Способ интенсификации кипения стали в изложнице

.Татьянщи гильдее аочныи поли- Ленинградскийим. М.И.Каена Лениим.50-лети ыи нститут цкии орд ий завод(53) 621.746,589 (56) 1. Заявка Фр кл. В 22 Э 7/00,2. Авторское с У 595056, кл. В 2 нции И 2223118974.идетельство ССР 7/00, 1976. СЬ300 оооо ооог Фиа 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 3543502/22- (22) 25. 11.82 (46) 23.05.84, Б (72) СН.Происки С,З.Ракевич, А.Г и А.Н.Боровков (71) Северо-Запа технический инст политехнический линина и Черепов на металлургичес СССР(54) (57) 1СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ КИПЕНИЯ СТАЛИ .В ИЗЛОЖНИЦЕ, включающий ввод кислородсодержащих материалов в струю при разливке, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения однородности металла и свойств готового проката, в качестве интенсификатора вводят двуокись марганца, которую подают в сталь в количестве 200-1500 г/т, с расходом 0,01-0,087., равным количеству окислившегося марганца.2, Способ по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве интенсификатора используют марганцевую руду в количестве 300 - 2500 г/т.20 В качестве интенсификатора испольчуют марганцевую руду в количестве 300-2500 г/т. Изобретение относится к металлургии, конкретнее к разливке стали . в изложницы сверху.При разливке кипящей стали, дляулучшения структуры слитка, особенно необходимого в нижней его половине, известны интенсифнкаторы кипе.ния стали В изложнице (смеси, содержащие кислород, углерод или10нейтральный газообраэующий компонент) и .Использование этих материаловусиливает кипение (газообразованиеза счет реакции 1 С + 01 = СО)15при поступлении стали в изложницу.За счет этого даже в самой нижнейчасти слитка, где кипение без интенсификации затруднено вследствиенарастающего ферростатического давления столба жидкого металла, формируется плотный слой затвердевшейстали (" здоровая" корка слитков)достаточной толщины. Этот плотныйслой металла отдаляет от наружнойповерхности сотовые пузыри, исключаяих выход при прокатке слитков ипрепятствуя образованию дефектов. поверхности.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 30 способ интенсификации кипения стали, включающий ввод кислородсодержащих материалов в струю на основе окалины до 907 ее содержания 2 .Основным недостатком известного 35 способа является окисление марганца в процессе интенсификации кипения стали в изложнице, которое не только не снимает обычное его окислениепри естественном кипении, равное 40 0,01-0,04 мас.7, но усиливает его до значений 0,04-0,08 мас,7.Целью изобретения является улучшение однородности металла и свойств готового проката. 45Поставленная цель достигается тем, что согласно способу интенсификации стали в изложнице, включающем ввод кислородсодержащих материалов в струю при разливке, в качестве 50 интенсификатора вводят двуокись марганца, которую подают в сталь в количестве 200-1500 г/т, с расходом О, 01- О, 083, равным количеству окислившегося марганца. 55 Для выяснения оптимальных условийобработки стали проверяют промышленные исследования обработки слитковкипящей стали при разливке чистойдвуокисью марганца, использованиекоторой, в отличие от пиролюзитовыхруд, сВОбодно От сОпУтстВУюЩих МпОокислов и их влияния на кипениестали.Обобщенные данные обработанныхслитков представлены в таблице,где оцениваются химическая однородность; развитие "здоровойкорочки;плотность стали в зоне "здоровой"корочки и сотовых пузырей,Из экспериментальных данных следует, что в отсутствие Мп 02 имеетместо более высокое окисление марганца и неоднородность этого химического элемента в затвердевшем металле.На фиг. 1 .показана монограмма зависимости количества МПОд от значения С 1 0 ; на фиг. 2 - зависимость Ь М П От расхода МПО.Для выбора расхода интенсификаторасравнивается количество МпО и РеО,выбираемое для интенсификации кипения при различном значении произ-ведения С 101 по исходным концентрациям углерода и кислорода в вычислительной стали в ковшевой пробе.Чем больше величина 1 С 10, темменьше интенсификатора потребуютсядля приближения кипения к оптималь"ным условиям, приводящим к развитиюнеобходимой толщины "здоровой" корки8 = 15-25 мм. Оптимальным значением .1 С 1 О является величина 0,0049,при которой обеспечивается высокаяплотность "здоровой" корочки слиткаисключением из поверхностного слояслитка микропор нли микроканальцев и,как следствие, микродефектов поверхности готового проката.Например, при С 1 101 = 0,0030требуется значительное развитие интенсивности кипения и ввода соответственно 700 г/т ГеО или 350 г/тМПО. При более высоком 1 С 1 0 = 0,0040 для обеспечения оптимальной интенсивности кипения потребуется меньше интенсификатора: 300 г/т РеО или 150 г/т МпО.В том и другом случае расходМП 02 вдвое меньше по сравнению стребуемым РеО, что обусловлено болеевысокой окислительной способностьюдвуокиси марганца: РеО ф С = СО+ Ре.