Способ внепечной обработки низколегированной стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 176696 Ц 5 С 21 С 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" и Научно-исследовательский институт черной металлургии им,И,П,Бардина(56) Авторское свидетельство СССРМ 1062273, кл, С 21 С 5/52, 1982,Патент Японии М. 56-5405,кл. С 21 С 7/064, 7/04, 1981.(54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИНИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ СТ АЛИ Изобретение относится к чернои металлургии, в частности к производству стали, рафинированной жидким синтетическим шлаком, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.Известен способ производства стали, включающий раскисление, легирование металла в ковше, обработку жидким синтетическим шлаком и кальцийсодержащими материалами, состоящими из смеси извести и плавикового шпата, которые дают в определенном соотношении к синтетическому шлаку,Известен способ производства стали, включающий обработку металла жидким синтетическим шлаком и кальцийсодержащими сплавами, которые постепенно присаживают в кусках под струю металла в вода атер ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВ Е ИЗОБРЕИДЕТЕЛ ЬСТВУ(57) Область применения: производство стали, Сущность изобретения: способ включает введение синтетического шлака и попутного металла в ковш, выпуск металла в ковш, не содержащий кремнезема, раскисление, легирование, обработку синтетическим шлаком и продувку расплава кальций содержащим материалом. Соотношение между синтетическим шлаком и пспутным металлом равно (5-8):1. Попутный металл содержит: мас,0 Д; Мп 9-12, Я 21-25, С 2-6, М 0,25-0,30, Т 5-8, Ч 0,1-0,2, ИЬ 0,4-0,5, Мо 0,6-0,7, Со 1,4-1,5, Ре остальное. Применение для внепечной обработки стали попутного металла позволяет уменьшить в ней содержание неметаллических включений и снизить расход ферросплавов, 1 з,п. ф 1 табл. роцессе выпуска плавки по меровш раскислителей и легирующилов,К общим недостаткам перечисленных способов можно отнести повышенный угар дефицитных ферросплавов. К тому же эти способы недостаточно эффективны из-за раздельного ввода раскисляющих элементов,Известен способ обработки стали в ковше жидким синтетичеСким шлако, в который с целью повышения качества металла перед обработкой и в процессе обработки вводят углерод, Однако данный спэсоб неприменим для производства сталин низким содержанием углерода, сложен техноЛочески (ввод углерода) и неудобен в экологиче5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 ском плане (газовыделение при вводе углерода).Известен способ рафинирования жидких сплавов на основе железа с оборотнымиспользованием побочных материалов, согласно которому из отработанного шлакапутем регенерации извлекают исходныекомпоненты и используют повторно в качестве вспомогательйь 1 хматериалов при рафинировании.Недостатком данного способа являетсятрудность процесса регенерации и невысокая рафинирующая способность шлака,Наиболее близким к предлагаемому по,. технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения стали, согласно которому металл выпускают в ковш,не содержащий кремнезема, раскисляют,легируют и обрабатывают синтетическимшлаком, также не содержащим кремнезема,после чего металл продувают кальцийсо держащим веществом, при этом скоростьвдувания кальцийсодержащего веществавыше скорости реакции.Недостатком данного способа являют ся худшие условия формирования и удаления неметаллических включений при"раздельном вводе раскисляющих элемен" тбв, а также повышенный безвозвратныйугар раскислителей.Целью изобретения являются снижениерасхода ферросплавов и повышение качества металла за счет снижения загрязненноСти стали неметаллическими включениями.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу производства стали,включающему выпуск расплава стали вковш, не содержащей кремнезема, раскисление, легирование и обработку расплавасинтетическим шлаком, продувку металла 4кальцийсодержащими материалами, в ковшпри обработке расплава синтетическимшлаком, одновременно с ним вводят попутный металл, полученный при производствесинтетического шлака при соотношениимежду синтетическим шлаком и попутнымметаллом, равном (5-8):1,Попутный металл содержит, мас,%: 9-12Мп; 21-25 31; 4-6 Сг; 0,25-0,30 К; 5-8 Т 1;0,1-0,2 Ч; 0,4-0.5 МЬ; 0,6-0,7 Мо; 1,4-1,5 Сц;остальное Ре,Сущность предлагаемого изобретениязаключается в следующем,Известно, что в процессе работы шлакоплавильной печи (например, ОКБ) вусловиях массового производства синтетического шлака для внепечного рафинирования стали образуется 5-7% попутногометалла указанного состава, который необходимо периодически сливать. Комплексные ферросплавы обладают большей раскислительной способностью элементов по сравнению с вводом их в отдельности, При этом получаются более благоприятные по химическому составу и морфологии неметаллические включения, которые полнее удаляются из металла. Снижение расхода ферросплавов достигают за счет использования раскислительной способности Мп, Т 1, 31, Ч, ИЬ, содержащихся в попутном металле, кроме того, увеличивается степень их усвоения из-за высокой плотности попутного металла,Более высокие результаты по снижению расхода ферросплавов и повышению качества стали были получены при соотношении массы синтетического шлака и попутного металла (5-8):1, Изменение этого соотношения в сторону увеличения доли синтетического шлака в смеси приводит к его перерасходу без фактического улучшения получаемых результатов,Уменьшение же доли синтетического шлака, равно как и увеличение попутного металла выше заявленного предела приводит к ухудшению рафинирования стали, в т,ч, от неметаллических включений, К тому же ввод большого количества попутного металла из печи для выплавки синтетического шлака, содержащего такие примеси как Сг,Т, Сц, может отразиться на химическом анализе и качестве готовой стали, что недопустимо для тех марок стали, для которых эти примеси нежелательны.