Способ раскисления полуспокойной стали

ПИС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ В АВТОРОНОРАУ ОВИОВТВРЪО(71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Шнееров Я.А, и Вихлевщук А.А. Полуспокойная сталь. М., "Металлургия", 1973.2 Патент Великобритании В 1494483, кл. ВЗР опублик. 1977.3. Авторское свидетельство СССР .по заявке 9 2680320/22-02, кл, В 22 В 7/00, 1979.(54)(57) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ ПОЛУСПОКОЙНОй СТАЛИ, включающий раскислениев ковше ферромарганцем и обработку визложнице 65-ным ферросилицием, плавиковым шпатом и конвертерным шпаком,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения выхода годного металла, снижения расхода шлакообразующей смеси и сокращения неметаллических включений, обработку стали визложнице ведут при соотношении65-ного ферросилиция, конвертерногошпака и плавикового шпата 1,0:(1,350;5):(0,17-0,23) в количестве 1,31,6 кг/т стали, причем смесь вводятв изложницу при заполнении ее жидкойсталью на 1/3-1/2 высоты. еИзобретение относится к черной металлургии, в частности к способам раскисления и разливки полуспокойной стали.Известен способ раскисления полу- спокойной стали, включающий предва рительное раскисление ферросилицием иэ расчета получения кремния в готовой стали 0,03-0,05 и окончательное раскисление добавкой алюминия 30- 150 г/т стали при разливке в иэложницы 113.Однако окисленность металла в изложнице колеблется в широких пределах (0,01-0,025). Кроме того, в процессе, разливки стали окисленность 15 металла растет за счет вторичного окисления, причем процесс вторичного окисления неуправляемый, так как зависит от скорости разливки, состояния сталеразливочного стакана, температуры металла. Нестабильность вторичного окисления приводит к неравномерности угара. кремния и алюминия как между слитками, так и по их высоте, поэтому наряду с недораскисленными слитками есть и перераскислен 25 ные, что приводит к увеличению головной обрези и ухудшению качества поверхности раската слитка полуспокойной стали.Известен способ получения слитка с различной структурой поверхностного слоя и сердцевиной, заключающийся н том, что кйпящую или полуспокой, ную сталь заливают н изложницу, при этом обрабатывают ферросилицием и 35 планиковым шпатом 2 3.Недостатком этого способа является то, что при разливке металл не обрабатывается окислителем и как правило получается перераскислен ным. Кроме того, обработка стали смесью, не содержащей окислитель и, следовательно, не являющейся экзотермической, требует значительных затрат тепла, вызывает резкое переох лаждение стали, запутынание в ней части смеси и ухудшает качество металла. При дальнейшем перегреве стали снижается качество поверхности слитка, стойкость изложниц из-за привара к ним слитков. Вторичное окисление металла также приводит к колебаниям угара раскислителей, а следовательно, и окисленности, что увеличивает отходы металла на первом переделе за счет увеличения головной 55 обрези из-за грубых рванин или глубоко залегающей усадочной раковины.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ рас кисления полуспокойной стали, нключающий раскисление в ковше ферромарганцем и обработку в изложнице 65- ным ферросилицием, конвертерным шлаком и плави ковым шпатом в соотношении 1,0;(4,5-8):(1,0-1,5) соответственнои в количестве 2,5-3 кг/т стали,причем смесь помещают на дно иэложницы перед разливкой 3,).Однако при вводе на дно изложницытакого количества шлака происходит резкое переохлаждение первых порций металла, поскольку необходимо тепло на перегрев смеси до точки ее плавления и начала экэотермической реакции (1200 С), кроме того сказываетося также охлаждающее дейстние массивного поддона, что приводит к намораживанию шлака в нижней части изложницы и повьыению расхода смеси на тонну стали. При исследовании качества слитка полуспокойной стали, отлитой по известной технологии, установлено, что в нижней части слитка повышено содержание окисных неметаллических включений, являющихся частичками шлака, запутавшимися при кристаллизации металла. Содержание кремния по высоте слитка неравномерное, так как после расплавления смеси он переходит н металл и перераспределение кремния по высоте происходит только благодаря перемешинанию расплава струей металла. Энергии струи не всегда достаточно для того, чтобы гомогенизировать нижние слои металла с повышенным содержанием кремния с верхними, у которых содержание его гораздо ниже, Это приводит к повиаению окисленности металла в головной части слитка и образованиюгазовых пузырей непосредственно уповерхности слитка, которые при прокатке вскрываются, образуя грубые рванины.Относительно небольшое количество ферросилиция (кремния), по сравнению с флюсующей частью, приводитк тому, что для получения оптимального содержания кремния н полуспокойной стали (0,06-0,08) необходимрасход смеси 2,5-3,0 кг/т стали.