RU2740949C1 - Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products - Google Patents

Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products Download PDF

Info

Publication number
RU2740949C1
RU2740949C1 RU2019123134A RU2019123134A RU2740949C1 RU 2740949 C1 RU2740949 C1 RU 2740949C1 RU 2019123134 A RU2019123134 A RU 2019123134A RU 2019123134 A RU2019123134 A RU 2019123134A RU 2740949 C1 RU2740949 C1 RU 2740949C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
steel
slag
aluminum
melt
Prior art date
Application number
RU2019123134A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Ботников
Дмитрий Васильевич Моров
Original Assignee
Сергей Анатольевич Ботников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Анатольевич Ботников filed Critical Сергей Анатольевич Ботников
Priority to RU2019123134A priority Critical patent/RU2740949C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740949C1 publication Critical patent/RU2740949C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to production of super pure aluminum deoxidized for production of high-quality metal products, which involves monitoring of all stages of production from the outlet of the liquid semi-product from the steelmaking unit, out-of-furnace treatment to steel casting and crystallisation of the ingot in the crystallizer of the continuous steel casting plant (CSCP).
EFFECT: invention enables to obtain a highly pure steel with low content of oxide and sulphide non-metallic inclusions with size of less than 20 mcm, taking into account the chemical composition of all materials and media, in contact with liquid metal in steel-pouring and intermediate teeming ladles, and also to ensure stable and sufficiently high output of suitable products without surface and internal steel-smelting defects in metal rolling.
13 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Выплавка и внепечная обработка суперчистой сталиSmelting and out-of-furnace processing of superpure steel

Материал огнеупоров стальковша должен состоять из периклазоуглерода (MgO-C).The steel ladle refractory material should be composed of periclase carbon (MgO-C).

Известны различные решения в технологии первичного раскисления стали на выпуске из сталеплавильного агрегата. Первичное раскисление различными раскислителями (алюминий, ферросилиций, ферромарганец) и в том числе комплексных раскислителей (ферросиликомарганец, силикокальций, ферросликоалюминий и др.). Отсутствует единая концепция первичного раскисления стали с целью получения чистой стали. Часто в концепции преобладает экономическая составляющая в ущерб получения чистой стали и без учета полной экономической эффективности до проката и отгрузки продукции. В данном изобретение главный упор направлен на получения чистой стали, то есть не самого дешевого способа получения стали.Various solutions are known in the technology of primary deoxidation of steel at the outlet of the steelmaking unit. Primary deoxidation with various deoxidizers (aluminum, ferrosilicon, ferromanganese), including complex deoxidizers (ferrosilicomanganese, silicocalcium, ferrosilicoaluminum, etc.). There is no single concept of primary deoxidation of steel in order to obtain pure steel. Often, the concept is dominated by the economic component to the detriment of obtaining pure steel and without taking into account the full economic efficiency before rolling and shipment of products. In this invention, the main emphasis is on obtaining pure steel, that is, not the cheapest method of obtaining steel.

Первичное раскисление стали необходимо производить в следующем порядке: углеродосодержащий материал (расход зависит от марочного содержания углерода), карбид кальция от 0,30 до 0,65 кг/т, алюминий от 1,0 до 1,8 кг/т с CaC2 или от 1,5 до 2,2 кг/т без CaC2. Фракция карбида кальция должна быть 2,0-15 мм, также допускается применения фракции 10-20 мм, но при этом требуется увеличивать расход карбида кальция на 3-7 % для получения равнозначного раскисления. Точный расход карбида кальция и алюминия определяется содержанием в жидком полупродукте растворённого кислорода (от 250 до 1350 ppm). Оптимум по расходу всех отдающих материалов (раскислители, ферросплавы и шлакообразующие) в ковш определяется расчётным путём с использованием термодинамического равновесия «металл-шлак-глаз» и материального баланса или теоретическим путем проведения промышленных плавок (не менее 50 плавок на одну группу марок стали). Первичное раскисление алюминием должно быть определено по необходимому минимуму. В расчёте обязательно учитывается попадание сталеплавильного шлака в ковш (от 50 до 2000 кг), вторичное окисление металла за счёт поступления кислорода из воздуха в жидкий расплав на выпуске плавки, полный химический состав всех применяемых материалов для процессов раскисления, легирования и шлакообразования. Также не обходимо учесть попадание в металл и шлак всех сопутствующих материалов,стартовая засыпка от сталевыпускного отверстия или лётки, остаток шлака или настыль (скрапина) от предыдущих плавок на стенах и дне стальковша, огнеупорный материал стен, дна и зоны шлака ковша, дополнительные добавки в ковш которые не указаны выше и др.The primary deoxidation of steel must be performed in the following order: carbon-containing material (consumption depends on the grade of carbon), calcium carbide from 0.30 to 0.65 kg / t, aluminum from 1.0 to 1.8 kg / t with CaC 2 or from 1.5 to 2.2 kg / t without CaC 2 . The fraction of calcium carbide should be 2.0-15 mm, it is also allowed to use a fraction of 10-20 mm, but it is required to increase the consumption of calcium carbide by 3-7% to obtain an equivalent deoxidation. The exact consumption of calcium and aluminum carbide is determined by the content of dissolved oxygen in the liquid intermediate (from 250 to 1350 ppm). The optimum for the consumption of all materials (deoxidizers, ferroalloys and slag-forming ones) into the ladle is determined by calculation using the thermodynamic equilibrium "metal-slag-eye" and material balance or theoretically by carrying out industrial melts (at least 50 melts per group of steel grades). Primary aluminum deoxidation should be determined to the required minimum . The calculation must take into account the ingress of steelmaking slag into the ladle (from 50 to 2000 kg), secondary oxidation of the metal due to the flow of oxygen from the air into the liquid melt at the melt outlet, the full chemical composition of all materials used for the processes of deoxidation, alloying and slag formation. It is also necessary to take into account the ingress of all accompanying materials into the metal and slag, the starting backfill from the steel outlet or tapping hole, the remainder of the slag or crust (scrap) from previous heats on the walls and bottom of the ladle, refractory material of the walls, bottom and slag zone of the ladle, additional additives in bucket that are not listed above, etc.

Далее на внепечной обработке в металл вводятся ферросплавы для легирования металла кремнием, марганцем, хрома и другие химические элементы (зависит от требования марочного содержания химических элементов).Further, during out-of-furnace treatment, ferroalloys are introduced into the metal for alloying the metal with silicon, manganese, chromium and other chemical elements (depending on the requirements for the grade content of chemical elements).

Шлакообразование на выпуске плавки производить отдельно от периода раскисления и легирования металла. Для шлакообразования используется известь и глинозёмсодержащие материалы (или флюсы). Использование флюорита на выпуске плавки не производится. Также можно применять два вариант шлакообразования: 1) в два этапа (в начальный период 10-20 % от всей навески шлакообразующих материалов и в конечный период выпуска плавки) 2) в один этап (шлакообразующие материалы отдаются в последнюю очередь после раскислителей и ферросплавов). Первый вариант требует применение несколько промежуточных бункеров на выпуске плавки. По варианту 1 будет минимальное поступление азота из воздуха, поэтому он является преобладающим если требуется производить супер чистую сталь.Slagging at the melt outlet should be performed separately from the period of metal deoxidation and alloying. For slagging, lime and alumina-containing materials (or fluxes) are used. Fluorite is not used at the melt outlet. You can also use two options for slagging: 1) in two stages (in the initial period, 10-20% of the entire sample of slag-forming materials and in the final period of melting) 2) in one stage (slag-forming materials are delivered last after deoxidizers and ferroalloys). The first option requires the use of several intermediate bins at the melt outlet. Option 1 will have minimal nitrogen input from the air, so it is predominant if you want to produce super clean steel.

Выпуск плавки в ковш производится с применением продувки металла аргоном через продувочные блоки сталеразливочного ковша. Продувка продолжается после выпуска плавки в течение 2-3 минут.The melt is tapped into the ladle by blowing the metal with argon through the blowing blocks of the steel-pouring ladle. Purging continues after tapping the melt for 2-3 minutes.

