Способ выплавки кремнистой стали

-раз 2569 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву2) Заявлено 15,03,77 (21) 246320922-02 51) М. Кл.зС 21 С 5,52 присоединением заявки осударствеииый комитет Бюллсгея 53) УДК 669.187.25(088.8) по делам изобретений и открытийата опубликования описания 30.08.79 ий, Б, В. Молотилов,ев, Л, Б, Казаджан,Я. Костромин В П Барятиналов, В. И. ГоПономарев и И(54) СПО ПЛАВКИ КРЕМНИСТОЯ СТАЛ и 3 23) Приоритет43) Опубликовано 30.08.7Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству трансформаторной стали в дуговых электропечах.Известные способы выплавки трансформаторной стали в отечественной и зарубеж ной практике производства холоднокатаного листа охватывают выплавку в мартеновских печах, конверторах и дуговых электро- печах с разливкой в слитки и слябы через установку непрерывной разливки стали 10 (УНРС).При всех способах выплавки основная задача заключается в производстве литого металла (в слитках или слябах) определенного химического состава по основным эле ментам и, в частности, важно получить определенную ингибиторную фазу, обеспечивающую формирование в стали совершенной ребровой текстуры. Такими ингибиторами являются сульфиды марганца и нит риды алюминия.При любой термической обработке, а также пластической деформации изменяются фазовый состав и величина оксидных включений (например, окисление, дробление, диссоциация) и, следовательно, обеспечивается механическое взаимодействие включений с металлической матрицей 11, 21 Проводились исследования по изученп:о состава неметаллических включений в литой трансформаторной стали прп выплавке в электропечах и конверторах по действующим технологиям выплавки н разливки, что позволило дать только общую оцснку неметаллических включений при отсутствии взаимосвязи с электромагнитными свойствами в готовой стали 41.Вопрос о регулировании и устаповлсшгп оптимального фазового состава и величины оксидных неметаллпческих включений в литой трансформаторной стали (слябах, слитках) в промышленных условиях, а именно влияние их на электромагнитные свойства, в частности, на удельные потери в готовой стали, еще не решен. Зарубежная практика основывает весь технологический процесс гроизводства холоднокатаной трансформаторной стали с ребровой текстурой на формировании сдерживающих сульфидных и нитридных фаз. Однако нет сведений об оптимальном составе оксидных неметаллпчсских включений.Отечественная практика весь технологический процесс производства холоднокатаной трансформаторной стали основывала на нитридном и сульфидном вариантах свыплавкой в дуговых электропечах и конверторах,Известен способ выплавки трансформаторной стали в дуговых электропечах, включающий совмещение плавления с окислением, продувку металла кислородом, скачивание окислительного шлака, наведение нового, перелив из ковша в ковш, отличающийся тем, что, с целью получения содержанияв литой стали неметаллических включений 10не более 0,004%, раскисление металла проводят стадийно - в конце окислительногопериода углеродосодержащими м атериалами до повышения содержания углерода на0,02 - 0,03%, после скачивания окислитель.-,ного шлака кусковым ферросилицием в количестве 3 - 5 кг/т стали, при сливе металла из печи в ковш ферросиликокальцием вколичестве 1,0 - 2,5 кг/т и при переливе изковша в ковш алюминием в количестве 200,15 - 30 кг/т стали 51. Однако проведенный анализ металла, полученного таким способом, показал, что 90% неметаллических включений представляют сложные и простые алюмосиликаты типа А 1 зОз, они обогащены окислами железа, марганца, магния, кремния, являющимися самыми неблагоприятными для получения высоких электромагнитных свойств 60 электротехнической стали.