Кроме того, н конвертерном шлаке исходное содержание окислов железа составляет значительную величину (до 18 РеО+Ре Оз ) . Прореагиронанный шлак имеет содержание окислов железа 2-3, т.епроисходит его раскисление. В связи с этим большая часть кремния расходуется нерационально.Цель изобретения - увеличение выхода годного металла, снижение расхода шлакообразующей смеси и сокращение неметаллических включений.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу раскисления полу- спокойной стали, включающему раскис- ление в ковше ферромарганцем и обработку в изложнице 65-ным ферросилицием, планиковым шпатом и коннертерным шлаком, обработку стали н изложнице ведут при соотношении 65-ного ферросилиция, конвертерного шлака и1073296 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 плавикового шпата 1,0:(1,35-0.5): :(0,17-0,23) в количестве 1,3- 1,6 кг/т стали, причем смесь вводят в изложницу при заполнении ее жидкой сталью на 1/3-1/2 высоты.Обработка металла осуществляется 5 при расходе шлаковой смеси 1,3- 1,6 кг/т стали. При расходе смеси менее 1,3 кг/т стали шлак неполнос" тью покрывает зеркало металла в процессе наполнения изложницы, при этом 10 развивается процесс вторичного окисления, что дестабилизирует получение оптимального содержания кремния в металле. Кроме того, при таком расходе смеси необходимое количество кремния 15 в металле не может быть гарантировано.При расходе смеси выше 1,6 кг/т стали толщина образовавшегося шлакового слоя на зеркале металла такая, что нарушается нормальная теплоотдача и кристаллизация головной части слитка. При этом толщина корочки уменьшается, возможны ее прорывы и образование свищей, наличие которых приводит к увеличению головной обрези.При вводе шлаковой смеси раньше наполнения 1/3 высоты изложницы не может быть гарантировано равномерное распределение кремния по всему объе- З 0 му слитка, при этом .нижние слои слитка будут иметь повышенное, а верхние пониженное содержание кремния. Такое распределение кремния приводит к уменьшению толщины безпу зырьковой корочки. При этом возрастает головная обрезь из-за рванин и ухудшения качества поверхности заготовокНизкая дача шлака приводит к тому, что из-за намораживания 40 на стенках изложницы количество смеси недостаточно для предохранения зеркала металла то вторичного окисления.При вводе смеси выше 1/2 высоты 45 наполнения изложницы содержание кремния в нижней части слитка снижается, а в верхней увеличивается и :может достигнуть значительно выше оптимального. Это влечет к перераскислению металла в верхней части слитка и отбраковке ее по усадочной раковине. Снижение содержания кремния в нижней части слитка приводит к получению здесь структуры кипящего металла, у которого ниже физико-механические свойства. Поздняя дача смеси на зеркало металла приводит также к тому, что смесь не успевает полностью расплавиться и всплывает крупными комками. При этом 60 смесь не успевает выполнить свои функции, не раскисляет металл -доВНИИПИ Заказ 274/24 необходимого предела и засоряет верхнюю часть слитка. Все перечисленные факторы резко снижают качество слитка полуспокойной стали.Ввод смеси не на дно изложницы, а на зеркало расплавленного металла при наполнении 1/3-1/2 изложницы приводит к значительному улучшению условий расплавления смеси и формированию жидкоподвижного шлака, исключает загрязнение нижних слоев слитка запутавшимися частицами шпака, снижает расход смеси и обеспечивает более равномерное распределение кремния по высоте слитка, увеличивает выход годного и улучшение качества металла.Кроме того, снижение расхода смеси приводит к уменьшению затрат на ее приготовление, транспортировку, повышает технологичность способа получения полуспокойной стали. При раздевании слитков уменьшаются затраты ручного труда на уборку отра- ботанного шлака.П р и м е р. В кислородом конверторе выплавляют низкоуглеродистый стальной полупродукт и сливают его в сталеразливочный ковш. В ковше в металл добавляют весь необходимый ферромарганец. Находящийся в ферромарганце кремний обеспечивает его. содержание в металле перед разливкой 0,03-0,04.Разливку ведут через стакан диа" метром 70 мм, на слитки весом 8 т. При найиве 1/2 высоты изложницы на зеркало металла вводят шлаковую смесь, которая содержит, вес. (в частях):Ферросилиций65-ный 40(1)Плавиковыйшпат 8(0,2)Конвертерныйшпак 52(1,3)Расход смеси, составляет 1,5 кг/т стали.В результате получают полуспокойную сталь со стабильным содержанием кремния 0,06-0,08 и кислорода 0,015-0,018 по всей высоте слитка. Головная обрезь раскатов слитков стали марки 3 пс и 5 пс снижена на 0,3 (абс.) за счет уменьшения брака.по усадке и рванине. Расход сме- си и затраты ручного труда на уборку отработанного шлака снижены в 2 раза. Снижено содержание неметаллических включений на 30 и существенно.улучшены механические свойства металла.,Ожидаемый экономический эффект только за счет снижения дополнительных потерь металла в виде головной обреэи (рванина, усадка 1 95000 руб. Тираж 540 . Подписное