Интенсивность продувки во время выпуска должна быть на максимальном расходе аргона суммарно на все пробки 5,0 – 7,5 л/т·мин), причём включения и выключения аргона производится в автоматическом режиме. Включения аргона должно производится в момент открытия сталевыпускного отверстия в автоматическом режиме. Ручное включения аргона не допускается.The intensity of the blowdown during the release should be at the maximum argon flow rate for all plugs in total 5.0 - 7.5 l / t · min), and argon is switched on and off automatically. Argon must be switched on at the moment of opening the steel outlet in automatic mode. Manual activation of argon is not allowed.

Технология выпуска плавки должна обеспечивать попадание печного шлака не более 2,0 кг/т без технических средств автоматизации выпуска плавки и не более 1,0 кг/т со средствами механизации и автоматизации отсечки сталеплавильного шлака.The smelting tapping technology should ensure that the furnace slag does not enter more than 2.0 kg / t without technical means for automating the tapping and not more than 1.0 kg / t with the means of mechanization and automation of cutting off the steelmaking slag.

Элементы с высоким сродством к кислороду (например, Ce, Zr, Ti и B) должны добавляться в раскисленый металл, то есть не на выпуске плавки, а в период проведения внепечной обработки стали.Elements with a high affinity for oxygen (for example, Ce, Zr, Ti and B) should be added to the deoxidized metal, that is, not at the outlet of the heat, but during the out-of-furnace treatment of steel.

Начальное шлакообразование производится на выпуске плавки из сталеплавильного агрегата (описано выше), а корректировка шлака на установках ковш-печь (УКП) и доводки металла (УДМ) производится за счёт небольших добавок извести, алюминиевых гранул или крупки и глинозёмсодержащих материалов (или различных аналогов бокситов). Также имеет место быть исключения ввода глинозёмсодержащего материала на установках внепечной обработки стали за счёт внедрения дифференцированного ввода его на выпуске из сталеплавильного агрегата в зависимости от группы марок стали. Для марок стали с углеродом более 0,1 мас. % допускается не значительное использования глинозёмсодеражщего материала на УКП (не более 0,6 кг/т).Initial slag formation is carried out at the outlet of the melt from the steel-making unit (described above), and slag adjustment at ladle-furnace (UKP) and metal finishing (UDM) units is carried out due to small additions of lime, aluminum granules or grains and alumina-containing materials (or various analogs of bauxite ). There are also exceptions to the introduction of alumina-containing material at out-of-furnace steel treatment plants due to the introduction of a differentiated input of it at the outlet from the steelmaking unit, depending on the group of steel grades. For steel grades with carbon more than 0.1 wt. % it is allowed not to significantly use alumina-containing material at the UKP (no more than 0.6 kg / t).

Расчёт расхода шлакообразующих материалов производится путем расчёта с использованием термодинамического равновесия «металл-шлак-глаз» и материального баланса или теоретическим путём проведения промышленных плавок (не менее 50 плавок на одну группу марок стали). В расчёте обязательно учитывается вторичное окисление металла (процесс поступления кислорода из вне в расплав), полный химический состав всех применяемых материалов для процессов раскисления, шлакообразования и разжижения его в ковше.The calculation of the consumption of slag-forming materials is carried out by calculation using the thermodynamic equilibrium "metal-slag-eye" and the material balance or by theoretical means of carrying out industrial heats (at least 50 heats per group of steel grades). The calculation necessarily takes into account the secondary oxidation of the metal (the process of oxygen supply from the outside into the melt), the full chemical composition of all materials used for the processes of deoxidation, slagging and its liquefaction in a ladle.

Химический состав шлака в ковше должен обеспечивать попадания его в зону «жидких шлаков» при температурах 1550-1600°С и содержать следующее количество оксидов (проба шлака в конце внепечной обработки стали на УКП):The chemical composition of the slag in the ladle should ensure that it enters the zone of "liquid slag" at temperatures of 1550-1600 ° C and contain the following amount of oxides (slag sample at the end of the out-of-furnace steel treatment at the UKP):

- Al2O3 равно от 26 до 30 мас. %;- Al 2 O 3 is equal to 26 to 30 wt. %;

- CaO равно от 54 до 61 мас. %;- CaO is equal to from 54 to 61 wt. %;

- SiO2 не более или равно 10 мас. % (для кремния в металле более 0,30 мас. %);- SiO 2 is not more than or equal to 10 wt. % (for silicon in metal more than 0.30 wt.%);

- SiO2 не более или равно 6 мас. % (для кремния в металле от 0,15 до 0,30 мас. %);- SiO 2 is not more than or equal to 6 wt. % (for silicon in metal from 0.15 to 0.30 wt.%);

- SiO2 не более или равно 4 мас. % (для кремния в металле менее 0,15 мас. %);- SiO 2 is not more than or equal to 4 wt. % (for silicon in metal less than 0.15 wt.%);

- MgO от 4,5 до 8,5 мас. %;- MgO from 4.5 to 8.5 wt. %;

- (сумма FeO и MnO) не более или равно 1,0 мас. %;- (the sum of FeO and MnO) is not more than or equal to 1.0 wt. %;

- TiO2 не более 0,15 (0,20) мас. % (для тонкослябовой УНРС и для марок стали где титан не добавляется);- TiO 2 not more than 0.15 (0.20) wt. % (for thin slab UNRS and for steel grades where titanium is not added);

- целевое отношение (CaO) к (Al2O3) от 1,80 до 2,00;- target ratio of (CaO) to (Al 2 O 3 ) from 1.80 to 2.00;

- целевое отношение (CaO) к (сумма Al2O3 и SiO2) от 1,50 до 1,90.- target ratio (CaO) to (sum of Al 2 O 3 and SiO 2 ) from 1.50 to 1.90.

Должна выдерживаться следующая стратегия по шлаку: чем меньше SiO2, FeO и MnO, тем меньше оксидных неметаллических включений в стали раскисленной алюминием. Не допускать содержания MgO в шлаке менее 4,0 и более 9,0 мас. % с целью исключения повышенного износа футеровки ковша или образования тугоплавкой магниевой шпинели (MgAl2O4) в металле соответственно.The following slag strategy should be followed: the less SiO 2 , FeO and MnO, the less oxide non-metallic inclusions in the aluminum deoxidized steel. Avoid the content of MgO in the slag less than 4.0 and more than 9.0 wt. % in order to prevent increased wear of the ladle lining or the formation of refractory magnesium spinel (MgAl 2 O 4 ) in the metal, respectively.

Технология внепечной обработки стали в ковше производится продувкой инертным газом (аргон газообразный по ГОСТ 10157, сорт 1 или высший с массовой долей аргона не менее 99,9%) по следующему режиму.The technology of out-of-furnace steel treatment in a ladle is carried out by blowing with an inert gas (gaseous argon according to GOST 10157, grade 1 or higher with a mass fraction of argon of at least 99.9%) according to the following mode.

Расход аргона на каждый продувочный блок должен быть примерно одинаковым. Контроль качества продувки контролируется визуально по оголенным пятнам металла в зоне продувки или с использованием специально инфракрасной цифровой камеры или других аналогов позволяющих оцифровать площадь пятна продувки или фиксировать факт оголения расплава в ковше.The argon flow rate for each purge block should be approximately the same. The blowdown quality control is controlled visually by bare metal spots in the blowdown zone or using a specially infrared digital camera or other analogs allowing to digitize the blowdown spot area or record the fact of melt exposure in the ladle.

Для отработки данной технологии, а также её возможности мониторить и контролировать необходимо на каждую продувочную пробку для всех рабочих позиций УКП и вакууматора установить цифровые расходомеры с возможностью передачи данных на 1-й уровень автоматизации цеха.To develop this technology, as well as its ability to monitor and control, it is necessary to install digital flow meters with the ability to transfer data to the 1st level of workshop automation for each purge plug for all working positions of the UKP and vacuumator.

Рекомендуемое минимальное количество продувочных фурм для надлежащей технологичности продувки металла в зависимости от ёмкость сталеразливочных ковшей представлено в таблице 1.The recommended minimum number of blowing lances for proper processability of blowing metal, depending on the capacity of steel-pouring ladles, is shown in Table 1.