Для определения химической однородности и качества слитков проводят экспериментальные плавки, результаты которых приведены в таблице и на фиг. 1 (1,2,3), Исходный состав 1093388. 41 стали характеризуется величинойОСЛО = 0,0022. Выбранный расходинтенсификатора усиливает кипение,приводит к росту толщины "здоровой"5 корочки, При этом СО) возрастаетс 0,0022 до 0,0028, обеспечиваяповышение плотности "здоровой" корочки в ,донной части слитка с6,84 до 7,47 г/см и увеличениеЭ1 О концентрации марганца на 0,01 мас.Х.с11 1Э 1 И1 1а 1О51 О1 11 11 1 10 0 м л л л л о о %Щ мФв вл ел елл ф ю Ф о - ом - -м о оооо л) л л а о и оою и,и и иЦ Э5 а ох о м л о О м Ю Ф о1093388 10 10 25 50 55 9Недостаток интенсификации проявляется в том, что на уровне 507.по высоте слитка сохраняется низкая плотность металла (7,35 г/см 3) . Наэтом же уровне по высоте слитков 5при расходе Мп 02 в 6 О г/т и890 г/т происходит повышение плотности до 7,58 и 7,54 г. см соответственно, что приводит к пониже.нию количества микропор и микроканальцев вздоровой корке слитков, Введение максимального количества интенсификатора приводит к увеличению протяженности "здоровой"корочки слитка до 18 мм в донной 15части слитка и до 29 мм - в средней.Улучшение показателей структурыи однородности распределения марганца в составах 2 и 3 (фиг. 1) вызывается приближением к предельнойинтенсификации, Переход к большим ,.расходам Мп 02 при данном 1 С 1 101вызывает вскипание стали.При низком исходном значении С 0 расход МпО может быть повышен до 1500 г/т, если ставится задача восполнения максимальных количеств окислившегося марганца, составляющих 0,08 мас,7. Минимальное отклонение по марганцу от ковшевого значения 0,01 мас.7 наблюдается при слабом развитии кипения стали. Наименьший ра"ход двуокиси марганца для компенсации этого количества составляет 200 г/т35 при нормальной окисленности стали.Связь расходов Мп 02 с величиной ЬБп во всем диапазоне значений окислившегося марганца от 0,01 до 0,087, наблюдаемых в крупных слитках, представлена на фиг. 2. В завйсимости от ожидаемого окисления мар" ганца, например 0,04 мас.7, выбирается требуемое количество МпО, равное в данном случае 900 г/т.45 Для указанных целей допустимо использование марганцевых пиролюзитовых руд (содержание Мп 02= 60 - 627), однако оно является менее желательным, так как содержаниеокислов, сопутствующих руде (80 А 1 дОи др .) загрязняет сталь,В соответствии с долей содержания МпО в рудах их использование в качестве интенсификатора связано с изменением пределов расхода от 300 до 2500 г/т. П р и м е р 1. Сталеразливочный ковш с жидкой сталью емкостью300 т подается к разливочной площадке для разливки сверху в изложницы для получения слитков кипящейстали весом 14 т.Ковшевой состав стали по даннымхимического анализа составляет:С=0,07; Ип=0,35; Я - следы; Р == 0,0.1; Б = 0,016; С=0,055%.При повышенной окисленности сталиследует ожидать окисление марганцаболее 0,04%, например 0,05 мас.%,что требует подготовки Мп 02 в бункереиз расчета 1050 г/т, т.е. на один14-тонный слиток - 14,7 кг.С другой стороны, С 0 =0,00385%,и для достижения предельной интенсификации, равной 0,0049, следует вводом кислородсодержащего компонентаповысить исходное значение интенсификатора на 0,0049-0,00385=0,00117.Ввод 100 г/т Ип 02 в сталь прино 32сит - = 36 г О на тонну металла87или 0,0036%, что изменяет С Она 0,07 ф 0,0036=0,000257Для повышения значения интенсификатора на 0,0011 потребуется0,0011:0,00025=440 г/т МпОд (4,4 раза - 100 г/т) .Таким образом, из бункера подается при разливке не менее 440 г/т.МпО, при этом дальнейшее повышениеявляется желательным для восполнения окислившегося марганца, но можетбыть сопряжено со вскипанием стали.При появлении признаков вскипанияжидкой стали, выражающихся в подъеме уровня металла, подача ИпО прекращается. Расход может превысить440 г/т, если температура стали на,"выпуске больше 1600 С, для которойпостроена номограмма расхода интенсификаторов.Следовательно, в рассмотренномслучае высокой окисленности низкоуглеродистой кипящей стали восполнить весь окислившийся марганец полностью не удается.П р и м е р 2. При том же составестали, но низкой окисленности металла, равной, например 101 =0,03%,следует ожидать меньшего окислениямарганца. Пусть окисление его составит 0,02 мас.%.По данным фиг. 2это требует ввода МпО в количестве530 г/т,11 1093388 12С другой стороны, по новому на О, 00025):0,0024:0,00025=9,6 ф 100содержанию кислорода С 1 Г 01 = 0,0021 Ж =966 г/т,достижение предельной интенсифи- В этом случае расход определенкации по условию вскипания будем ный окислением МпО = 530 г/т,гиметь при вводе кислорода с интенси полностью восполнит уровень ковшефикатором и Дос кении 6 С 1 1,0 вого содержания марганца, не достиравным 0,0049-0,0021=0,0024%, или гая предельной интенсификацииАчри расходе Мп 02 (100 г 1 т изменяет (960 г/т) Иа,% Роснод Ни Ог г/тФиаР ь Г,Борисаточка Состав Иванова ТехредКорректор Ю.Макаре Редакто 7 тираж 775 НИИПИ Государственного по делам изобретений 035, Москва, Ж, Рау