Способ раскисления и легирования стали в ковше

)ЯО 1 С 7/О НА ОРСНОМУ СВ ЕЛЬСТВУ КИСЛЕНИЯ И ЛЕ , включающий материало ч а ю щ и А В вйащ лью улучшения каономии раскислиржащие материалы вня 1/20-3/4 высо еталлом, причем материалы задаютс возрастающим кг/т стали, макоторого 0,05- тствуют периоду Трудо" альный1 и др, Раскис- и экзотерми"Техника",1, отлича в ковш вводят материалы с раз алюминия: при з/20-1/3 высоты нием алюминия,. к от производст авов, в период 1/2 - 3/4 высо ржанием алюминия ковый алюминий.а с а ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Днепродзержинский ордена вого Красного Знамени индустри институт им. М.И, Арсеничева (53) 669.054(088.8)(56) 1, Явойский В,И, и др. Металлургия стали. М., цМеталлургня", 1973, с. 541.2. Баптнзманский В.И.ление и легирование сталческими Ферросплавами. М1970, с. 120-123.3. Сталеплавильное производство. Технологическая инструкция по выплавке скрап-рудным процессом спокойных, полуспокойных, кипящих.и низколегированных марок стали в мартеновском цехе В 3, ТИ-119-80, Днепропетровский металлургический завод нм. Ф.Э, Дзержинского, 1980, с, 27.(54) (57) 1 СПОСОБ Р ГИРОВАНИЯ СТАЛИ В КО ввод алюминийсодерж и Ферросплавов, о т с я тем, что,.с це честна металла и эк телей, алюминийсоде вводят в ковш с уро .ты заполнения его м алнминийсодержащие отдельными порциями расходом от 0,01-2 симальные расходы к 2 кг/т стали соотве ввода Ферросплавов.2. Способ по п. щ и й с я тем, что алюминийсодержащие личным содержанием полнении ковша на 1 минимальным содержа предпочтительно шла алюмокремниевых спл заполнения ковша .на с максимальным соде предпочтительно чушИзобретение относится к метапургии черных металлов, а более конкретно к раскислению и пегированию стали в ковше.Известен способ раскисления и легирования стали в ковше, предусматривающий равномерный ввод соответствующих добавок в ковш по мере наполнения его металлом с прекращением раскиспения (легирования) не позже чем за 2-3 мин до появления печного шлаПри таком способе достигается некоторое очищение металла от неметалпических включений, усредняется состав стали по всему объему, уменьшается количество растворенных газовв стали.Предотвращение контакта раскисли 20 телей и легирующих с печным шлаком способствует уменьшению угара ферросплавов. Такой регламент ввода раскислителей и легирующих приводит к наличию значительного градиента25 температур металла по высоте ковшав период его заполнения и по ходу разливки 21 .Чрезмерное локальное повышение температуры металла в начале выпуска, имеющее место при развитии экзотермической реакции окисления алюминия, приводит к ухудшению качества металла из-за загрязнения его продуктами раскисления и насыщения газами при высоких температурах. Равномерный 35 ввод раскислителей.и легирующих в ковш не позволяет учитывать изменение температурного поля ковша при поступлении новых порций металла, а также различия в гидродинамических 4 О процессах, происходящих в начале и вконце выпуска. Желательно обеспечить усреднение температуры жидкой стали и стабилизацию ее в течение всего периода выпуска жидкой стали. 45Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ раскисления и легирования стали в ковше, включающий ввод всех легирующих и 50 раскиспителей .в период заполнения ковша на 1/5 - 1/2 его высоты. Причем весь алюминий вводят полностью за короткий отрезок времени в кусках массой не более 4 кг. В период вы пуска стали в ковши емкостью 250 т ,при наполнении 1/5-1/2 высоты ковша имеют место наилучшие гидродинамические условия для быстрого растворения ферросплавов и вместе с тем в какой-то мере устраняется локальное повышение температуры металла в самом начале выпуска 131.Недостатками известного способа являются наличие концентрационного и температурного градиентов по высоте ковша, ухудшающих качество металла, а также повышенный расход раскислителей и пегирующих Все это обусловлено тем, что раскислители и легирующие вводятся практически единой порцией, т,е. в короткий срок. После их присадки скорость циркуляции металла несколько замедляется, что связано с увеличением его вязкости, массы металла, а также уменьшением высоты падения струи металла. Фракционный, состав раскислителей и легирующих в этих условияхстрого регламентируется, что обуславливает дополнительные затраты на сортировку в условиях ферросплавных заводов, а следовательно, и повышение расхода и стоимости укаэанных материа- лов.Цель изобретения - улучшение качества металла и экономия раскислителей.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу раскисления и легирования стали в ковше, включающему ввод алюминийсодержащих метериалов и ферросплавов, алюминий- содержащие материалы вводят в ковш с уровня 1/20-3/4 высоты заполнения его металлом, причем алюминийсодержащие.материалы задают отдельными порциями с возрастающим расходом от 0,01-2 кг/т стали, максимальные расходы которого 0,05-2 кг/т стали соответствуют периоду ввода ферросплавов.