Наблюдается большое количество (более 3%) высокоосновного шлака следующего состава: 55 - 65% СаО, 15 - 20% МдО, 15 - 20/в 810 з, 6 - 8% А 1 зОз, который активно 36 взаимодействует с футеровкой печи и ковшей, разрушая ее и насыщая металл сложными неметаллическими включениями. Кроме того, содержание серы в готовой стали составляет не более 0,004/О,поэтому не мо гут образоваться сульфиды марганца, необходимые для формирования ребровой текстуры и, следовательно, нельзя получить сталь с высокими электромагнитными свойствами. 46Целью изобретения является улучшение качества трансформаторной стали и повышение эффективности производства.Это достигается тем, что после скачивани окислительного шлака металл в печи 60 раскисляется алюминием и наводится шлак в количестве 1,5 - 2,0 О/, от веса садки из доломита, шамота, извести и ферросилиция с последующим легированием металла кремнием. 66В результате предлагаемого раскислсния и применения данных шлаковых составляющих, формируется шлак следующего состава: 35 - 45% СаО, 15 - 20% А 1 зОз, 25 - 35% 810 з, 8 - 13% МдО. Первоначальное 60 раскисление металла в печи алюминием, а затем обработка шлаком приведенного состава обеспечивает в литом металле содержание неметаллических включений на основе глинозема не более 40% и содержание се1(оличество основных составляющих Сумма БЮ,+А 1,0 зБЮг А 1.0 з у абс,о 4 абс,оо отн,зз отн,0,0046 61,0 0,0018 39,0 0,0028 Электромагнитные свойства холоднокатаной рулонной трансформаторной стали в толщине 0,35 мм: Р,за=1,01 - 1,03 вт/кг; Вязав= 1,93 тл.П р и м е р 2. Выплавку проводят в дуговой электропечи емкостью 100 т.В конце расплавления металлошихтыпроводят обновление шлака присадкой 2,0 т извести и 1,5 т агломерата.При температуре металла 1610 С начинают продувку кислородом и заканчивают ее при температуре 1665 С, Металл в этот период имеет следующий химический состав: 0 028% С, 0 06% Мп, 0,006% Р, 0 03% Сг, 0025,о/о 5 4ры в пределах 0,008 - 0,015%, необходимой для образования сульфидов марганца.П р и м е р 1 (оптимальный). Выплавку проводят в дуговой электропечи емкостью 100 т.В конце расплавления металлошихты проводят обновление шлака присадкой 2,0 т извести и 1,5 т агломерата.При температуре металла 1600 С начинают продувку кислородом и заканчивают ее при температуре 1670 С.Металл имеет в этот период следующий химический состав: 0,03 С, 0,06% Мп, 0,005% Р 003% Сг, 0,033% 5Затем присаживают в печь 1,5 т чугуна и полностью удаляют шлак, После удаления шлака металл раскисляют алюминием в количестве 0,45 кг/т и наводят шлак из составляющих: доломита - 3,0 кг/т, шамота - 4,0 кг/т, извести - 12,0 кг/т и порошка ферросилиция - 6,0 кг/т стали .Включают печь. При расплавлении шлака и достижении температуры металла 1640 С металл сливают в ковш. Продолжительность периода рафинировки составляет 10 мин.Шлак имеет следующий состав: 40% СаО, 30% 51 Оь 15% А 10 з, 11% МдОМеталл со шлаком сливают в ковш, оборудованный приспособлением для продувки аргоном. Металл легируют кремнием в ковше с последующей продувкой аргоном (расход 0,5 м/т стали). Металл разливают на УНРС в слябы сечением 150 Х 890 мм.Литой металл имеет следующий химический состав: 0,035% С, 0,08 Мп, 0,010% Ь, 0006% Р, 305% Я, 00094% Х 0010% А 1 10) =0 0025%Данные о неметаллических включениях в литом металле приведены в таблице.682569 Составитель В. Чесноков Корректор А Галахова Техред Н. Строганова Редактор Н, Данилович Заказ 1789/11 Изд. Ме 491 Тираж 658 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Сапунова, 2 Типография, пр. Затем присаживают в печь 1,5 т чугуна и полностью удаляют шлак. После удаления шлака металл алюминием не раскис- ляется, а сразу наводится новый шлак из составляющих: доломита - 3,0 кг/т, шамота - 4,0 кг/т, извести - 8,0 кг/т и порошка ферросилиция - 6,0 кг/т стали. После расплавления шлака и достижения температуры металла 1645 С металл сливают в ковш, Продолжительность рафинировки составляет 10 мин.