Способ обработки расплавленной стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН С 21 С 7/О ГО Й САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСНОМУ ЕТЕПЬСТВ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР(7 1) Орско-Халиловский ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат(53) 669,187.25,669.046,5 (088,8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР Ж 539954, кл. С 21 С 7/00, 1974.2, Заявка фРГ М 2501829, кп, С 21 С 7/00, 1976.3, Авторское свидетельство СССР %773092, кл, С 21 С 7/064, 1978. (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОЙ СТАЛИ в ковше рафинировочным известково-глиноземистым титансодержащим шлаком, включающий выпуск металла из сталеплавильного агрегата в ковш, слив шлака на поток металла после выпуска 5-20% металла, .последукжийслив металла на шлакометаллический расплав введение в процессе выпуска1/5-2/3 металла ферросилиция и алюми ния, о т и и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения пластичности и снижения расхода кремния, в рафинировочный шлак после его слива в ковш вводяткремнезем непрерывно до окончания выл.;пуска металла в количестве 0,3-0,7 от массы известков глиноэемистого шлака а алюминий вводят порциями перед введением ферросилиция, одновременно сй введеиием феррооидидии и после есе введения при весовом соощошении поспедс.веседьио вводимых пори 1 (1-3 Ь 1:(3-8). Се10462 Однако при сливе последних 50%металла энергия его потока и степеньперемешивания со шлаком уменьшаются,Эффективность использования шлака сни- ЗОжается,Наиболее близким к изобретению является способ рафинирования расплавленной стали рафинировочным известково-глиноземистым титансодержащим шлаком,при котором сначала в ковш сливают5-20% металла, затем в поток металлавводят синтетический рафинировочный шлак,а затем остальной металл сливают в ковшна шлакометаллический расплав. В процессе выпуска 1/5-2/3 металла в неговводят раскислители например ферросилиций и алюминий в количестве 0,5-0,2233,Известный способ имеет высокуюэффективность десульфурирующей обработки, однако он не обеспечивает формирования оксидных неметаллических включений,пластичных при температурах горячейпрокатки металла, вследствие чего на поверхности проката встречаются дефектыв виде рванин, трещин и т,п, Способ недостаточно экономичен в отношении использования раскисли телей, напримеркремния.55Белью изобретения является повышениепластичности и снижение расхода кремния,Цель достигается тем, что согласноспособу обработки расплавленной стали Изобретение относится к черной метал.- лургии, в частности к способам обработ ки расплавленной стали вне сталеплавиль ного агрегата.Известен способ рафинирования стали в ковше шлаком, включающий заливку в ковш рафинировочного шлака, введение в шлаковый расплав раскислителей и последующую заливку в ковш металла ).11,1 ОНедостатком способа является образование застойных зон в начальный период рафинирования, вследствие чего рафинирукяцие свойства шлака используются неполно, Способ неэкономичен поскольку 15 для обеспечения необходимой степени рафинирования требуется повышенный расход шлака.Известен способ рафинирования расплавленного металла путем порционного 20 слива шлака на поток металла, прйчем половину шлака сливают при сливе первых 20% металла, а остальную часть шлака - при сливе последних 50% металла 2 1, 25 99 гв ковше рафинировочным известково-глиноземистым титансодержащим шлаком,включающему выпуск металла из сталеиавильного агрегата в ковш, слив шлакана поток металла после выпуска 5-20%металла, последующий слив металла нашлакометаллический расплав, введение впроцессе выпуска 1/5-2/3 металла ферросилиция и алюминия, в рафинировочныйшлак после его слива в ковш вводяткремнезем непрерывно до .окончания выпуска металла в суммарном количестве0,3-0,7 от массы известково-глиноземистого шлака, а алюминий вводят порциями перед введением ферросилицияодновременно с вводом ферросилиция ипосле его введения при весовом соотношении последовательно вводимых порций( 1-3 ):1: (3-5).Роль кремнезема, вводимого в известково-глиноземистый титансодержашийшлак в процессе рафинирования стали,состоит в изменении рафинировочныхсвойств шлака по отношению к кислородуи кислородным неметаллическим включениям, преобразовании их состава, повышении пластичности оксидов при температуре горячей прокатки стали и повышениина этой основе пластичности стали пригорячей прокатке,Решающее влияние на свойства включений и стали оказывает режим введениякремнезема и раскислителей. Предварительное введение в десульфурируюшийшлак кремнезема неприемлемо, посколькуприводит к существенному снижению сульм:фидной емкости и десульфурирующей способ ности шлака.