В ковш вводят алюминийсодержащие материалы с различным содержанием алюминия; при заполнении ковша на 1/20-1/3 высоты - с минимальным содержанием алюминия, предпочтительно шлак от производства алюмокремниевых сплавов, в период заполнения ковша на 1/2-3/4 высоты - с максимальным содержанием алюминия, предпочтительно чушковый алюминий. При введении алюминийсодержащих материалов в подобном режиме практически полностью устраняется концентрационный градиент по содержаниюалюминия, снижается его угар, а следовательно, уменьшается содержание неметаллических включений в металле. В периоды .ввода ферросплавов имеет место локальное падениетемпературы металла и поэтому ввод туда же алюминия обеспечивает протекание экзотермических реакций компенсирующих рассматриваемые тепловые потери и, естественно ускоряет процесс растворения Ферросплавов. В этом случае требования в отношении фракционного состава последних могут бйть менее жесткими, что позволяет испольэовать более дешевые материалы в качестве раскислителей и легирующих.Введение алюминийсодержащих материалов в количестве менее 0,01 кг/т стали, например 0,005 кг/т, приводит к дополнительному. увеличению угара 154341 4марганца (на 0,07-0,15 абс.Ж). Это обусловлено наличием относительновысокой окислительной способностивыпускаемого металла из агрегата и его первых порций в ковше, для стабилизации окисленности и температуры: коМорьд. необходимо оптимальное количество присаживаемых раскисляющих металлов (алюминийсодержащих). Ввод алюминийсодержащнх материалов в количестве более 2 кг/т -стали (например, 2,1 кг/т) приводит к характерно выраженному локальному окислению алюминия, что впоследствии проявляется в ухудшении достигаемого показателя уменьшения содержания неметаллических включений на 1-3 отн.Х; в частности оксидных.Результаты опробования способаприведены в таблицеФ о юо со во оло олсс о л о)Яа 1Й М о кба жсб Жо оф Ыф (б3Ц 0Го ж о1154341 ВНИИПИ Заказ 2636/25 Тираж 553 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Указанные параметры уровня ввода алюминийсодержащих материалов являются оптимальными. Более ранняя присадка данных материалов, например на уровне 1/25 высоты ковша, не являет ся необходимой поскольку на этом уровне имеет место понижение температуры первых порций металла за счет исходных условий (значительной поверхности дна ковша с температурой "150 С), На более высоких уровнях, в частности на уровне 1/20 высоты сталеразливочного ковша необходимость снятия температурного градиента становится очевидной, Сле довательно, нижний предел - уровень 1/20 высоты ковша - является оптимальным. Второй, верхний предел - 3/4 высоты ковша, является также оптимальным, поскольку ввод алюминий содержащих материалов в ковш при выпуске металла из сталеплавильного агрегата позже (что соответствует более высокому уровню высоты ковша, например 4/5) в отдельных случаях 25 при быстром сходе металла из агрегата приводит к частичному попаданию алюминия в печной шлак. Следовательно, указанный верхний предел - 3/4 высоты ковша - является также опти- ЗО мальным.Ввод алюминийсодержащих материалов с различным содержанием алюминия также позволяет использовать более дешевые материалы и достичь экономии дорогостоящих (стоимость 1 т чушкового алюминия примерно 500 р), В период наполнения 1/20-1/3 ковша предлагается вводить в ковш алюминийсодержащий материал с минимальным содержанием алюминия, например . шлак от производства алюмокремниевых сплавов (АК), содержащий 30-603 металлических алюминия и кремния, 25-40 А 1 О, 15-25 карбидов кремния и других карбидов. Последние разлагаются при высоких температурах с обильным газовыделением, способствующим циркуляции металла и очищению его от неметаллических 50 включений. Ввод в ковш при наполнении 1/2-3/4 его объема алюминийсо-держащих материалов с максимальным содержанием алюминия, например чушкового алюминия, обеспечивает достаточно полное раскисление верхних объемов жидкой стали, а протекание экэотермических реакций позволяет компенсировать тепловые потери через зеркало металла, уменьшить температурный градиент по высоте ковша, стабилизировать температуру металла в течение всего периода выпуска, Последнее способствует лучшему всплыванию неметаллическкх включений из металла.При опробовании способа сталь марок 09 Г 2 С и 3 кп выпускали из мартеновской печи в ковш емкостью 250 т, Обычно для стали марки 09 Г 2 С алюминий в количестве 0,8 кг/т вводят в ковш после присадки силикомарганца и ферросилиция. В последнюю очередь вводят ферротитан (0,5 кг/т). Все присадки, осуществляют в период заполнения ковша на 1/5-1/2 его высоты, как в известном способе. При опробовании предлагаемого способа алюминий присаживавт по регламенту, представленному в таблице. Иэ таблицы видно, что максимальные расходы алюминийсодержащих материалов выбраны с.учетом конечного содержания алюминия в стали, содержания его в задаваемом материале, содержания неметаллических включений в металле и угара раскислителей и легирующих, Анализ результатов опробования способа показывает, что содержание неметаллических включений в стали 09 Г 2 С уменьшается в среднем на 43,0 ф 10, в стали 3 кп - на 33,0 10 , Угар марганца, кремния и титана при легировании стали 09 Г 2 С уменьшается соответственно на 5,3 иабс. . При раскислении .стали марки 3 кп угар марганца уменьшается примерно на 5 . Способ позволяет улучшить качествометалла эа счет очищения его от неметаллических включений и достичьэкономии дефицитных дорогостоящихраскислителей и легирующих,