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ соответствует критерию "новизна", При анализе научно-технической литературы и патентной информации не было обнаружено известных технических решений, имеющих сходные признаки с отличительными признаками предложенного способа, обеспечивающих снижение расхода ферросплавов и повышение качества металла за счет снижения загрязненности стали неметаллическими включениями, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия".П р и м е р. Опытные плавки проводились на стали марки 09 Г 2 со следующими ограничительными пределами по химсоставу, мас.%. 0,08-0,11 С; 1,5-1,7 Мп; 0,15-0,35 Я; 0,015-0,030 Т 1; не более 0,008 Я; 0,025 Р;0,1 Сг; 0,1 Сц.Плавки продувались кислородом в 350- тонных конверторах на МК "Азовсталь" до получения полупродукта с 0,04-0,06% С, 0,015-0,020% Я, 0,003-0;006% Р и температуры 1650-1670 С. После получения экс" пресс-анализа полупродукт выпускают всталеразливочный ковш с муллитокорундовой футеровкой, частично заполненный синтетическим шлаком и попутным металлом, полученным в той же шлакоплавильной печи, что и синтшлак. Всего с использованием синтетического шлака и попутного металла выплавлено 6 плавок(табл. 1, примеры 1-6), в т.ч, четыре плавки (примеры 1-4) проведены в заявленных соотношениях расходов синтетического шлака и попутного металла и две плавки (примеры 5-6) вне заявленных пределов.Для сравнения со способом-прототипом была выплавлена плавка (пример 7), перед выпуском которой в ковш был залит один синтетический шлак без попутного металла.На всех плавках раскислители и легирующие присаживались в ковш во время выпуска полупродукта из конвертера в соответствии с химическим составом стали 09 Г 2 С и с учетом содержания Мп, Я и Т в попутном металле. При этом на плавках с попутным металлом суммарный расходферросплавов был ниже, чем по способу-прототипу,После выпуска ковш с металлом на всех плавках поступает на установку доводки металла (УДМ), где осуществляют усредни- тельную продувку стали аргоном, после чего продувают его порошкообразным силикокальцием с расходом 1,5 кг/т и в случае необходимости проводят корректировку химического состава. После обработки стали на УДМ отбирают пробу на химанализ, замеряют температуру и передают плавку на УНРС, Литые слябы прокатывались на стане "3600" на лист толщиной 11 мм, Загрязненность стали неметаллическими включениями определялась металлографически в катанном металле по ГОСТ 1778-70,Химический состав и расходы синтетического шлака на плавках примеров 1-7 приведены в табл, 1, Химсостав и расходы попутного металла в примерах 1-6 даны в табл, 2. В табл. 3 представлены данные по расходам ферросплавов и химическому составу готовой стали, Обобщенные результаты по расходам синтетического шлака, попутного металла, ферросплавам и загрязненности стали окисными включениями, которые являются основной причиной образования микротрещин в осевой зоне листа, приводятся в табл. 4.Как следует из табл, 4, выполнение заявленных рекомендаций по соотношению расходов синтетического шлака (СШ) к расходам попутного металла(ПМ)(примеры 1-4) по сравнению с плавкой-прототипом (пример 7) приводит к существенному сниже 9-12;21-252-60,25-0,30;5-8;О, 1-0,20,4-0,5;0,6-0,7;1,4-1,5;Остальное нию загрязненности стали окисными неметаллическими включениями при одновременном снижении расхода ферросплавов на1,26-2,52 кг/т,5 При соотношении СШ к ПМ более 8:1(пример 5) происходит перерасход синтетического шлака без фактического улучшениярезультатов, снижается экономия ферросплавов,10 Снижение соотношения СШ к ПМ ниже5;1 (пример б) приводит к ухудшению рафинирования стали и резкому увеличению загрязненности стали включениями оксидов инитридов титана.15 Таким образом, по предложенному способу, используя попутный металл, полученный в одной и той же шлакоплавильнойпечи; что и синтетический шлак, можно получить металл высокого качества, снизив при20 этом расход ферросплавов.Соблюдение заявленного соотношениякомпонентов - синтшлака и попутного металла указанного химического состава позволяет создать малоотходную технологию,25 повысить эффективность рафинирования,снизить расход ферросплавов и повыситькачество стали за счет снижения ее загрязненности неметаллическими включениями.Формула изобретения30 1. Способ внепечной обработки низколегированной стали, включающий выпускрасплава стали в ковш, не содержащийкремнезема, раскисление, легирование, обработку расплава синтетическим шлаком и35 последующую продувку расплава кальцийсодержащими материалами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениякачества стали за счет снижения загрязненности ее неметаллическими включениями и40 снижения расхода ферросплавов в ковшпри обработке расплава синте 1 ическимшлаком, одновременно с ним вводят попутный металл, полученный при производствесинтетического шлака при соотношении45 синтетического шлака и попутного металла,равном (5-8):1.2, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что вводят попутный металл, содержащий компоненты в следующем соотноше 50 нии, мас.%:МарганецКремнийХромНикель55 ТитанВанадийНиобийМолибденМедьЖелезо"Табл и ца 1. Химсостав и расход синтетического шлака Таблица 2 Химсостав и расход попутного металла Таблиц Расход ферросплавов и химсостава готостали Химсостав готовой стали, мас. о,При- мер дсхо , кг/ Мп, Ре М г 0,0 0,1 0,0 2 3 0,08 0,06 0,09 0 0,08 0,09 5 0 1,6 ицв Сравнительная оценкврвскодов ферросплавов и эагрязненности стали неметвллическим включениями (по отношению к плевке-прототипу)