Способ производства титансодержащей стали

(51)5 Ия РЕТ ВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ.Балаба анов и тали, вклюов железа, ьфрама из добавками ГОСУДАРСТВЕ 11 НОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И,П.Бардина(56) Авторское свидетельство СССРМ 1395682, кл. С 21 С 7/00, 1986.Авторское свидетельство ЧССРМ 228830, кл. С 21 С 5/32, 1982.Заявка Японии М 59-42736,кл. С 21 С 7/10, 1984.Бюллетень НТИ "Черная металлургия",1984, М 19, с. 9-30,Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству сталей легированных титаном с низким содержанием азота, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.Известен способ внепечной обработки стали при получении заготовок непрерывной разливкой, включающий предварительное раскисление алюминием (0,4-0,5 кг/т), модифицирование титаном (0.2-0,3 кг/т), микролегирование бором (0,65-0,75 кг/т) и Окончательное микролегирование титансодержащей порошковой проволокой с расходом 0,4-0,6 кг/т в кристаллизаторе МНЛЗ.Недостатками данного способа являются большая неравномерность содержания титана в стали, высокий угар титана при вводе его в ковш. Известен способ выплавки чающий восстановление окси марганца, хрома, ванадия, во шлака при основности 0,71-0,2 86109 А(57) Использование: при производстве титансодержащих сталей. Сущность изобретения; при производстве титансодержащей стали в ковш подают синтетический шлак, выпускают расплав, вводят раскислители и титансодержащие ферросплавы, расплав продувают порошкообразным силикокальцием и дополнительно вакуумируют в ковше. Титансодержащие ферросплавы вводят двумя порциями, продувку порошкообразным силикокальцием проводят в количестве, обеспечивающем восстановление из шлака окислившегося ранее титана. ферросилиция, силикокальция, которые вводят в сверху в количестве 2-12 кг/т стали.Недостатками данного способа являются большой расход восстановителя, невысокая степень .восстановления металлов из оксидов, нестабильность получаемых результатов.Известен способ введения специальных элементов во время стадии дегазации, включающий введение таких элементов как ниобий, ванадий, титан, бор в виде оксидов в условиях вакуума.Недостатками данного способа являются большая длительность процесса, большой расход материалов-оксидов, сильный перегрев металла, обратный переход элементов в шлак в виде нитридов, что не позволяет стабильно получать узкие пределы по содержанию титана и азота,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ раскисления и модифицирования стали. включающий подачу в ковш синтети 178610910 15 20 25 30 35 конвертерах 55 ческого шлака, выпуск расплава, ввод раскислителей и титансодержащих ферросплавов, продувку силикокальцием,Недостатками данного способа являются высокий угар титана, нестабильное егосодержание в готовой стали, высокое содержание азота.Цель изобретения - повышение выходагодного путем стабилизации содерканиятитана и азота в стали.Эта цель достигается тем, что при производстве титансодержащей стали, включающем подачув ковш синтетического шлака,выпуск расплава, ввод раскислителей и титансодержащих ферросплавов, продувкупорошкообразным силикокальцием согласно изобретению расплав в ковше дополнительно вакуумиругот, а титансодержащиеферросплавы вводят двумя порциями, пер.вую из которых в количестве 65-8500 от общего вводят перед продувкойсиликокальцием, а вторую во время вакуумирования расплава или после него, приэтом силикокальций продувают с расходом3-5 кг/т на 1% окислов титана окислившихся в шлак, а расплав вакуумируют послеокончания продувки порошкообразным силикокальцием.Сущность предполагаемого изобретения заключается в рассредоточенной присадке титана, извлечении его из окисловпутем воссТановления сильными раскислителями, вакуумировании расплава для под: готовки металла перед вводомокончательной порции титансодержащихферросплавов.Известно, что титан обладает высокимсродством к кислороду и азоту, Однако вданном случае титан необходимо как можнополнее предохранить от окисления, чтобыон остался в металле. Защитные функцииможет взять на себя алюминий, а затем продувка порошкообраэными химически активными. реагентами. Например, обработкакальцием, барием позволит восстановить изокислов в шлаке титан, Необходимо такжеиметь в виду тот факт, что титан являетсясильным нитридообразующим элементом,т.