Таблица 1. Минимальное количество продувочных фурм для соответствующей ёмкости сталеразливочного ковшаTable 1. Minimum number of blowing lances for the corresponding steel ladle capacity

Ёмкость сталеразливочного ковша по жидкому металлу, тоннSteel-pouring ladle capacity for liquid metal, tons Минимальное количество продувочных фурм в дне сталеразливочного ковша для оптимальной гомогенизации расплава и эффективного удаления неметаллических включений и десульфурации расплаваMinimum number of blowing lances in the bottom of the steel ladle for optimal homogenization of the melt and efficient removal of non-metallic inclusions and desulfurization of the melt от 70 до 105 включительноfrom 70 to 105 inclusive 1one от 105 до 160 включительноfrom 105 to 160 inclusive 22 от 160 до 210 включительноfrom 160 to 210 inclusive 22 от 210 до 280 включительноfrom 210 to 280 inclusive 33 от 280 до 360 включительноfrom 280 to 360 inclusive 33

В таблице 2 представлен режим продувки расплава в сталеразливочном ковше через расход инертного газа (л/т⋅мин) и диаметр пятна продувки (мм). Режимы мягкой и очистительной продувки обеспечивают минимальное поступление кислорода в расплава (на уровне не более 0,2 кг/т или стремящемуся к нулю) главной целью которого является обеспечения производства стали с ультранизким содержанием оксидных неметаллических включений (чистая, сверхчистая и супер чистая сталь).Table 2 shows the mode of blowing the melt in a steel-pouring ladle through the inert gas flow rate (l / t⋅min) and the blowing spot diameter (mm). Modes of soft and cleaning blowing provide a minimum oxygen supply to the melt (at a level not exceeding 0.2 kg / t or tending to zero), the main purpose of which is to ensure the production of steel with an ultra-low content of oxide non-metallic inclusions (pure, ultra-pure and super-pure steel).

Таблица 2. Карта продувки сталеразливочного ковша инертным газом для производства суперчистой стали (режимы продувки металла в ковше)Table 2. Map of blowing a steel-pouring ladle with inert gas for the production of superpure steel (modes of blowing metal in a ladle)

Режим продувки и
технологические операцииPurge mode and
technological operations Суммарный расход инертного газа, л/(т⋅мин)Total consumption of inert gas, l / (t⋅min) Диаметр пятна, ммSpot diameter, mm Начало продувки
(раздув продувочных блоков до ввода алюминиевой проволоки)Purging start
(blowing up the purge blocks before entering the aluminum wire) не более 7,5 – 10,0no more than 7.5 - 10.0 не контролируетсяnot controlled Сильная продувка
Усреднительная продувка (сильная десульфурация)Strong blowdown
Blending blowdown (strong desulfurization) 5,0 – 7,5
не более 7,55.0 - 7.5
no more than 7.5 не более 300-400 ммno more than 300-400 mm Средняя продувка
Режим нагрева, добавка материалов, средняя десульфурация и сильное охлаждение металлаMedium blowdown
Heating mode, material addition, medium desulfurization and strong metal cooling 2,5 – 5,0
не более 3,82.5 - 5.0
no more than 3.8 не более 250-300 ммno more than 250-300 mm Нормальная продувка
Режим нагрева, добавка материаловNormal blowdown
Heating mode, adding materials 1,2 – 2,5
не более 2,51.2 - 2.5
no more than 2.5 не более 150 ммno more than 150 mm Мягкая продувка
Ввод модифицирующей проволоки и перемешиваниеSoft purge
Modifying wire insertion and stirring 1,0 – 1,9
не более 1,91.0 - 1.9
no more than 1.9 Нет пятна*
(без оголения металла)No stain *
(without bare metal) Очистительная продувка
(перед передачей ковша на УНРС)Purge blow
(before transferring the bucket to the continuous casting machine) 0,5 – 1,2
не более 1,20.5 - 1.2
no more than 1.2 Средний расход газа на одну продувочную фурмуAverage gas consumption per blowing lance 1,3
(на одну продувочную фурму)1.3
(per blowing lance) После легирования металла алюминием не более 150 мм и преобладает режим без оголения металлаAfter alloying the metal with aluminum no more than 150 mm and the mode without bare metal prevails Критический расход газа на одну продувочную фурму
(считается после проведения процесса модифицирования или ввода кальцийсодержащей проволоки в расплав)Critical gas flow rate per blowing lance
(considered after the modification process or the introduction of calcium-containing wire into the melt) 1,6
(на одну продувочную фурму)1.6
(per blowing lance) Оголенное пятно более 150 ммBare spot more than 150 mm

* в случаях оголения металла расход газа должен снижаться * in cases of bare metal, gas consumption should be reduced

Расход инертного газа более чем указано в таблице 2 допускается в случаях соблюдения диаметра продувочного пятна, для случаев утечек газа.Inert gas consumption more than indicated in Table 2 is allowed in cases of compliance with the diameter of the purge spot, for cases of gas leaks.

После того как сера в металле будет достигнута до требований значений ниже 30 ppm, интенсивность продувки снижается таким образом, чтобы исключить вторичное окисление расплава через атмосферу воздуха.After the sulfur in the metal reaches the requirements of values below 30 ppm, the blowdown rate is reduced so as to exclude secondary oxidation of the melt through air.

Для расчета средней интенсивности продувки на УКП учёт производить с момента ввода алюминия в ковш, который расходуется на легирование металла. Средний расход газа на одну продувочную фурму должен составлять не более 1,3 л/т⋅мин, при условии нормальной продувки инертного газа через продувочные блоки.To calculate the average intensity of blowing at the UKP, the accounting should be made from the moment aluminum is introduced into the ladle, which is spent on alloying the metal. The average gas consumption per one blowing lance should be no more than 1.3 l / t⋅min, provided that the inert gas is normally blown through the blowing blocks.

Критический расход газа – 1,6 л/т⋅мин. Критический расход газа – это расход инертного газа выше которого эффективность и скорость удаления неметаллических включений из расплава не увеличивается, при этом расходе увеличивается содержание в расплаве включений за счёт вторичного окисления металла и окисления алюминия, т.е. угар алюминия в металле будет увеличиваться. При критическом расходе поступления кислорода из воздуха составляет значение более 0,2 кг/т. Не допускается увеличивать расход инертного газа в период очистительной продувки даже на 0,2 л/т⋅мин с целью оптимизации температуры расплава. Поэтому температурные режимы нагрева и охлаждения металла должны быть за ранее отработаны устоявшейся технологией до внедрения технологии производства суперчистой стали.The critical gas consumption is 1.6 l / t⋅min. The critical gas consumption is the consumption of an inert gas above which the efficiency and rate of removal of non-metallic inclusions from the melt does not increase, while the content of inclusions in the melt increases due to the secondary oxidation of the metal and oxidation of aluminum, i.e. waste of aluminum in the metal will increase. At a critical flow rate, oxygen supply from the air is more than 0.2 kg / t. It is not allowed to increase the consumption of inert gas during the cleaning blowdown period even by 0.2 l / t⋅min in order to optimize the melt temperature. Therefore, the temperature modes of heating and cooling the metal must be previously worked out by an established technology before the introduction of technology for the production of superpure steel.

Дополнительные условия производства чистой стали на УКП и ВД:Additional conditions for the production of pure steel at the UKP and HP:

1. На выпуске плавки и в процессе внепечной обработки металла не осуществлять замену ферросилиция на карбид кремния (SiC). Причины не применения SiC следующие.1. Do not replace ferrosilicon with silicon carbide (SiC) at the outlet of the melt and during the out-of-furnace metal treatment. The reasons for not using SiC are as follows.

