RU2139943C1 - Способ получения высококачественной стали - Google Patents
Способ получения высококачественной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139943C1 RU2139943C1 RU98110620A RU98110620A RU2139943C1 RU 2139943 C1 RU2139943 C1 RU 2139943C1 RU 98110620 A RU98110620 A RU 98110620A RU 98110620 A RU98110620 A RU 98110620A RU 2139943 C1 RU2139943 C1 RU 2139943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- wire
- steel
- aluminum
- ladle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной обработке металла. Задачей изобретения является повышение качества вакуумированного металла и улучшение его структуры. По способу получения высококачественной стали в ковш с металлом во время вакуумирования при достижении активности кислорода 0,0010-0,0015% вводят с помощью трайб-аппаратов алюминиевую и порошковую силикокальцевую проволоку. Алюминиевую проволоку вводят со скоростью 2,0-4,0 м/c. Расход ее составляет 0,07-0,17 кг/т стали, а порошковую силикокальцевую проволоку вводят со скоростью 3,5-4,0 м/с стали. Расход ее составляет 1,2-2,0 кг/т стали. Вакуумирование металла заканчивают сразу же после ввода необходимого количества проволоки. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к внепечной обработке металла.
Известен способ производства стали, при котором перед легированием и вакуумированием шлак раскисляют силикокальцием, а легирование и раскисление проводят последовательно кремнием, марганцем и алюминием, причем перед введением алюминия металл перемешивают под вакуумом в течение 2-6 минут [1].
Недостатком этого способа является невысокое качество стали, большой расход активных раскислителей. Это связано с тем, что качество стали определяется количеством растворенного алюминия в строго заданных пределах. Кроме того, введение алюминия, кальция и др. активных раскислителей перед вакуумированием приводит к их неконтролируемому повышенному угару.
Известен способ обработки металлов порошкообразными материалами, включающий подготовку, дозирование, перемешивание порошкообразных материалов путем продувки псевдоожижающим газом, транспортировку и вдувание их в расплав [2].
Недостатком известного способа является нестабильное и низкое усвоение порошкообразных материалов из-за недостаточно эффективного перемешивания и небольшой глубины проникновения порошка в расплав.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ раскисления и рафинирования расплавов с использованием порошковой проволоки [3].
На металлургических комбинатах Новолипецком и Азовсталь обработка производилась в сталеразливочном ковше на установке доводки металла, а на Волжском трубном заводе в ковше-печи. Наполнение проволоки силикокальцием составляло 80-90 г/м. Расходы проволоки на ковш изменялись от 1300 до 3000 м.
Результаты исследований показали технологичность и гибкость способа обработки расплавов порошковыми проволоками. Самые лучшие результаты получены при обработке стали в печи-ковше, где созданы оптимальные условия для обработки стали и достигнуто содержание серы в готовом металле 0,002%. Опытные плавки с внепечной обработкой стали порошковой проволокой проводили в конвертерном цехе Череповецкого металлургического комбината. Для рафинирования стали 22 ГЮ в 350 т разливочных ковшах от серы, неметаллических включений и их модифицирования вводили порошковую проволоку с содержанием 60% кальция и 40% алюминиевого порошка. Плавки проводили при соблюдении следующих условий: отсечка окислительного шлака при выпуске плавки из конвертера в ковш; интенсивное раскисление первых порций выпускаемого из конвертера расплава алюминием в кол-ве 0,4-0,5 кг/т; присадка на поверхность металла при выпуске из конвертера твердошлаковой смеси из извести и плавикового шпата; повышение температуры металла перед выпуском на 10oC по сравнению с действующей инструкцией; использование для футеровки сталеразливочного ковша высокоглиноземистых огнеупоров. Во время внепечной обработки металл раскисляли и микролегировали марганцем, кремнием, кальцием, алюминием. При взаимодействии кальция и алюминия порошковой проволоки с кислородом жидкой стали образовывалось легкоплавкое соединение из оксидов кальция и алюминия типа m CaO • n Al2O3, близкое к эвтектическому и обладающее значительной деcульфурирующей способностью. Скорость ввода проволоки составляла 120-300 м/мин [4].