е. при определеннь 1 х концентрациях титана и азота возможно образование нитридовтитана и удаление их в процессе внепечнойобработки,Для предотвращения этого необходимоограничение концентраций в металле и ти-тана, и азота, что пбзволитуменьщить вероятность образоваййя нитридов и удаленияих в шлаковую фазу, Поэтому ограничениепервойачально вводимого титана в металл;а затем вакуумирование практически исключает вероятность образования нитридов и окислов титана, Это позволяет обеспечить узкие пределы по содержанию титана в готовой стали. Таким образом, можно констатировать, что регламентация процессов окисления и восстановления титана, а также вакуумирование металла позволит обеспечить требуемое содержание титана и азота в готовой сталиПроведенными исследованиями было установлено, что наиболее целесообразно ограничить первую присакиваемую порцию титана 65-8500 от его общего количества на плавку. Расход титана менее 65 фД от его общего расхода нецелесообразен, так как это приводит к необходимости большой присадки титана во время вакуумирования или после него, высОкой неравномерности распределения титана в объеме металла; присадка более 85% приводит к большому угару титана в шлак и невозможности его полного восстановления из шлака за счет подповерхностной обработки порошкообразнымиреагентами,Расходы порошкообразного реагента для восстановления титана из окислов обусловлены следующими обстоятельствами.Расход порошкообразных реагентов менее 3 кг на каждый процент окислов титана в 1 т шлака не обеспечивает полного восстановления окисленного ранее титана, расход более 5 кг нецелесообразен в связи с падением эффективности использования вводимого реагента, разрушением футеровки ковша, ухудшением технико-экономических. показателей производства стали, насыщением металла азотом,Таким образом, в сравнении с известными техническими решениями заявленное 40 отличаетСя порционным вводом титана в металл, восстановлением иэ шлака окисленного титана и вакуумированием металла.При анализе научно-технической литературы и патентной информации не было обнаружено известных технических решений, имеющих сходные признаки с отличительными существенными признаками в предложенной совокупности, обеспечивающих сбгласно предложению, повышение выходагодного и качества стали за счет стабилизации содержания титана и азота.Примеры осуществления способа, Способ осуществлен в кислородно-конвертерном цехе при выплавке стали в 160-тонных После продувки в конвертере металл имел следующий химический состав, мас.0: С 0,05; Мп 0,11; Я 0,014; Р 0,008, Температура 1670 С.1786109 Составитель В, КириленкоТехред ММоргентал Корректор М. Керецман Редактор Заказ 229 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Металл выпускали в ковш, наполненный синтетическим шлаком, в количестве 35 кг/т стали,. Химический состав шлакл был следующим, мась: Са 054; ЯОз 3.5; АЬОз 42; ГеО 0,5. Температура шлака 1700 С.Первую порцию титана марки Ти 1 в количестве 291 кг/пл вводили в количестве 291 кгlпл вместе с другими раскислителями и легирующими. Это составило 750 от общего расхода ферротитана на плавку, равного 388 кг/пл, рассчитанного из условия получения 0,080 титана в готовой стали.После ввода 291 кг/пл, содержание титана в металле составило 0,030 . Затем ковш с металлом поступал на установку доводки плавки в ковше, где осуществляли сначала продувку металла силикокальцием марки СК(силикобарием марки ФСБа 27), а затем осуществляли подъем фурмы и производили подповерхностное вдувание СК(ФСБа 27) с целью восстановления окисленного ранее из первой порции титана.Содержание окислов титана в синтетическом шлаке после ввода первой порции титана до продувки порошком силикокальция было 4,50 , после ввода силикокальция 0,6450 , т.е, степень восстановления составила 900 . Содержание титана после продувки силикокальцием (силикобарием) составило 0,054%. После этого металл направляли на установку вакуумирования ВН, где осуществляли его вакуумирование и осуществляют ввод 140 кг/пл ферротитана из условия 900 -го усвоения титана.Содержание титана в стали после ввода двух порций ферротитана составило 0,054+ +0,026 = 0,08.Химический состав полученной стали после всех корректирующих операций был следующий, мас,%: С 0,1; Я 0,33; Мп 1,65; Я0,005: Р 0,014; А 0,04; Сг 0,02; й 0,03; Со0,15; Т 0,08; МЬ 0,03; й 0,0065,Относительное удлинение горячеката 5 ного листа в толщине 15,7 составило 23,6;выход годного 86,2%.Анализ опытных плавок показал, что исследование предполагаемого способа производства стали при соблюдении10 заявляемых параметров позволяет повысить выход годного эа счет стабилизациисодержания титана и азота.Для расчета ожидаемого экономического эффекта от внедрения предлагаемого15 способа за базовый объект принята технология выплавки стали 09 Г 2 ФБ в конвертерном цехе - М 1 Новолипецкогометкомбината.Экономическая эффективность от внед 20 рения предлагаемого способа производствастали составит 0,85 руб/т стали.Ф ар мул а изобретен ияСпособ производства титансодержащей стали, включающий подачу в ковш син 25 тетического шлака, выпуск расплава, вводраскислителей и титансодержащих ферросплавов, продувку порошкообразным силикокальцием,отл ича ющийся тем,что,с целью повышений выхода годного путем30 стабилизации содержания титана и азота,расплав в ковше дополнительно вакуумируют, а титансодержащие ферросплавы вводят двумя порциями, первую из которых вколичестве 65-850 от общего вводят перед35 продувкой расплава силикокальцием, а вторую - во времй вакуумирования или посленего, при этом силикокальций продувают срасходом 3-5 кг/т шлака на 1 окислов титана, окислившихся в шлак, а расплав ваку 40 умируют после окончания продувкипорошкообразным силикокальцием,