- карбид кремния является устойчивым химическим соединением с температурой плавления 2600°С по сравнению с ферросилицием 65 (1300°С), что требует дополнительной энергии на его расплавления;- silicon carbide is a stable chemical compound with a melting point of 2600 ° C compared to ferrosilicon 65 (1300 ° C), which requires additional energy to melt it;

- в состав материалов под названием карбид кремния входит кварцевый песок (SiO2) от 8 до 20 мас.%, что негативно сказывается на получении оптимального шлака в ковше с низкой концентрацией SiO2, а шлак где присутствует материал с локальной концентрацией SiO2 создаются окислительные условия, приводящие к загрязнению металла неметаллическими включениями;- the composition of materials called silicon carbide contains quartz sand (SiO 2 ) from 8 to 20 wt.%, which negatively affects the receipt of optimal slag in a ladle with a low concentration of SiO 2 , and slag where material with a local concentration of SiO 2 is present, oxidizing conditions leading to contamination of the metal with non-metallic inclusions;

- формируется гетерогенный (неоднородный) карбидный шлак в ковше который имеет большую склонность к запутыванию в металле вследствие повышенной работы адгезии.- a heterogeneous (non-uniform) carbide slag is formed in the ladle, which has a great tendency to entanglement in the metal due to the increased work of adhesion.

2. Перед началом внепечной обработки содержания общего алюминия не должно превышать 0,05 мас. %.2. Before starting out-of-furnace treatment, the total aluminum content should not exceed 0.05 wt. %.

3. Начальная температура стали на УКП должна быть не ниже 1550°С.3. The initial temperature of steel at the UKP should be at least 1550 ° C.

4. Не производить применения карбида кальция или кремния для раскисления шлака, а также для минимизации влияния сталеплавильного шлака попавшего в ковш. В том случае используются алюминиевые гранулы или их аналоги (крупка, сечка и др.).4. Do not use calcium carbide or silicon for slag deoxidation, as well as to minimize the effect of steelmaking slag entering the ladle. In this case, aluminum granules or their analogues are used (grits, chops, etc.).

5. Точная настройка содержания алюминия в металле производится только алюминиевой катанкой.5. Fine adjustment of the aluminum content in the metal is made only by aluminum wire rod.

6. Шлак в ковше должен быть жидким на протяжении всего времени внепечной обработки. Процесс шлакообразования (наведение шлака) также необходимо контролировать по цвету. Хороший шлак имеет белый цвет или зелёный оттенок.6. The slag in the ladle must be liquid throughout the out-of-furnace treatment. The process of slagging (slagging) must also be controlled by color. A good slag is white or green in color.

7. Ввод алюминия для легирования металла производится в начальный период внепечной обработки стали. Ввод последней порции алюминия осуществлять не позднее, чем за 20-30 минут (зависит от ёмкости ковша) до отдачи ковша на разливку, обеспечивая при этом необходимый перегрев металла без увеличения интенсивности продувки аргоном (согласно таблицы 2).7. The input of aluminum for alloying the metal is made in the initial period of out-of-furnace steel treatment. The last portion of aluminum should be injected no later than 20-30 minutes (depending on the capacity of the ladle) before the ladle is returned for casting, while ensuring the necessary overheating of the metal without increasing the intensity of argon blowing (according to Table 2).

8. В случаях повышенного поступления кислорода из воздуха в металл более чем 0,2 кг/т необходимо отрегулировать интенсивность отсоса газов на газоочистке установки ковш-печь. Особенно это важно после проведения капитальных ремонтов газоочистки УКП или очистки системы газоочистки цеха.8. In cases of increased oxygen supply from the air to the metal, more than 0.2 kg / t, it is necessary to adjust the intensity of gas suction at the gas cleaning of the ladle-furnace unit. This is especially important after major repairs of the gas cleaning of the UKP or cleaning the gas cleaning system of the shop.

9. Перед вакуумированием металла шлак не скачивать (не отливать).9. Before evacuating the metal, do not download (do not pour) slag.

10. Отлив шлака производить только с целью удаления печного (конвертерного) шлака попавшего в период выпуска плавки из сталеплавильного агрегата перед началом внепечной обработки стали.10. Slag outflow should be performed only for the purpose of removing the furnace (converter) slag that got during the melting period from the steelmaking unit before the out-of-furnace treatment of steel.

11. Для того чтобы достичь высокой степени чистоты стали по оксидам, необходимо соблюдать временные интервалы согласно приложенной схемы (см. рис.1).11. In order to achieve a high degree of steel purity in terms of oxides, it is necessary to observe the time intervals according to the attached diagram (see Fig. 1).

12. Продолжительность между вводом алюминием (Al) и кальция (Ca) необходимо выдерживать большим. Для сталеразливочных ковшей емкостью до 210 тонн время требуется выдерживать не менее 12 мин. Для сталеразливочных ковшей емкостью более 210 тонн время требуется выдерживать не менее 14 мин.12. The time between the addition of aluminum (Al) and calcium (Ca) must be long. For steel-pouring ladles with a capacity of up to 210 tons, the time must be kept at least 12 minutes. For steel-pouring ladles with a capacity of more than 210 tons, the time must be kept at least 14 minutes.

13. Перед вводом в металл кальция (Ca), содержания связанного алюминия (Alокс) должно быть менее 20 ppm и серы менее 50 ppm. Расход кальция на модифицирование включений должен обеспечить попадание в отношение общего содержания кальция к алюминию общего или связанного в стальковше [Ca]/[Al] равно от 0,08 до 0,14 или (СаO)/(Alокс) равно от 0,8 до 1,4 и в промковше [Ca]/[Al] равно от 0,06 до 0,10 или (СаO)/(Alокс) равно от 0,6 до 1,0.13. Before adding calcium (Ca) to the metal, the content of bound aluminum ( Alox ) should be less than 20 ppm and sulfur less than 50 ppm. Calcium consumption for the modification of inclusions should ensure that the ratio of the total calcium to aluminum content of the total or bound in the steel ladle [Ca] / [Al] is from 0.08 to 0.14 or (CaO) / (Al ox ) is equal to 0.8 up to 1.4 and in the tundish [Ca] / [Al] is from 0.06 to 0.10 or (CaO) / (Al ox ) is from 0.6 to 1.0.

14. Перед передачей плавки на вакууматор содержание алюминия должно быть такое чтобы после проведения вакуумирования его больше не добавлять, а в случае его добавки, но не более чем на 0,01 мас. % необходимо выдержать временные выдержки по продувке инертным газом согласно рис.1. В случае добавки алюминия в металл после вакуумирования более чем на 0,01 мас.% получить суперчистую сталь с низким содержанием оксидных неметаллических включений будет проблематичным.14. Before transferring the melt to the evacuator, the aluminum content should be such that after the evacuation it is no longer added, and in the case of its addition, but not more than 0.01 wt. % it is necessary to withstand temporary holdings by blowing with an inert gas according to Fig. 1. If aluminum is added to the metal after evacuation by more than 0.01 wt%, it will be problematic to obtain superpure steel with a low content of oxide nonmetallic inclusions.

15. Скорость нагрева на УКП должна быть отрегулирована таким образом, чтобы температура жидкой стали была больше на 8 – 10°С с которой ковш будет направлен на УНРС до начала обработки кальцием.15. The heating rate at the UKP should be adjusted in such a way that the temperature of the liquid steel is 8 - 10 ° C higher, from which the ladle will be directed to the CCM before the start of calcium treatment.

16. Необходимо выдерживать соответствующую скорость ввода кальцийсодержащей проволоки в металл (ориентировочная скорость около 220 +/- 20 м/мин).16. It is necessary to maintain the appropriate speed of introduction of the calcium-containing wire into the metal (approximate speed about 220 +/- 20 m / min).

17. Очистительная продувка металла с суммарным расходом инертного газа не более 1,2 л/т⋅мин после ввода кальция не менее 8 мин (чем больше продолжительность, тем лучше). Для сталеразливочных ковшей емкостью более 210 тонн данное время требуется выдерживать не менее 10 мин.17. Purification blowing of metal with a total consumption of inert gas no more than 1.2 l / t⋅min after calcium injection for at least 8 minutes (the longer the duration, the better). For steel-pouring ladles with a capacity of more than 210 tons, this time must be kept at least 10 minutes.

18. Перед передачей металла на УНРС после УКП или ВД утепление ковша осуществляют с использованием теплоизолятора с низкой концентрацией SiO2 ,так как шлак с полной основностью (CaO)/(сумма Al2O3 и SiO2) от 1,50 до 1,90 имеет удовлетворительные теплоизолирующие свойства по сравнению со шлаком с основностью менее 1,50.18. Before the transfer of the metal to the CCM after the UKP or HP, the ladle is insulated using a heat insulator with a low concentration of SiO 2 , since the slag with full basicity (CaO) / (the sum of Al 2 O 3 and SiO 2 ) is from 1.50 to 1, 90 has satisfactory thermal insulation properties compared to slag with basicity less than 1.50 .