Однако при раскислении и модифицировании металла в сталеразливочном ковше и на печи-ковше при вводе порошковой проволоки в расплав наблюдается открытое бурление зеркала металла, что приводит к дополнительному контакту металла с кислородом воздуха, а также происходит газопылевыделение.
Задачей изобретения является повышение качества вакуумированного металла и улучшение его структуры.
Поставленная задача достигается тем, что в ковш с металлом во время вакуумирования при достижении активности кислорода 0,0010-0,0015% вводят с помощью трайб-аппаратов алюминиевую и порошковую силикокальцевую проволоку, причем алюминиевую проволоку вводят со скоростью 2,0-4,0 м/с, расход ее составляет 0,07-0,17 кг/т стали, а порошковую силикокальцевую проволоку вводят со скоростью 3,5 - 4,0 м/с, расход ее составляет 1,2-2,0 кг/т стали и вакуумирование заканчивают сразу же после ввода проволоки.
Данный способ получения высококачественной стали осуществляется следующим образом. Из сталеплавильного агрегата выпускается нераскисленный металл в сталеразливочный ковш, который затем поступает на установку "ковш-печь", где производится доводка металла по химическому составу. Сначала на установке производится нагрев расплава с одновременной продувкой аргоном, после чего отбирается проба металла. После получения химанализа производится доводка до заданного содержания углерода путем ввода углеродсодержащих материалов по системе подачи сыпучих материалов или путем вдувания в металл порошковых материалов. После чего в ковш присаживают твердые шлакообразующие (известь и плавиковый шпат), а затем дробленые ферросплавы.
В конвертерном цехе НТМК обработку металла проволокой проводили на агрегате доводки "ковш-печь". После поступления металла на установку производилась усреднительная продувка аргоном, затем измеряли температуру металла, отбирали пробы для экспресс-анализа. По результатам анализа корректировали химический состав металла. При достижении температуры металла 1590-1600oC сталь обрабатывали порошковой проволокой. По окончании обработки проводилось усреднение металла продувкой аргоном в течение 5-7 мин. Затем металл обрабатывали алюминиевой и силикокальцевой проволокой и передавали на вакууматор. Исследования макроструктуры опытных плавок позволили выявить отсутствие модифицирующего влияния кальция на неметаллические включения аналогично тому, как и на обычных плавках, не обработанных проволокой.
Содержание кальция и алюминия на этих плавках оказалось очень низким и структура металла получалась крупнозернистой, в то время как по количеству вводимой проволоки должно проявляться модифицирующее влияние кальция и алюминия.
Поэтому раскисление и легирование металла алюминием и порошковой проволокой предложено проводить во время вакуумной обработки стали. Перед вакуумной обработкой расплав опять нагревают и корректируют по химсоставу. Активность кислорода в металле после обработки его на "ковше-печи" колеблется в пределах 0,0017-0,0025%. В процессе вакуумирования активность кислорода снижается довольно медленно, так как этот процесс зависит от содержания углерода в стали и остаточного давления в вакуумной камере. При наличии достаточного содержания углерода в стали можно значительно быстрее проводить процесс вакуумного раскисления стали.
Для снижения активности кислорода до 0,0005-0,0010%, а также модификации включений в металл во время вакуумирования вводят с помощью трайб-аппаратов алюминиевую и порошковую силикокальцевую проволоку. Обработка расплава проводится на циркуляционном вакууматоре, на котором предусмотрена 4-ступенчатая система состоящая из 4-х пароструйных и 3-х водокольцевых насосов. При полной загрузке всех насосов достигается вакуум до 0,67 мбар. Причем ввод проволоки начинают при достижении активности кислорода в металле 0,0010-0,0015% и вакуумирование заканчивают сразу же после ввода необходимого количества проволоки. На процессе рафинирования и раскисления металла под вакуумом существенное влияние оказывает соотношение скоростей введения в расплав алюминиевой и силикокальцевой проволоки. Наилучшие результаты были достигнуты при введении алюминиевой проволоки со скоростью 2,0-4,0 м/с, а порошковой силикокальцевой проволоки со скоростью 3,5-4,0 м/с. Кроме того, введение алюминия в количестве 0,07-0,17 кг/т стали и силикокальция 1,2-2,0 кг/т стали является оптимальным и обеспечивает получение активности кислорода в металле до 0,0005%. При расходе Al менее 0,07 кг/т стали и SiCa менее 1,2 кг/т процесс раскисления и модифицирования стали значительно затягивается и необходимый результат не достигается.