В наибольшей степени процессы десульфурации стали шлаком протекают в момент слива шлака на потоке металла,когда дисперсность шлакометаллическойэмульсии максимальна, В дальнейшемдесульфурация замедляется, Начало введения кремнезема в десульфурируюшийшлак в этот момент не приводит к значительному снижению десульфурации стали, Более того, небольшие добавки кремнезема приводят к снижению вязкостидесульфурирующего шлака и некоторомуувеличению степени дисперсности шлакометаллической эмульсии, за счет чеговозможно некоторое улучшение десульфурации на начальных этапах введениякремнезема. При равномерном введениикремнезема достигается постепенноеизменение состава рафинировочного шлака и изменение характера взаимодействия шлака с металлом, процессы десуль.фурвции стели замедпяются, а интенсив-ность процессов взаимодействия с участием кислорода и оксидных включенийнарастаетЕсли при взаимодействии иэвестковоглиноземистых шпаков с металлом в металле формируются включения на основевлюминатов кальция иногда с примесьюокислов титана, то пссле введения крем%незема состав формирующихся в стали 10включений претерпевает изменения всторону уменьшения в них доли влюминвтов кальция. Включения преобразуютсяв оксиды сложного состава, содержаниев них кислотных оксидов кремния и титана повышается, снижается температура перехода их иэ хрупкого в пластическое состояние.Суммарное количество введенногокремнезема менее 0,3 от массы рафинировочного известково-глиноземис тоготитвнсодержвщего шлака недостаточнодля эффективного преобразования состава и свойств включений, а увеличениемассы кремнезема более 0,7 от массы 25рафинировочного шлака приводит к значительному снижению его сульфиднойемкости и десульфурирукицей способности,Существенное влияние на состав исвойства включений оказывает режимвведения феросилиция и алюминия. Наиболее эффективное преобразование хрупкихвключений в пластичные достигается припорционном введении алюминия послеслива рвфинировочного шлака до введенияферросилиция, одновременно с ферросилицием и после его введения при весовомсоотношении алюминия в последовательновводимых порциях (1-3):1:(3-5) и сум,марн м к личестве вл иния 0 5-2,2 кг/т 40(0,05-0,2 2 о ),При введении первой порции алюминия перед введением кремния происходит интенсивное взаимодействие алюминия с45 кислородом металла н частичками эмульгироввнного шлака, содержащего окислы титана и кремния, Алюминий частично восстанавливает кремний и титан из шлаковых частиц, преобразует состав включений, уменьшает смачиваемость включений0 металлом и улучшает условия нх всплываиия, При взаимодействии алюминия с кислородом металла в этот период в основном формируются дисперсные включения глинозема, служащие зародышевыми центрамн, ускоряющими процессы взаимодействия металла со шлаком и подготавпивающие металл к раскиспению ферросилицием. 1946299 1После введения ферросилиция процессырвскиспения стали идут в основном начастицах глинозема, которые укрупняются эа счет силикатной фазы, количество дисперсных зародышевых вкпюченийглинозема сокрашается, Назначение алюминия, вводимого одновременно с ферросилицием, состоит в поддержании нв определенном уровне количества дисперсных частицглинозема - центров, интенсифицирующихрвскисление стали кремнием. Кроме того,совместное введение кремния и алюминияприводит к более втубокому раскислениюметалла, чем последовательное введениеэтих же элементов.Алюминий, вводимый в металл послеферросилиция, расходуется нв окончательную доводку состава оствнзцихся в сталивключений и, главным образом, на легироввние стального расплава.Соотношение между ксаичеством алюминия в последовательно вводимых егопорциях оказывает решакзцее влияние напроцессы формирования свойств неметаплических включений и свойств стали пригорячей прокатке. Оптимальным соотношением являешься, как установлено экспериментально, (1-3):1:(3-5), При такомсоотношении алюминия в порциях остаюшиеся в стали неметаллические включения приобретают оптимальный состав, сс точки зрения их пластичности при температурах горячей прокатки и влиянияна технологичность металла при горячейпрокатке т,е. такой режим введенияалюминия в сочетании с остальными прие.мами технологии обеспечивает получениепроката с меньшим количеством дефектови позволяет увепичить выход годногометалла,Отклонение этого соотношения в большую нли меньшую стороны ухудшает состав неметвллических включений, снижаетих пластичность и деформируемость црипрокатке и ухудшает качество проката,Способ осуществляется следукхцимобразом,После выпуска 8-20% расплавленнойстали иэ ствлеплавильного агрегата вковш на поток металла сливают рафинировочный известково-глиноземистый шлак,содержащий 3,5-7 фокислов титана,после чего поток металла направляют вковш на шлакометвллический расппав,Количество рафинировочного шлака определяется необходимым содержаниемсеры в готовом меФщле и ее содержакием в стальном расплвве перед вьпфском из стапеплавильного агрегата. Пос30 Масса стали, т 220 220 96,5 94,8 94,8935,2 7 93 3,5 5,2 окислы титана 1,3 1,5 2,0 2,0 2,3 0,6 1,2 О 0,3 0,7 0,8 0 0,5 0,9 0,5 0,7 0,1 04 0,9 0,3 до ферросилиция 0,61046 ле слива раинировочного шлака в него