Шлак имеет следующий состав: 39/, СаО, 32 о/о Я 02 26/о А 1 зОз, 13/, МдО.Металл сливают в ковш, оборудованный приспособлением для продувки аргоном. Легирование металла кремнием проводят в ковше с пследующей продувкой аргоном (расход 0,5 м/т стали). Металл разливают на УНРС в слябы сечением 150 Х 890 мм,Литой металл имеет следующий химический состав: 0,040 о/о С, 0,07/о Мп, 2,90/о Я, 0 011 о/о 5 0 006 о/о Р 0 010 о/о И, 0,0060 А 1, 01=0 025 о/оЭлектромагнитные свойства холоднокатаной рулонной трансформаторной стали в толщине 0,35 мм; Р 1 зз=1,19 - 1,57 вт/кг; Вззоо=1,85 тл.П р и м е р 3, Выплавку проводят в дуговой электропечи емкостью 100 т.В конце расплавления металлошихты проводят обновление шлака присадкой 2,0 т извести и 1,5 т агломерата,При температуре металла 1600 С начинают продувку кислородом и заканчивают ее при температуре 1660 С. Металл в этот период имеет следующий химический состав: 0030 о/о С, 010 о/о Мп, О 004 о/о Р, 002 о/о Сг, 0,030 о/о 5. Затем присаживают в печь 1,5 т чугуна и полностью удаляют шлак. После удаления шлака металл раскисляют алюминием в количестве 1,0 кг/т стали и наводят шлак из составляющих: доломита - 3,0 кг/т, шамота - 4,0 кг/т, извести - 12,0 кг/т и порошка ферросилиция - 6,0 кг/т стали.При расплавлении шлака и достижении температуры металла 1640 С металл сливают в ковш. Продолжительность периода рафинировки составляет 9 мин.Шлак имеет следующий состав: 41 о/о СаО, 29 о/о 510, ЗОо/о А 120 з 11 о/о МдО.Легирование металла кремнием проводят в ковше с последующей продувкой аргоном (расход 0,5 м/т стали). Металл разливают на УНРС в слябы сечением 150 Х 890 мм.Литой металл имеет следующий химический состав: 0,040 С, 0,11 о/о Мп, 3,04 о/о Ь 1,60,006 о/о Р 0010 о/о Ь, 0,009 о/о М, 0,025 о/о А 1,0 =0,003 о/о.Электромагнитные свойства холоднокатаной рулонной трансформаторной стали втолщине 0,35 мм: Р 1,з/зо - 1,5 кт/кг; В 2500==17,5 тл.Предлагаемый способ выплавки позволяет улучшить на 10 о/о электромагнитныесвойства холоднокатаной рулонной транс 10 форматорной стали. В толщине листа0,35 мм на опытном металле средние значения ваттных потерь составляют 1,04 вт/кг,а в плавках текущего производства -1,10 вт/кг, Экономический эффект из-за уве 15 личения выхода стали высших марок составит 850 тыс. руб. Кроме того, продолжительность плавки уменьшается на 30 мини стойкость футеровки увеличивается на10 о/о, что дает экономический эффект20 295 тыс. руб.Технологические затраты составят49 тыс. руб.Таким образом, экономический эффектсоставит 1096 тыс, руб.25формул а изобретения1. Способ выплавки кремнистой стали,включающий совмещения плавления с окислением, продувку металла кислородом,30 скачивание окислительного шлака, наведение нового, перелив из ковша в ковш илипродувку металла аргоном, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения качества стали и повышения эффективности35 производства, после скачивания окислительного шлака металл раскисляют алюминиемв количестве 0,4 - 0,55 кг/т стали и наводятшлак из обожженного доломита, шамотного порошка, извести и порошка ферросили 40 ция в следующих пропорциональных отношениях: доломит - 1,0 - 1,5; шамотный порошок - 1,4 - 2,05; известь - З,З - 6,0; порошок ферросилиция - 2,3 - 2,7.2. Способ по п. 1, отличающийсятем, что при содержании серы в металле вконце окислительного периода более 0,035 о/ов ковш присаживают дополнительно 15 -20/, шлаковых составляющих от общего количества.50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 - 3. Молотилов Б. В., Голиков И, Н.Сталь, 1961, Ма 1, с. 69.4. Виноградов М, И. Включения в сталии ее свойства, - М.: Металлургия, 1963.5, Авторское свидетельство СССРЪв 398623, кл. С 21 С 5/52, 1974.