Непрерывная разливка «чистой стали» на УНРСContinuous casting of "pure steel" at the continuous casting mill

Ниже перечислены мероприятия которые необходимо выполнить для разливки чистого металла на УНРС с целью минимизации ухудшения чистоты стали по оксидным и сульфидным включениями.The following are the measures that must be taken to pour pure metal at the continuous casting machine in order to minimize the deterioration of steel purity by oxide and sulfide inclusions.

1. Мероприятия снижающие вторичное окисление металла во время разливки на УНРС:1. Measures to reduce secondary metal oxidation during casting at the continuous casting machine:

- защита расплава от поступления кислорода из воздуха через шиберные плиты и плиту-коллектор, стальную обечайку коллектора, в стык стакан-коллектора и защитной трубы, оголенные участки металла и/или через укрывной шлак (подача аргона и организация процесса разливки металла на УНРС исключающие поступления кислорода из воздуха и др.);- protection of the melt from the ingress of oxygen from the air through the gate plates and the collector plate, the steel shell of the collector, into the junction of the collector nozzle and the protective pipe, bare metal sections and / or through the covering slag (supply of argon and the organization of the metal casting process at the CCR, excluding oxygen from air, etc.);

- применения промежуточного ковша который исключал оголение расплава и замешивание шлака с металлом во время серийно разливки на УНРС по технологии “плавка на плавку” или минимизация неблагоприятных турбулентных потоков металла нутри ковша;- the use of a tundish, which excluded exposure of the melt and mixing of slag with metal during batch casting at the continuous casting machine using the melt-to-melt technology or minimization of unfavorable turbulent metal flows inside the ladle;

- внедрения мероприятий по обслуживанию и обороту сталеразливочных ковшей, и качеству стартовой смеси исключающих прожигание шибера ковша кислородом;- implementation of measures for the maintenance and turnover of steel-pouring ladles, and the quality of the starting mixture excluding the burning of the ladle gate with oxygen;

- организация производства на УНРС таким образом, чтобы все технологические операции минимизировали процесс вторичного окисления (открытие трубы над уровнем шлака, отбор пробы металла и шлака, измерение концентрации водорода и растворенного кислорода, отбор специальных проб для контроля содержания неметаллических включений, чрезмерная продувка металла в промковше инертным газом, технология набора уровня металла в промковше после стыковки с новой плавкой и др.);- organization of production at the continuous casting plant in such a way that all technological operations minimize the secondary oxidation process (opening the pipe above the slag level, sampling metal and slag, measuring the concentration of hydrogen and dissolved oxygen, taking special samples to control the content of non-metallic inclusions, excessive metal blowing in the tundish with an inert gas, the technology of a set of metal level in a tundish after docking with a new melt, etc.);

- применяемые шлакообразующие материалы в промковше должны не окислять металла во время разливки (для ассимиляторов SiO2 не более или равно 10 мас.%, теплоизоляторов SiO2 не более или равно 40 мас.%, для обоих материалов TiO2 не более или равно 1,0 мас.%). - the used slag-forming materials in the tundish must not oxidize the metal during casting (for SiO 2 assimilators no more than or equal to 10 wt%, SiO 2 heat insulators no more than or equal to 40 wt%, for both materials TiO 2 no more than or equal to 1, 0 wt%).

2. Во время разливки должно быть исключено попадание ковшевого шлака в котором содержится сульфид кальция (CaS). Попавший ковшевой шлак в промковш может быть обнаружен в чистом виде в литом металле, а также может увеличивать содержания в металле как экзогенных и так эндогенных неметаллических включений (оксиды и сульфиды). Поэтому в технологии непрерывной разливки должна применяться технология автоматической отсечки ковшевого шлака в комплексе с профилированным дном стальковша в период доливания плавки которая может быть сбалансирована как по качеству (минимальное количество попавшего шлака в промковш) и так по производительности (минимальный остаток металла в сталеразливочном ковше). Также для шлакообразующих смесей промковша (ассимилятор и теплоизолятор) содержание серы должно быть не более 0,5 мас. %.2. During casting, the ingress of ladle slag, which contains calcium sulfide (CaS), must be excluded. The trapped ladle slag in the tundish can be detected in pure form in cast metal, and can also increase the content of both exogenous and endogenous non-metallic inclusions (oxides and sulfides) in the metal. Therefore, in the technology of continuous casting, the technology of automatic cut-off of ladle slag should be used in combination with a profiled bottom of a steel ladle during the period of refilling the melt, which can be balanced both in quality (the minimum amount of slag that got into the tundish) and so in terms of productivity (minimum metal residue in the steel-pouring ladle). Also for slag-forming mixtures of tundish (assimilator and heat insulator), the sulfur content should be no more than 0.5 wt. %.

3. Применения стаканов типа SES (submerged entry shroud) для разливки суперчистой стали по причине исключения дополнительного источника поступления кислорода из воздуха в металла через стык погружного стакана и стакан-дозатора.3. The use of nozzles of the SES (submerged entry shroud) type for casting superpure steel due to the exclusion of an additional source of oxygen from the air into the metal through the junction of the submerged nozzle and the nozzle.

4. Контроль уровня металла необходимо осуществлять электромагнитным методом вместо радиоизотопного (точность контроля выше в 2-3 раза: +/- 1,0 мм). Это позволит минимизировать как колебания уровня металла в кристаллизаторе, так и захват расплавившегося шлака в непрерывнолитой слиток.4. The control of the metal level must be carried out by the electromagnetic method instead of the radioisotope method (the control accuracy is 2-3 times higher: +/- 1.0 mm). This will make it possible to minimize both fluctuations in the level of the metal in the mold, and the entrapment of the molten slag in the continuously cast ingot.

Оперативная оценка защиты металла от вторичного окисления на УНРСRapid assessment of metal protection from secondary oxidation at CCM

Во время разливки чистой стали на УНРС рекомендуется контролировать уровень вторичного окисления по следующим показателям:It is recommended to control the level of secondary oxidation by the following indicators during the casting of pure steel at the continuous casting machine:

1. Прирост азота металла (дельта N). Цель не более 5 ppm.1. Increase in metal nitrogen (delta N). Target no more than 5 ppm.

2. Анализ по изменению содержанию химических элементов в стали (Al, Si, Mn). Цель - потеря Al не более 60 ppm и прирост Si не более 50 ppm.2. Analysis of the change in the content of chemical elements in steel (Al, Si, Mn). The goal is the loss of Al not more than 60 ppm and the increase in Si not more than 50 ppm.

3. Контроль связанного алюминия (Alокс). Цель не более 20 ppm.3. Control of bound aluminum (Al ox ). Target no more than 20 ppm.

4. Косвенное ухудшение работы ШОС в кристаллизаторе и образование поверхностных дефектов на слябе/заготовке (поверхностные дефекты на непрерывнолитом металле есть или нет).4. Indirect deterioration of the SCO operation in the mold and the formation of surface defects on the slab / billet (whether there are surface defects on the continuously cast metal).

Данный контроль и оценка позволяют осуществлять оперативный поиск проблем в технологии производства суперчистой стали с разливкой на УНРС с целью возможности эффективной корректировки технологии производства чистой стали.This control and assessment allows for an operational search for problems in the technology of producing super-clean steel with casting at a continuous casting mill in order to effectively adjust the technology for producing pure steel.