Увеличение же расхода Al и SiCa (более 0,17 и более 2,0 кг/т стали) приводит к образованию тугоплавких включений, ухудшению разливаемости стали и увеличению балльности неметаллических включений.
Опробование предложенного технического решения на 120 плавках показало, что соотношение заданных параметров расхода Al и SiCa и скорости их введения в расплав являются оптимальными.
Пример.
Рельсовую сталь из 160 т конвертера сливают в ковш. Сталь имеет следующий химический состав,%:
C 0,10-0,40; Si 0,20-0,30; Mn 0,50-0,60;
P ≤ 0,035; S ≤ 0,040.
C 0,10-0,40; Si 0,20-0,30; Mn 0,50-0,60;
P ≤ 0,035; S ≤ 0,040.
Затем ковш с металлом передают на установку "ковш-печь", где производят доводку металла по хим. составу путем присадки твердых шлакообразующих и дробленых ферросплавов. После достижения необходимой температуры и хим. состава стали ковш с металлом передают на установку вакуумирования. Активность кислорода в металле после обработки его на "ковше-печи" находилась в пределах 0,0018-0,0025%. Для снижения активности кислорода, а также модификации включений в расплав вводят алюминиевую и порошковую силикокальцевую проволоку. Алюминиевую проволоку вводили со скоростью 2,0 м/с, расход ее был 0,1 кг/т стали. Порошковую же проволоку вводили также с помощью трайб-аппарата со скоростью 3,8 м/с, расход составлял 1,8 кг/т стали. Порошковая проволока марки СК 30 диаметром 13 мм содержит в 1-м погонном метре 200-220 г силикокальция. Проволоку вводили в течение 3-х минут. Начало ввода проволоки - через 12 минут вакуумирования металла. Общая длительность обработки на вакууматоре 15 минут.
Активность кислорода после вакуумирования и ввода алюминиевой и порошковой проволоки составила 0,0006%, содержание серы S = 0,004%, фосфора P = 0,027, максимальная балльность допустимых включений - второй балл.
После проведения раскисления и усреднения химического состава расплава вакуумная обработка немедленно выключается. Затем вакуумную систему разгерметизируют, производят замер температуры, отбирается проба.
Благодаря раскислению и модифицированию металла под вакуумом степень чистоты расплава по оксидам выше, чем при обычных методах модифицирования и легирования, что подтверждается меньшим угаром модификаторов и легирующих компонентов. Введение алюминиевой и порошковой проволоки во время вакуумирования позволило повысить степень дегазации и качества металла, при этом достигается максимальное усвоение таких химически активных элементов, как кальций и алюминий.
Основанием для ввода порошковой проволоки является экономичность, воспроизводимость, надежность попадания в заданные пределы при микролегировании, экологическая чистота, малые температурные потери при обработке.
Таким образом, можно сделать вывод, что использование рафинировочных материалов с высокими сорбционными свойствами, регулирование и точный контроль окисленности позволяет существенно расширить возможности и повысить эффективность внепечной обработки стали, успешно очищать металл не только от кислорода, серы и неметаллических включений, но и заметно снижать их количество (см. табл. 1 и 2).
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показывает, что предложенное техническое решение раскисления и модифицирования металла при вакуумировании на циркуляционном вакууматоре существенно отличается от существующих ранее способов, что подтверждает соответствие критерию "новизна".
