Способ внепечной обработки рельсовой стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1) 51)4 С 21 С 7/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЬСТВУ АВТОРСН я9 Ф УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТ(71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно"исследовательский институт металлов (53) 669.18.046.517.621.746.58(088.8) (56) Колпаков:С.В., Шалимов А.Г., Поживалов А.М. и др. Обработка конверторной стали аргоном. Сталь, 1979, У 3, с. 177-179.Шюрман Э., Реденец Б., Илушнель В. Кинетика угара алюминия при продувке металла в ковше инертным газом. Черные металлы, 1980, В 24, с. 19-25.(54)(57) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла алюминием в ковше, про" дувку его аргоном с интенсивностью 0,0036-0,0046 м /т мин и контроль со 3держания алюминия в металле в процессе продувки, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью уменьшения загрязненности рельсов строчечными оксид" ными включениями, продувку металла аргоном ведут с интенсивностью 0,0036- 0,0046 м ф/т мин в течение первых 4-6 мин, затем с интенсивностью 0,0023-0,0035 м /т мин до содерж алюминия в металле 0,012-0,0173.Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при производстве рельсовой стали.Цель изобретения - уменьшениезагрязненности рельсов строчечными 5оксидными включениями,Внепечную обработку рельсовой стали в ковше осуществляют продувкойаргоном с интенсивностью 0,00360,0046 м /т"мин в течение первых4-6 мин, а затем с интенсивностью0,0023-0,0035 м /т мин до получениясодержания растворенного в металлеалюминия 0,012-0,0177уменьшение интенсивности продувки 15аргоном на заключительной фазе еенеобходимо для предотвращения загрязнения металла шлаковыми включениями при перемешивании шлака с металлом и уменьшения скорости выгорания 20алюминия. Кроме тога, решающее значефние для уменьшения загрязненности оксидными строчечными включениями рельсов имеет получение оптимального содержания алюминия в рельсовой стали 250,012-0,0177. Для этого также необходима пониженная скорость окисленияалюминия.Выбор граничныхпараметров обуслов 30лен тем, что при интенсивности продувки аргоном менее 0,0023 м /т-мин эффективность ее в отношении удалениянеметаллических включений резко падает, а кроме того, получение оптимального содержания алюминия в стали 5(0,012-0,0177)затрудняется в случаеполучения высокого содержания его вметалле в конце первого этапа продувки. Превышение интенсивности продувки аргоном более 0,0035 м/т мин фне позволяет получить требуемое содержание алюминия в случае содержанияего после первого этапа продувки,близком к нижнему пределу (0,0127).Кроме того, дальнейшее увеличение ф 5интенсивности продувки влечет за собой засорение металла шлаковыми включениями. Оптимальное содержание алюминия в стали (0,012-0,017) установлено на основании статистической обработки плавок рельсовой стали, продутой аргоном в 200-тонных ковшахмартеновского цеха, а также проведения опытных плавок, Это исследование показало, что перевод рельсов 11 55группы в Ц сорт по неметаллическимвключениям приходится, главным образом, на плавки с содержанием алюминия в металле до 0,0127 или выше 0,0177.Продолжительность первого этапа продувки 4-6 мин аргоном с интенсивностью 0,0036-0,0046 м /т. мин обусловлена тем, что при продувке менее 4 мин не обеспечивается основное назначение продувки; усреднение химического состава и температуры металла в ковше, а превышение его выше 6 мин в ряде случаев приводит к получению содержания алюминия в стали менее 0,0127,После 10-15-минутной выдержки металла в ковше, ковш подают на стенд на установку для продувки металла аргоном, Продувку начинают, опусе,кая фурму в металл при давлении аргона несколько выше ферростатического металла в ковше.; Затемв зависимости от состояния и количества шлака в ковше, от степениоголения металла из-под шлакаустанавливают интенсивность продувки в пределах 0,0036-0,0043 м /т.мин,3Продолжительность первого этапа(4-6 мин) устанавливают в зависимости от продолжительности раскисления и выпуска металла из печи, температуры металла перед раскислениеми других факторов. Если выпуск былдлительным, продолжительность первогоэтапа продувки уменьшают до 4 мин,если бып коротким, удлиняют до 6 мин,При нормальной продолжительности выпуска (15-20 мин) продувку на первом этапе производят в течение 5 мин,После окончания первого этапа фурмуподнимают, производят с помощью активометра определение содержания растворенного в металле кислорода дляоценочного определения содержания алюминия в металле. (Содержание алюминия общего может быть определенонепосредственно в пробе спектральным методом),На основании полученных данныхоценочно определяют продолжительность дальнейшей продувки и интенсивность ее в пределах 0 0023 Ф0,0035 м /т мин.П р и м е р 1, Плавка выпускается в ковш в течение 18 мин. В ковшприсаживают алюминий в количестве500 г/т, Толщина слоя шлака обычная(200 мм). Ковш через 10 мин подаютна установку для продувки металлааргоном. В течение первых ." мин1186продувку ведут с интенсивностью55 м /ч (0,0042 м /т мин). Послеэтого с помощью активометра производят замер кислорода, содержание которого составляет 0,00067 что соответствует 0,020-0,0227 алюминия, С учетом скорости выгорания алюминия навтором этапе продувки в среднем0,0017./мин и необходимости получения содержания его в металле в пре Оделах 0,014-0,0157 продувку ведутеще 6 мин с интенсивностью 37 м /ч(0,0029 м /т мин). Контроль раство 5ренного кислорода показывает 0,00087.,что соответствует содержанию в.