ввэпят кремнезем, причем введение кремнезема осуществляют непрерывно до кон-. ца выпуска металла. Количество кремне эема устанавливают в зависимости от расхода рафннировочного шлака иэ расчета суммарного количества введенного кремнезема 0,30,7 от массы рафини-ровочного шлака. Кремнезем . может быть введен в порошкообразном, гра иулированном, брикетированном видах или в виде вставок в футеровку ковша, обмазок, расходуемых стержоней и т. п,15После слива шлака в процессе выпуска 1/5-2/3 металла в ковш вводят алюминий и ферросилиций. Количество вводимых раскислителей и ферросплавов опре деляется требованиями, предъявляемыми 20 к каждой конкретной марке стали, Расход алюминия на большинстве выплавляемых марок стали составляет 0,05-0,22% (0,5-2,2 кг/т). Введение алюминия осуществляется порциями: часть алюми ния вводят перед введением ферросилиция, часть - одновременно. с ферросилицием, часть - после ферросилиция, Весовое количество алюминия в последовательно Состав рафинировочногошлака, вес.%: известково-гпиноземистаяоснова Расход рафинировочногоизвестково-гпиноэемистого шлака, % от массыметалла Количество введенного кремнезема, % от массы металла Отношение массы кремнезема к массе рафшпровочного шпака Введено алкминпя всего,кг/т, в том числе по порциям: 2,2 299 6вводимых порциях принимают иэ условий выполнения соотношения (1-3);1:(3-5).П р и м е р ы 1-3.Ниэкоуглеродистую сталь, вьпшавленную в мартеновской печи, выпускают в сталеразливочный ковш. Масса металла в ковше - 220, После выпуска 5-20% металла в ковш на поток расплавленной стали сливают синтетический известково-глнноземистый шлак, содержащий 3,5-7% окислов титана.После слива синтетического рафинировочного шлака в него начинают вводить кремнезем, который предварительно наносят на футеровку ковша до уровня его наполнения на 220 т в количестве, обеспечивакяцем отношение массы кремнеземе к массе рафинировочного шлака 0,3-0,7. /В процессе выпуска 1/8-2/3 металла в него последовательно вводят алюминий, затем алюминий и ферросилиций одновременно, а затем снова алюминий.Кроме того, выплавлена плавка 4, при которой режим обработки отклоняется от оптимального (см. таблицу), а также и плавка 5, проведенная по известному способу. Подробная характеристика приемов и режимов осуществления процесса обработки на плавках 1-5 приведена в таблице. 220 220 2201046299 8Продолжение таблицы Плавка Показатели 4 )5 3 0,1 01 0,1 после ферросилиция 0,3 0,5 0,2 0,9 2:1:4,3 3:1:5 1:1:3 4:1:2 0,40 0,35 0,27 0,25 77,1 62,5 0,024 0,010 0,023 0,011 0,025 0,014 0,029 0,012 0)028 0,009 1,5 1,0 О 5 2,5 2,5 1,5 2,0 2,5 2,0 1,0 2,5 2,0 2,5 1,5 2,5 По сравнению с известным 0,77 0,61 1,10 0,46 0 50 75 0 0,4 1,0 0,7 трешин рванин 0,1( снижен,) Металл всех плавок разливают в изложницы на слитки, которые прокатывают на слябы, а затем на лист.Расход металлов и полученные результаты приведены в таблице,Как видно иэ таблицы, металл плавок 1-) обработанных по предпагаемому способу, по сравнению с металлом плавки 5, обработанной по известному, обпадает более высокими качественными характеристиками; в составе оксидных неметаплическнх включений снизилась дсдя хрупких и увеличилась доля пластичййх одновременно с ферросилицием Соотношение ащоминия в последовательно вводимык порциях Введено кремния ферросплавами,% Получено кремния в стали, %УсвоениЬ кремния, %Содержание серы в стали, %до обработки посне обработки Содержаню оксидов, баппхрупкиепластичныеМаксимальный бапп оксидов1 Снижение рас кода ферросилиция, кг/т Снижение содержания хрупкихоксидов, % Уменьшение количествадефектов прокатных листов, % увеличение выхода годногопроката, % 0,36 0,33 0)37 0,26 0,25 0,25 77,4 75,8 67) 5 при температурах прокатки оксидов, .а в некоторых случаях (например, плавки 1 и 2) снизилось общее количество крупных включений. Прокатанный металл имеет меньшее количество рванин и трещин, расход металла на получение 1 т годного проката сократился. Повысилась степень усвоения кремния из ферросплавов и соответственно снизился расход 55 ферросилиция,Изобретение обеспечивает (по сравнению с известной) снижение расхода ферро9 10462 силиция на 0,6 кгlв (00006 т/т), повышение пластичности вклкненнй и стали при горячей прокатке я увеличение выхода годного проката на 0,9% (0,0009 т/т),Экономический эффект за счет экономии ферросилиция 0,0006 т/т при цене ферросилиция 220 руб/т и расходе слитков иа 1 т листового проката 15 а 99 10также за счет увеличения выхода годного проката на 0,0009 т/т при разнице в себестоимости 1 т годного проката н брака 80 руб. составляет на 1 т проката; Э. 220 х 0,0006 х 1,5+80 х 0,009=0,91 руб.Предлагаемый способ прост в осуще" ствлении и не требует капитальных затрат.Составитель В,СарамутинРедактоР Н.йкУРан ТеХРед М.КУзьма КоРРектоР (,Ти рЗаказ 7666/25 Тираж 568 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11303:, Москва, ЖРаушская набд, 4/5филиал ППП "Патентг. Ужгород, ул. Проектная, 4