Уточненный перечень контролируемых параметров технологии производства «Чистая сталь»An updated list of controlled parameters of the Pure Steel production technology

Чистота стали контролируется в ходе всех технологических операций производства стали. Этот контроль включает 25 ключевых контролируемых параметров:The purity of the steel is monitored during all technological operations of steel production. This control includes 25 key controlled parameters:

1. Усвоение кремния [Si] на выпуске плавки (цель более 80 %);1. Assimilation of silicon [Si] at the outlet of the melt (the goal is more than 80%);

2. Сумма (FeO) и (MnO) в первой пробе шлака (в начале внепечной обработки на УКП, цель менее 4,0 мас. %);2. The sum of (FeO) and (MnO) in the first slag sample (at the beginning of the out-of-furnace treatment at the UKP, the target is less than 4.0 wt.%);

3. Содержания общего алюминия [Alобщ] в первой пробе на УКП (цель от 0,005 до 0,015 мас.%);3. The content of total aluminum [Al total ] in the first sample on the UKP (target from 0.005 to 0.015 wt.%);

4. Прирост фосфора [P] в сталеразливочном ковше без учета прихода фосфора из ферросплавов (цель не более 20 ppm);4. Increase of phosphorus [P] in the steel-pouring ladle without taking into account the arrival of phosphorus from ferroalloys (target no more than 20 ppm);

5. Рост титана [Ti] в пробах металла и шлака из сталеразливочного ковша (цель не более 15 ppm);5. Growth of titanium [Ti] in metal and slag samples from a steel-pouring ladle (target no more than 15 ppm);

6. Интенсивность продувки расплава инертным газом от момента времени ввода первой порции алюминия до последней завершения обработки на УКП (цель не более 2,5 л/т·мин);6. Intensity of blowing the melt with an inert gas from the time of the introduction of the first portion of aluminum to the last completion of processing at the UKP (target not more than 2.5 l / t · min);

7. Интенсивность аргоновой продувки от момента ввода последней порции алюминия и ввода кальция (цель не более 1,9 л/т·мин);7. Intensity of argon blowing from the moment of the last portion of aluminum injection and calcium injection (the goal is not more than 1.9 l / t · min);

8. Интенсивность аргоновой продувки от момента ввода кальция до отключения продувки (цель не более 1,2 л/т·мин);8. Intensity of argon blowdown from the moment of calcium injection to switching off the blowdown (target not more than 1.2 l / t · min);

9. Продолжительность между отдачей алюминиевой и кальцийсодержащей проволоки (цель не менее 12 минут);9. The duration between the recoil of the aluminum and calcium-containing wire (target not less than 12 minutes);

10. Продолжительность «очистительной» продувки расплава после ввода кальция (цель не менее 8 минут);10. Duration of "purification" blowing of the melt after the introduction of calcium (the goal is not less than 8 minutes);

11. Химический состав рафинировочного шлака (Al2O3, CaO, SiO2, MgO и сумма FeO и MnO):11. Chemical composition of refining slag (Al 2 O 3 , CaO, SiO 2 , MgO and the sum of FeO and MnO):

Al2O3 равно от 26 до 30 мас. %;Al 2 O 3 is equal to 26 to 30 wt. %;

CaO равно от 54 до 61 мас. %;CaO is equal to 54 to 61 wt. %;

SiO2 не более или равно 10 мас. % (для кремния в металле более 0,30 мас .%);SiO 2 is not more than or equal to 10 wt. % (for silicon in metal more than 0.30 wt.%);

SiO2 не более или равно 6 мас. % (для кремния в металле от 0,15 до 0,30 мас .%);SiO 2 is not more than or equal to 6 wt. % (for silicon in metal from 0.15 to 0.30 wt.%);

SiO2 не более или равно 4 мас. % (для кремния в металле менее 0,15 мас .%);SiO 2 is not more than or equal to 4 wt. % (for silicon in metal less than 0.15 wt.%);

MgO равно от 4,5 до 8,5 мас. %;MgO is equal to 4.5 to 8.5 wt. %;

(сумма FeO и MnO) не более или равно 1,0 мас. %;(the sum of FeO and MnO) is not more than or equal to 1.0 wt. %;

TiO2 не более 0,15 (0,20) мас. % (для тонкослябовой УНРС и для марок стали где титан не добавляется).TiO 2 not more than 0.15 (0.20) wt. % (for thin slab UNRS and for steel grades where titanium is not added).

1. Отношение общего содержания кальция к алюминию общего или связанного в стальковше [Ca]/[Al] равно от 0,08 до 0,14 или (СаO)/(Alокс) равно от 0,8 до 1,4 и в промковше [Ca]/[Al] равно от 0,06 до 0,10 или (СаO)/(Alокс) равно от 0,6 до 1,0;1. The ratio of the total calcium content to aluminum total or bound in the steel ladle [Ca] / [Al] is from 0.08 to 0.14 or (CaO) / (Al ox ) is from 0.8 to 1.4 and in the tundish [Ca] / [Al] is 0.06 to 0.10 or (CaO) / (Al ox ) is 0.6 to 1.0;

2. Водород в промежуточном ковше (цель 1 - менее 7,0 ppm и цель 2 - менее 2,0 ppm, зависит от марки стали и типа применяемых ШОС в кристаллизаторе);2. Hydrogen in the tundish (target 1 - less than 7.0 ppm and target 2 - less than 2.0 ppm, depending on the steel grade and the type of SCO used in the crystallizer);

3. Прирост кремния между пробами стальковша и промковша (цель не более 50 ppm);3. The increase in silicon between the samples of the ladle and tundish (target no more than 50 ppm);

4. Потеря алюминия между пробами промковша и стальковша (цель не более 60 ppm);4. Loss of aluminum between tundish and steel ladle samples (target no more than 60 ppm);

5. Мониторинг произведения в мас. % [Al]X[N]X104 в промежуточном ковше (цель не более 2,0);5. Monitoring of works by weight. % [Al] X [N] X10 4 in the tundish (target no more than 2.0);

6. Мониторинг прироста азота в промежуточном ковше (цель не более 5 ppm);6. Monitoring of nitrogen growth in the tundish (target no more than 5 ppm);

7. Мониторинг прироста серы в промковше (цель не более 2 ppm);7. Monitoring of sulfur growth in the tundish (target not more than 2 ppm);

8. Уровень металла в промковше (не допущение снижения уровня металла в промковше ниже 25 % от установленного рабочего уровня);8. The level of metal in the tundish (not allowing the metal level in the tundish to drop below 25% of the established operating level);

9. Факт скачивание (отлив) шлака из промежуточного ковша (фиксирование факта отлива шлака из промковша);9. The fact of downloading (pouring out) slag from the tundish (fixing the fact of pouring slag from the tundish);

10. Факт прожигания шибера кислородом (фиксирование факта прожигания шибера кислородом);10. The fact of burning the gate with oxygen (fixing the fact of burning the gate with oxygen);

11. Среднеквадратичное отклонение уровня металла в кристаллизаторе (STD не более 0,6);11. Root-mean-square deviation of the metal level in the mold (STD not more than 0.6);

12. Планируемое время прибытия сталеразливочного ковша на подъемно-поворотный стенд УНРС (цель не более 12 минут от отключения аргона на сталькоше на внепечной обработки стали);12. Planned time of arrival of the steel-pouring ladle at the lifting-and-rotating stand of the UNRS (the goal is not more than 12 minutes from the shutdown of argon on the steel catcher at the out-of-furnace steel treatment);

13. Требуемая температура стали (перед подъемом ковша на УНРС отклонение не более -2 и +3°С);13. Required steel temperature (before lifting the ladle to the continuous casting machine, the deviation is no more than -2 and + 3 ° С);

14. Учёт теплового состояния каждого сталеразливочного ковша (количество плавок, задержки и простои, ремонты, реальная температура футеровки ковша и др.).14. Accounting for the thermal state of each steel-pouring ladle (the number of melts, delays and downtime, repairs, the actual temperature of the ladle lining, etc.).