металле 0,0157 алюминия. Продувку заканчивают,П р и м е р 2Металл в ковше раскисляют так же, как в примере 1, Вы-пуск металла продолжается 30 мин. 20Это предопределяет повышенный угаралюминия в ковше, Продувку на первомэтапе ведут с более низкой интенсивностью 50 м/ч (0,0039 м/т мин),После 4 мин продувки замеряют содержание кислорода 0,00077 что соответствует содержанию 0,017-0,0207. алюминия, Второй этап продувки проводяттакже с пониженной интенсивностью32 м /ч (0,0023 м /т мин) в течение ЗО4 мин. При такой интенсивности продувки скорость выгорания алюминия составляет 0,00077/мин. После второго этапапродувки содержание кислорода составляет 0,00097, что соответствует0,015-0,0167. алюминия. Продувка заканчивается.П р и м е р 3. Выпуск плавки продолжается 12 минВ ковше толщина слоя, шлака 300 мм, Это предопределяет, с 4 О одной стороны, малый угар алюминия при раскислении металла в ковше, с другой, малую скорость выгорания алюминия в процессе продувки вследствие практического устранения окисления 45 его кислородом воздуха. Продувку в первом периоде ведут с наибольшей интенсивностью 58 мз/ч (0,0046 мэ/т.мин), После 6 мин продувки содержание кислорода в металле 0,00067 что соответ 5 О ствует 0,020-0,0227 алюминия. Второй этап продувки ведут также с максимальной интенсивностью 45 м/ч (0,0035 м/т мин). При рассматриваемых условиях ожидаемая скорость окисления алюминия 0,0008 7/мин. Для получения 0,014-0,0157 алюминия продолжительность продувки должна состав 655 4лять еще 6 мин, После 6 мин продувки содержание кислорода 0,00077, чтосоответствует заданному содержаниюалюминия 0,0167., На этом продувкузаканчивают,Как показали данные опытной проверки, в результате использованияпредлагаемого способа внепечной обработки рельсовой стали практическиустраняется перевод рельсов 11 группы во 11 сорт по строчечным оксиднымвключениям. Контроль осуществляетсяна 6 шлифах, вырезанных из трех головных и трех донных рельсов от плавки, в случае обнаружения на одномиз шлифов строчек оксидов более 8 мм,все рельсы данной плавки переводят.ся во 11 сорт.Для проверки проводят сериков опытных плавок в промышленных условиях,металл продувают аргоном в течение4-6 мин с интенсивностью 0,00360,0046 м/т мин, затем в части плавок продувку продолжают с той жеинтенсивностью по известному способу, а в части плавок продолжают спониженной интенсивностью 0,00230.,0035 м /т.мин по предлагаемому9способу. Результаты приведены втаблице,Из приведенных данных видно, чтовсе плавки с интенсивностью продувкина завершающей стадии 0,00230,0035 м /т мин имеют оптимальное9содержание алюминия в готовом металле (0,012-0,0177) и удовлетворяют требованиям стандарта для рельсов 1 сорта в отношении длины строчечных оксидных включений - до 8 мм,Плавка 3 с, низкой интенсивностью продувки отличается высоким содержаниемалюминия (0,019/) и не удовлетворялатребованиям стандарта - максимальнаядлина строчечных оксидов 8,36 мм.Это же относится к плавкам 6 и 7 свысоксй интенсивностью продувки аргоном по известному способу,Предлагаемый способ внепечной обработки рельсовой стали в сравнении с известным способом обеспечивает снижение отсортировки рельсов во Ц сорт по неметаллическим включениям. Внепечная обработка по предлагаемому способу на проверочных опытных плавках обеспечивает во всех случаях получение рельсов 1 сорта. Из 7 плавокф относящихся к известному способу обработки рельсовой стали, 5 плавок1186655 Концентрация АР вконце продувки,7. Интенсивность продувки за время с 4-6 мин до 10 мин3Э м /т-мин Длина строчекоксидов, мм Продол- жительРасходалюминияг/т Плавка ность продувки,мин Средняя Макси- мальная 2,27 4,90 1 О 500 1,84 3,92 10 500 8,36 3,63 10 500 2,74 0,78 10 500 1, 18 3,39 10 500 500 3,54 10,39 13,72 10 3,76 10 400 Составитель К. СорокинТехред Л.Микеш Корректор В. Гирняк Редактор Н. Яцола Заказ 6505/29 Тираж 552ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Н(-35, Раушскаянаб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к 1 сорту рельсов по неметаллическим включениям (по результатамзаводского контроля каждая 2-3-я проконтролированные плавки переводятсяво 11 сорт по неметаллическим вклю"чениям. Средняя длина строчечных оксидных включений из максимальных оценок шлифов при продувке по предлагае Омому способу составляет 3,74 мм, поизвестному способу 7,72 мм Содержа 0,0029 0,0025 0,0022 0,0035 0,0023 0,0037 0,0036 ние окислов железа при продувке аргоном под окислительным шлаком вконце продувки по предлагаемому способу не превышает 4 Х, по известному -не менее 8 Ж. Перевод рельсов во Дсорт приводит к значительным материальным потерям для производителя рельсов, так как он теряет 25 руб на 1 т.рельсов. Потребитель несет еще большие потери вследствие снижения эксплуатационной стойкости рельсов. 0,015 0,015 0,019 0,012 0,017 0,011 0,009