Анализ патентов и научно-технической литературы не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении, которые отличают его от прототипа, что позволяет сделать вывод о его соответствии признаку "изобретательский уровень". Конкретное опробование и использование предлагаемого технического решения в условиях конвертерного цеха ОАО "НТМК" подтверждает промышленную применимость изобретения.
Список используемой литературы
1. Авт.св. 755854, кл. C 21 C 7/10, 1980.
1. Авт.св. 755854, кл. C 21 C 7/10, 1980.
2. Сидоренко M. Ф. Теория и практика продувки металла порошками. -М.: Металлургия, 1973, с. 304.
3. Каблуковский А.Ф. и др. "Внедрение порошковой проволоки в сталеплавильное производство. Труды II-го конгресса сталеплавильщиков". -М., 1994, с. 240-241.
Claims (1)
- Способ получения высококачественной стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава в ковш, обработку металла на установке печь-ковш, вакуумирование металла, его окончательное раскисление и легирование путем ввода алюминиевой и порошкообразной проволоки, отличающийся тем, что ковш с металлом вакуумируют и по достижении активности кислорода 0,0010 - 0,0015% в металл вводят с помощью трайб-аппаратов алюминиевую и порошковую силикокальцевую проволоку, причем алюминиевую проволоку вводят со скоростью 2,0 - 4,0 м/с, расход ее составляет 0,07 - 0,17 кг/т стали, а порошковую силикокальцевую проволоку вводят со скоростью 3,5 - 4,0 м/с, расход ее составляет 1,2 - 2,0 кг/т стали, причем вакуумирование металла заканчивают сразу после ввода необходимого количества проволоки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110620A RU2139943C1 (ru) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Способ получения высококачественной стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110620A RU2139943C1 (ru) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Способ получения высококачественной стали |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2139943C1 true RU2139943C1 (ru) | 1999-10-20 |
Family
ID=20206831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110620A RU2139943C1 (ru) | 1998-06-04 | 1998-06-04 | Способ получения высококачественной стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2139943C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8262767B2 (en) | 2007-11-14 | 2012-09-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of producing steel for steel pipe excellent in sour-resistance performance |
-
1998
- 1998-06-04 RU RU98110620A patent/RU2139943C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Каблуковский А.Ф. и др. Внедрение порошковой проволоки в сталеплавильное производство. Труды II-го конгресса сталеплавильщиков.-М., 1994, с.240-241. * |
Сидоренко М.Ф. Теория и практика продувки металла порошками.-М.: Металлургия, 1973, с. 304. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8262767B2 (en) | 2007-11-14 | 2012-09-11 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of producing steel for steel pipe excellent in sour-resistance performance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101074895B1 (ko) | 용강의 탈질방법 | |
RU2139943C1 (ru) | Способ получения высококачественной стали | |
RU2219249C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали в ковше | |
RU2394918C2 (ru) | Способ выплавки и вакуумирования рельсовой стали | |
RU2461635C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали кальцием | |
RU2166550C2 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
RU2818526C1 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
RU2233339C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2713770C1 (ru) | Способ производства стали с нормируемым содержанием серы | |
RU2095429C1 (ru) | Способ производства подшипниковой стали | |
RU2681961C1 (ru) | Способ производства особонизкоуглеродистой стали | |
RU2138563C1 (ru) | Способ обработки стали в ковше | |
RU2754337C1 (ru) | Способ производства стали, легированной азотом в ковше | |
RU2192480C1 (ru) | Способ производства стали с низким содержанием серы | |
RU2200198C2 (ru) | Способ получения подшипниковой стали | |
RU2203963C2 (ru) | Способ обработки стали | |
SU789591A1 (ru) | Способ производства малоуглеродистой стали | |
RU2608010C1 (ru) | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи | |
RU2366724C1 (ru) | Способ производства электротехнической стали | |
RU2228371C1 (ru) | Способ обработки стали в ковше | |
RU2016088C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
RU2136764C1 (ru) | Способ передела ванадиевого чугуна в конвертере | |
RU2205880C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2091494C1 (ru) | Способ выплавки легированной хромом и никелем стали | |
RU2148087C1 (ru) | Способ производства стали |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110605 |