Claims (23)

1. Способ производства суперчистой стали, раскисленной алюминием, для производства высококачественной металлопродукции, включающий выплавку металла в кислородном конвертере или в дуговой сталеплавильной печи, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, внепечную обработку жидкого металла на установке ковш-печь (УКП) и вакууматоре, выпуск жидкого металла в промежуточный ковша и разливку стали на УНРС, отличающийся тем, что на этапе выпуска плавки в сталеразливочный ковш осуществляют раскисление и продувку, причем раскисление осуществляют в следующем порядке ввода раскислителей: углеродосодержащий материал, карбид кальция фракцией 2,0-15 мм от 0,30 до 0,65 кг/т, алюминий от 1,0 до 1,8 кг/т с CaC2 или от 1,5 до 2,2 кг/т без CaC2, а продувку - на максимальном расходе аргона с интенсивностью не менее 5,0-7,5 л/т⋅мин, на этапе внепечной обработки жидкого металла вводят алюминий и кальций, при этом продолжительность между вводом алюминия и кальция выдерживают не менее 12 минут, при этом перед вводом в металл кальция, содержание неметаллических связанного алюминия (Alокс) составляет менее 20 ppm и серы менее 50 ppm, а расход кальция на модифицирование неметаллических включений выбран из условия обеспечения отношения общего содержания кальция к алюминию общему или связанному в сталеразливочном ковше [Ca]/[Al] равным от 0,08 до 0,14 или (СаO)/(Alокс) равным от 0,8 до 1,4 и в промежуточном ковше [Ca]/[Al] равным от 0,06 до 0,10 или (СаO)/(Alокс) равным от 0,6 до 1,0, при этом после ввода последней порции алюминия осуществляют режим мягкой продувки не менее 12 мин с обеспечением минимального поступления кислорода в жидкий металл за счёт подачи аргона с интенсивностью не более 1,9 л/т·мин без видимого пятна продувки, а после ввода кальция осуществляют режим очистительной продувки не менее 8 мин с обеспечением минимального поступления кислорода в жидкий металл за счёт подачи аргона с интенсивностью не более 1,2 л/т·мин без видимого пятна продувки.1. A method for the production of superpure steel deoxidized with aluminum for the production of high-quality metal products, including smelting metal in an oxygen converter or in an arc steel-making furnace, melting into a steel-pouring ladle, out-of-furnace processing of liquid metal at a ladle furnace (UKP) and a vacuum apparatus, discharge of liquid metal into the tundish and pouring steel at the continuous casting machine, characterized in that at the stage of tapping into the steel-pouring ladle, deoxidation and blowing are carried out, and deoxidation is carried out in the following order of adding deoxidizers: carbon-containing material, calcium carbide with a fraction of 2.0-15 mm from 0, 30 to 0.65 kg / t, aluminum from 1.0 to 1.8 kg / t with CaC 2 or from 1.5 to 2.2 kg / t without CaC 2 , and the blowdown is at the maximum argon flow rate with no intensity less than 5.0-7.5 l / t⋅min, at the stage of out-of-furnace treatment of liquid metal, aluminum and calcium are introduced, while the duration between the introduction of aluminum and calcium is maintained for at least 12 minutes, while before water into calcium metal, the content of non-metallic bound aluminum (Al ox ) is less than 20 ppm and sulfur is less than 50 ppm, and the calcium consumption for the modification of non-metallic inclusions is selected from the condition of ensuring the ratio of the total calcium content to aluminum total or bound in the steel ladle [Ca] / [Al] equal to 0.08 to 0.14 or (CaO) / (Al ox ) equal to 0.8 to 1.4 and in the tundish [Ca] / [Al] equal to 0.06 to 0.10 or (CaO) / (Al ox) of from 0.6 to 1.0, wherein after the last portion of the aluminum is carried soft purge mode for at least 12 minutes to ensure minimal oxygen into the liquid metal due to the supply of argon with a maximum intensity 1.9 l / t · min without a visible blowing spot, and after the introduction of calcium, a cleaning blowing mode is carried out for at least 8 minutes, ensuring a minimum supply of oxygen to the liquid metal due to the supply of argon with an intensity of not more than 1.2 l / t · min without visible purge spot. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют легирование жидкого металла ферросплавами, при этом при выпуске плавки отдельно от периода раскисления и легирования осуществляют шлакообразование с использованием промежуточных бункеров путем подачи 10-20% от всей навески шлакообразующих в начальный период выпуска плавки и оставшуюся навеску в конце выпуска плавки или после раскислителей и ферросплавов подают всю навеску шлакообразующих.2. The method according to claim 1, characterized in that the alloying of the liquid metal with ferroalloys is additionally carried out, while when the melt is tapped separately from the deoxidation and alloying period, slag formation is carried out using intermediate bunkers by feeding 10-20% of the entire sample of slag forming in the initial period of release smelting and the remaining charge at the end of the melt tapping or after deoxidizers and ferroalloys serve the entire charge of slag-forming. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выпуск плавки в сталеразливочный ковш осуществляют с обеспечением попадания печного шлака не более 2,0 кг/т без технических средств автоматизации выпуска плавки и не более 1,0 кг/т со средствами механизации и автоматизации отсечки сталеплавильного шлака.3. The method according to claim 1, characterized in that the melting into the steel-pouring ladle is carried out to ensure that the furnace slag does not exceed 2.0 kg / t without technical means for automating the melting and not more than 1.0 kg / t with mechanization means and automation of cut-off of steelmaking slag. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что химический состав шлака в конце внепечной обработки жидкого металла на УКП следующий, мас.%:4. The method according to claim 1, characterized in that the chemical composition of the slag at the end of the out-of-furnace treatment of liquid metal at the UKP is as follows, wt%: Al2O3 26-30;Al 2 O 3 26-30; CaO 54-61;CaO 54-61; SiO2 не более или равно 10, при содержании кремния в металле более 0,30 мас.%;SiO 2 is not more than or equal to 10, when the silicon content in the metal is more than 0.30 wt.%; SiO2 не более или равно 6, при содержании кремния в металле от 0,15 до 0,30 мас.%;SiO 2 is not more than or equal to 6, with the silicon content in the metal from 0.15 to 0.30 wt.%; SiO2 не более или равно 4, при содержании кремния в металле менее 0,15 мас.%;SiO 2 is not more than or equal to 4, when the silicon content in the metal is less than 0.15 wt.%; MgO 4,5-8,5;MgO 4.5-8.5; сумма FeO и MnO не более или равно 1,0;the sum of FeO and MnO is not more than or equal to 1.0; TiO2 не более 0,15;TiO 2 not more than 0.15; (CaO) / (Al2O3) 1,80-2,00;(CaO) / (Al 2 O 3 ) 1.80-2.00; (CaO) / (сумма Al2O3 и SiO2) 1,50-1,90.(CaO) / (sum of Al 2 O 3 and SiO 2 ) 1.50-1.90. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при выпуске плавки и в процессе внепечной обработки металла используют только кремнийсодержащие ферросплавы в виде феррослиция и ферросиликомарганца.5. The method according to claim 1, characterized in that only silicon-containing ferroalloys in the form of ferrosilicon and ferrosilicomanganese are used when tapping the melt and in the process of out-of-furnace metal treatment. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед началом внепечной обработки содержание общего алюминия не превышает 0,05 мас.%.6. The method according to claim 1, characterized in that before the out-of-furnace treatment begins, the total aluminum content does not exceed 0.05 wt.%. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что ввод последней порции алюминия на УКП или вакууматор осуществляют не позднее, чем за 25 минут до начала выпуска плавки в промежуточный ковш с обеспечением необходимого перегрева металла без увеличения интенсивности продувки расплава аргоном не более 1,2 л/т⋅мин.7. The method according to claim 1, characterized in that the introduction of the last portion of aluminum to the UKP or the vacuum apparatus is carried out no later than 25 minutes before the start of melting into the tundish, ensuring the necessary overheating of the metal without increasing the intensity of blowing the melt with argon no more than 1 2 l / t⋅min. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вакуумированием жидкого металла шлак скачивают при необходимости удаления сталеплавильного печного шлака.8. The method according to claim 1, characterized in that before evacuating the liquid metal, the slag is downloaded if necessary to remove the steelmaking furnace slag. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед передачей металла на УНРС после УКП или вакууматора осуществляют утепление промежуточного ковша с использованием теплоизолятора с концентрацией SiO2 не более 40 мас.%.9. The method according to claim 1, characterized in that, before transferring the metal to the continuous casting machine, after the PCD or the evacuator, the tundish is insulated using a heat insulator with a SiO 2 concentration of not more than 40 wt%. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для предотвращения процесса вторичного окисления на УНРС осуществляют защиту расплава от поступления кислорода из воздуха через шиберные плиты и плиту-коллектор, стальную обечайку коллектора, стык стакана-коллектора и защитной трубы; применяют промежуточный ковш для предотвращения оголения расплава и замешивания шлака с металлом во время серийной разливки на УНРС по технологии плавка на плавку или минимизирования неблагоприятных турбулентных потоков металла внутри ковша; минимизируют процесс вторичного окисления металла при открытии трубы над уровнем шлака, отборе проб металла и шлака, измерении концентрации водорода и растворенного кислорода, отборе проб для контроля содержания неметаллических включений, при наборе уровня металла в промежуточном ковше после стыковки с новой плавкой.10. The method according to claim 1, characterized in that in order to prevent the secondary oxidation process at the CCR, the melt is protected from the ingress of oxygen from the air through the gate plates and the collector plate, the steel shell of the collector, the joint of the collector nozzle and the protective pipe; an intermediate ladle is used to prevent exposure of the melt and mixing of slag with metal during serial casting at the continuous casting machine using the melting-to-melt technology or minimizing unfavorable turbulent metal flows inside the ladle; they minimize the process of secondary metal oxidation when opening the pipe above the slag level, taking samples of metal and slag, measuring the concentration of hydrogen and dissolved oxygen, taking samples to control the content of non-metallic inclusions, when collecting the metal level in the tundish after docking with a new melt. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в промежуточном ковше используют шлакообразующие материалы, которые не окисляют металл во время разливки: для ассимиляторов SiO2 не более или равно 10 мас.%, для теплоизоляторов SiO2 не более или равно 40 мас.%, для обоих материалов TiO2 не более или равно 1,0 мас.%. 11. The method according to claim 1, characterized in that slag-forming materials are used in the tundish that do not oxidize the metal during casting: for SiO 2 assimilators no more than or equal to 10 wt%, for SiO 2 heat insulators no more than or equal to 40 wt. .%, for both materials TiO 2 is not more than or equal to 1.0 wt.%. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что для разливки суперчистой стали используют погружной разливочный стакан для исключения поступления дополнительного источника кислорода из воздуха в металл через стык погружного стакана и стакан-дозатора.12. The method according to claim 1, characterized in that a submersible pouring nozzle is used for casting superpure steel to exclude an additional source of oxygen from the air into the metal through the junction of the submerged nozzle and the nozzle. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль уровня металла в кристаллизаторе УНРС осуществляют электромагнитным методом для минимизирования колебаний уровня металла в кристаллизаторе и захвата расплавившегося шлака в непрерывнолитой слиток.13. The method according to claim 1, characterized in that the control of the metal level in the continuous casting mold is carried out by an electromagnetic method to minimize fluctuations in the metal level in the mold and the capture of the molten slag in the continuously cast ingot.
RU2019123134A 2019-07-22 2019-07-22 Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products RU2740949C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123134A RU2740949C1 (en) 2019-07-22 2019-07-22 Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123134A RU2740949C1 (en) 2019-07-22 2019-07-22 Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740949C1 true RU2740949C1 (en) 2021-01-21

