяя самый дешевый раскислитель. Опускание в расплав углеродного блока во время продувки металла аргоном позволяет процесс предварительного раскисления осуществлять при условиях оптимального массообмена. Раскисление углеродом с одной временной продувкой аргона позволяет также снизить концентрацию вредных газов в металле. Введение марганца и алюминия после раскисления металла углеродом позволяет снизить угар легирующих,уменьшить брак по химическому составу, повысить стабильность химического состава, уменьшить общее количество неметаллических включений, так как чарть кислорода удаляется в виде окиси углерода. Одновременное введение марганца и алюминия позволяет получить неметаллические включения наиболее благоприятной формы. Минимальный расход марганца (1,0 кг/т) с учетом коэффициентов его усвоения, определенных опытным путем, обеспечивает получение нижнего предела марочного состава стали при исходном содержании,%: С 0,05, Мп 0,14. Дальнейшее уменьшение расхода марганца нецелесообразно,так как повышается вероятность получения брака по химическому составу. Максимальный расход марганца с учетом коэффициента усвоения и совместности введения с алюминием обеспечивает получение верхнего марочного состава стали. Расход алюминия определяется исходным содержанием углерода, марганца, количеством шлака и химическим составом, но степень влияния факторов различна и не поддается прямому расчету. Нижний предел 1,5 кг/т) необходим при содержании углерода 0,05% и марганца 0,012-0,015% и отсутствии железистого шлака. Дальнейшее уменьшение расхода нецелесообразно, так как повышается вероятность получения концентрации алюминия ниже нижнего предела. Максимальный расход (2,5 кг/т) необходим при исходном содержании,%: С 0,03, Мп 0,1 и наличии железистого шлака в количестве 0,5%. Дальнейшее увеличение нецелесообразно, так как это приводит к необоснованному повышению себестоимости стали. Алюминий целесообразно вводить в металл непрерывно - это способствует лучшему его усвоению и более равномерному распространению по объему ковша, в марганец целесообразно вводить отдельными порциями. Так как марганец плавится не сразу, то сначала куски распространяются по всему объему ковша и затем уже он полностью растворяется. Минимальный размер одной порции целесообразно принять равным 300 кг из удельного расхода марганца иего фракционного состава. Присаживать в печь меньшие порции марганца нецелесообразно, так как это приводит к увеличению времени присадки марганца и последняя порция не успевает растворйться в металле. Максимальную величину порции марганца (750 кг) целесообразно присажи вать в том случае, когда имеет место наибольший удельный расход марганца, т.е. исходное содержание составляет менее 0,1. Дальнейшее увеличение массы одной порции нецелесообразно, так как это может привести к закозлению, т.е. образованию монолита и резкому возрастанию времени, необходимого для его растворения в жидком металле. Пример 1, При выплавке стали марки 08Ю в 300-тонном конверторе в него загружают 90-100 т стального лома и заливают 265-270 т жидкого чу Гуна. Металл продувают кислородом с чистотой 99,6%, расход которого составляет 1150-1350 . По ходу продувки в конвертор присаживают изв.есть и плавиковый шпат, а в конце продувки известняк в количестве 0,2-1 мас.% металла. Одновременно присадкой известняка производят опус кание фурмы на 75% от первоначального положения по отношению к спокойной ванне. В пробе, взятой из конвертора пос ле окончания продувкир содержание элементов составляет, мас.%: С 0,03 Нп 0,i; S 0,015; Р 0,008, ,003. Перед выпуском .металла из конвертора в ковш присаживают 900 кг известняка. В конце выпуска производят отсечку конверторного шлака. После окончания слива металла ковш подают на аргонную установку. Замеряют температуру, которая оказывается равной 1605°С. Металл продувают аргоном с расходом 50 в течение 3-х мин. В результате продувки температуру снижают до 1595°С. После замера темпера туры, не прекращая продувки, в метал погружают углеродный блок на глубину, составляющую 80% глубины металла и выдерживают этот блок в металле в течение 2-х мин. После поднятия углеродистого блока в металл начинают подавать алюминиевую проволоку диаметром 9 мм с расходом 50 кг/мин и во время ввода алюминия в ковш при саживают металлический марганец в количестве 750 кг (2,5 кг/т). Алюминий вводят в металл в течение 9 мин. Всего вводят 450 кг или 1,5 кг/т стали. После окончания введения алюминия металл продувают арго ном с интенсивностью 80 нм/ч в тече ние 4-х мин. После окончания продувки металла аргоном зеркало расплава, находящееся в ковше, засыпают теплоизолирующим материалом (, шунгизитом ) с расхо дом 4 кг/т стали. Затем ковш с металлом подают на МНЛЗ. Готовый метал имеет следующий состав,%: С 0,05, Мп 0,22, Si 0,01; А1 0,04; Р 0,015, S 0,017; Nj2.0,005. Готовый лист имеет механические свойства, отвечающие требованиям ОСВ (особо глубокая выт-яжка), т.е. имеет выаиую категорию качества. Пример 2. Выплавку стали марки 0810 в 300-тонном конверторе производят аналогично примеру 1. Температура металла перед продувкой металла аргоном составляет 1600С. Металл продувают аргоном п течение 4-х мин с расходом 60 .Температуру металла снижают до 1585С, затем в металл погружают углеродный блок на глубину, равную 50% глубины металла и выдерживают этот блок в металле в течение 3,5 мин. После поднятия углеродного блока в металл опускают алюминиевую штангу и присаживают металлический марганец, присадку которого осуществляют двумя порциями по 200 кг (удельный расход 1,33 кг/т) с интервалом в 1,5 мин. После присадки второй порции металлического марганца металл продувают аргоном в течение 8 мин с расходом 80 нм/ч. Усвоение марганца составляет 82%, а сшюминия 16%, что свидетельствует о низком угаре вводимых элементов. Проба металла, отобранная на разливке, содержит, мас.%: С 0,04; А1 0,042, Мп 0,21; Si 0,01; Р 0,016, S 0,013; ,0052, что соответствует требованиям ГОСТа по химическому составу. Готовый лист соответствует требованиям ОСВ. Предлагаемое изобретение позволяет снизить расход марганца на 0,2 кг/т, стали и алюминия на 0,3 кг/т,брак по химическому составу снижается на 1,0%. Формула изобретения 1. Способ выплавки стали для автолиста, включающий выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в ковш, предварительное раскисление углеродным блоком с выдержкой его в металле на глубине 20-80i% высоты ковша в течение 2-5мин и окончательное раскисление, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения брака по химическому составу и сокращения расхода раскислителей, нераскисленный металл продувают в ковше инертным газом до получения температуры 1585-1595С, предварительное раскисление углеродным блоком осуществляют не прекращая продувки, а окончательное раскисление производят одновременной присадкой металлического марганца и алюминия.

2.Способ no п. 1, отличающий с я тем, что расход металлического марганца составляет 12,5 кг/т стали.

3.Способ по п. 1, о т л и ча ю- щ и и с я тем, что расход гшюминия составл ет 1-2,5 кг/т стали.

4.Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что метсшлический маргаиец присаживают порциями весом 200-750 кг каждая.

5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что расход а инертного газа со стайляет 50-70 нм/ч

Истдчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №.773081, кл. С 21 С 7/02, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР 632731, кл. С 21 С 5/28, 1978.

3. Сталь, 1981, 2, с. 26-27.