Family

ID=74213116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123134A RU2740949C1 (en) 2019-07-22 2019-07-22 Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740949C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114951624A (en) * 2022-06-27 2022-08-30 安阳钢铁股份有限公司 Method for evaluating operation of hot steel ladle in steel plant
RU2786789C1 (en) * 2022-03-09 2022-12-26 Общество с ограниченной ответственностью Производственная коммерческая фирма "ТехМет" Active deoxidizer of liquid and refractory hot and cold slags
CN115961119A (en) * 2022-12-20 2023-04-14 广东中南钢铁股份有限公司 Smelting process for reducing water immersion flaw detection defects in non-calcium treated aluminum deoxidized steel
CN117452866A (en) * 2023-12-22 2024-01-26 中信戴卡股份有限公司 Dynamic intelligent control method for aluminum alloy refining
CN117634340A (en) * 2023-11-20 2024-03-01 北京科技大学 Determination method for desulfurization effect of bottom argon blowing ladle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802918A (en) * 1985-09-02 1989-02-07 Aichi Steel Works, Limited Case hardened steel and method of manufacturing the same
RU2255983C1 (en) * 2003-10-14 2005-07-10 Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" Method of making high-alloy steel
RU2525969C2 (en) * 2012-10-10 2014-08-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of casting and out-of-furnace processing of high-quality rail steel
CN102443670B (en) * 2011-12-07 2015-12-09 鞍钢股份有限公司 Heavy rail steel sulfur content control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4802918A (en) * 1985-09-02 1989-02-07 Aichi Steel Works, Limited Case hardened steel and method of manufacturing the same
RU2255983C1 (en) * 2003-10-14 2005-07-10 Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы" Method of making high-alloy steel
CN102443670B (en) * 2011-12-07 2015-12-09 鞍钢股份有限公司 Heavy rail steel sulfur content control method
RU2525969C2 (en) * 2012-10-10 2014-08-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of casting and out-of-furnace processing of high-quality rail steel

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KABLUKOVSKY A.F. Production of electric steel and ferroalloys. M., ICC "Akademkniga", 2003, p. 362-374, p. 395-397, p. 414-423, p. 423-467, p. 495-501. *
КАБЛУКОВСКИЙ А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. М., ИКЦ "Академкнига", 2003, с.362-374, с.395-397, с.414-423, с. 423-467, с.495-501. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2786789C1 (en) * 2022-03-09 2022-12-26 Общество с ограниченной ответственностью Производственная коммерческая фирма "ТехМет" Active deoxidizer of liquid and refractory hot and cold slags
CN114951624A (en) * 2022-06-27 2022-08-30 安阳钢铁股份有限公司 Method for evaluating operation of hot steel ladle in steel plant
CN115961119A (en) * 2022-12-20 2023-04-14 广东中南钢铁股份有限公司 Smelting process for reducing water immersion flaw detection defects in non-calcium treated aluminum deoxidized steel
CN117634340A (en) * 2023-11-20 2024-03-01 北京科技大学 Determination method for desulfurization effect of bottom argon blowing ladle
CN117634340B (en) * 2023-11-20 2024-05-24 北京科技大学 Determination method for desulfurization effect of bottom argon blowing ladle
CN117452866A (en) * 2023-12-22 2024-01-26 中信戴卡股份有限公司 Dynamic intelligent control method for aluminum alloy refining
CN117452866B (en) * 2023-12-22 2024-03-22 中信戴卡股份有限公司 Dynamic intelligent control method for aluminum alloy refining

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2740949C1 (en) Method for production of super pure aluminum deoxidised for production of high-quality metal products
CN1247799C (en) Production method for reducing and fining the high-carbon chromium bearing steel D-type impurity
US5279639A (en) Compositions for synthesizing ladle slags
CN103451349A (en) Control method for preventing nozzle clogging in casting process of ultra-low carbon-aluminium deoxidized molten steel
CN107234217B (en) A kind of ar blowing refining method for producing SPHC steel grades
CN104789859B (en) Method for producing peritectic steel by using medium-thin slab continuous caster
RU2608865C2 (en) Method of desulphurising steel
CA1290574C (en) Method of making steel
JP2000178634A (en) Method for melting extra-low carbon steel excellent in cleanliness
JP4790489B2 (en) Converter steelmaking
JP5408379B2 (en) Hot metal pretreatment method
JP5891826B2 (en) Desulfurization method for molten steel
WO2020228240A1 (en) Method for smelting high-quality steel using zinc-containing scrap steel
JP3994456B2 (en) Method for producing steel for wire rods with excellent drawability and cleanliness
JP3668087B2 (en) High-cleaning refining method for stainless steel
KR101243246B1 (en) Manufacturing method of austenitic stainless steel plate with good cleanness
CN114351035A (en) Argon-passing station pre-refining method for improving purity of bearing steel
US4348227A (en) Process for producing steel with low hydrogen content in a through-blowing oxygen converter
RU2201968C2 (en) Method of conversion of vanadium iron
JPS6379910A (en) Prevention of slag mixing into tapping steel flow
KR100311803B1 (en) Method for refining aluminium deoxidation steel
KR900003374B1 (en) Making process for ferro-silicon alloy
CA1214646A (en) Removing phosphorous from iron
JP2000017320A (en) Method for preventing erosion of lining brick in ladle
SU1057553A1 (en) Method for making bearing steel