RU2818526C1 - Способ производства низкокремнистой стали - Google Patents

Способ производства низкокремнистой стали Download PDF

Info

Publication number
RU2818526C1
RU2818526C1 RU2023118885A RU2023118885A RU2818526C1 RU 2818526 C1 RU2818526 C1 RU 2818526C1 RU 2023118885 A RU2023118885 A RU 2023118885A RU 2023118885 A RU2023118885 A RU 2023118885A RU 2818526 C1 RU2818526 C1 RU 2818526C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
metal
calcium
content
silicon
Prior art date
Application number
RU2023118885A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Валентинович Шеховцов
Сергей Александрович Ремиго
Владимир Викторович Кромм
Алексей Юрьевич Корогодский
Игорь Владимирович Ковязин
Андрей Сергеевич Ткачев
Original Assignee
Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") filed Critical Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2818526C1 publication Critical patent/RU2818526C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству низкокремнистых марок стали, модифицированных кальцием. Выплавку стали производят дуплекс-процессом из ванадиевого чугуна, содержащего 4,2-5,2% углерода, 0,015-0,20% кремния, 0,30-0,60% ванадия, с получением на первой стадии металла-полупродукта с содержанием углерода 2,5-3,5%. После металл-полупродукт обрабатывают на установке десульфурации до содержания серы 0,001-0,0025%, а на второй стадии продувают кислородом в конвертере до содержания углерода 0,02-0,15%. Используют обожженную кремнеземсодержащую добавку и марганецсодержащие материалы. При внепечной обработке сталь раскисляют до содержания активного кислорода не более 3,5 ppm и содержания серы не более 0,010%, после чего проводят вакуумную обработку стали, модифицируют порошковой кальцийсодержащей проволокой с последующей очистительной продувкой аргоном. Изобретение обеспечивает снижение образования в стали неметаллических включений в виде продуктов раскисления, сокращение остановок МНЛЗ без затягивания огнеупоров металлопроводки, что позволяет увеличить серийность разливки металла на МНЛЗ. 1 пр., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству и может быть использовано при производстве низкокремнистых (малокремнистых) марок стали, модифицированных кальцием, с возможностью разливки сериями на МНЛЗ.
Известен способ производства низкокремнистой стали [1] (патент RU №265340, МПК С21С 7/00, опубл. 27.10.2012), который включает внепечную обработку металла на агрегате «печь-ковш», после поступления плавки на указанный агрегат проводят удаление покровного шлака из сталеразливочного ковша, наводят новый шлак присадкой извести и плавикового шпата в пропорции (4…5):1 с суммарным расходом материалов 7…12 кг/т., проводят раскисление стали первичным алюминием из расчета получения содержания кислоторастворимого алюминия не менее 0,080%, нагрев металла до температуры не менее 1620°C. После чего производят инжектирование флюидизированной извести в количестве 2,8…4,2 кг/т.
Недостатком этого способа являются:
- проведение дополнительной операции (удаление покровного шлака из сталеразливочного ковша);
- использование для раскисления и десульфурации дорогостоящих материалов (первичного алюминия, флюидизированной извести);
- не решается вопрос стабильной непрерывной разливки низкокремнистой стали.
Известен способ производства низкокремнистой стали [2] (патент № 2166550, МПК С21С 7/064, опубл. 10.05.2001, бюл. № 13), включающий выплавку металла, отсечку шлака от металла в начале и конце выпуска его из сталеплавильного агрегата, комплексную обработку металла при выпуске в ковш с основной футеровкой посредством присадки алюминия, шлакообразующей смеси, раскислителей, легирующих материалов, продувку металла в ковше после его выпуска инертным газом, при этом в металл дополнительно вводят кальцийсодержащие раскислители, в качестве которых во время выпуска металла присаживают алюмокальциевую лигатуру, содержащую, мас. %: кальция 15-35, алюминия 65-85, и после завершения выпуска металла при содержании в нем 0,02-0,05 мас.% алюминия присаживают порошковую проволоку с наполнителем из смеси, содержащей, мас.%: гранулированного кальция 60-80, порошка алюминия 40-20, при этом количество вводимого кальция во время и после выпуска металла поддерживается в пределах 0,2-0,4 и 0,3-0,6 кг на тонну стали соответственно.
Недостатками этого способа являются:
- отсутствие гарантии получения низкокремнистой стали с регламентированным содержанием кремния не более 0,03 % (способ обеспечивает получение в готовой стали содержание кремния не более 0,055).
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ производства низкокремнистой стали [3] (патент RU №2353667, МПК С21С 7/10, опубл. 27.04.2009), включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, отсечку шлака от металла в конце выпуска его из сталеплавильного агрегата в ковш, присадку шлакообразующих и легирующих материалов, раскисление и продувку металла в ковше инертным газом, при этом выплавляют металл с содержанием углерода более 0,03%, осуществляют вакуумную обработку металла в ковше, присаживают шлакообразующие материалы, определяют содержание кислорода в металле, затем металл и шлак раскисляют кальцийсодержащими и алюминийсодержащими материалами, при этом в качестве кальцийсодержащего материала используют карбид кальция (СаС2), который подают в ковш с расходом по зависимости m=0,21(ao_начо_кон)n кг/т, где ао_нач - содержание кислорода в металле после вакуумной обработки, млн-1; ао_кон - требуемое содержание кислорода в металле до 15 млн-1; n - эмпирический коэффициент в диапазоне 0,3-0,5; 0,21-эмпирический коэффициент, кг/т⋅млн-1, а подачу алюминийсодержащего материала осуществляют в количестве, исходя из перерасчета материала на содержание чистого алюминия в пределах соотношения СаС2/Alчистый=1-7, и затем проводят корректировку химического состава стали.
Недостатками этого способа являются:
- необходимость значительного перегрева металла перед его сливом из сталеплавильного агрегата и вакуумной обработкой,
- отсутствует гарантия разливки металла сериями на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Техническим результатом изобретения является: снижение образования в стали неметаллических включений в виде продуктов раскисления; сокращение остановок МНЛЗ без зарастания каналов огнеупоров металлопроводки, увеличение серийности разливки металла на МНЛЗ.
Указанный технический результат обеспечивается благодаря тому, что в способе производства низкокремнистой стали осуществляют деванадацию чугуна и получение металла-продукта, десульфурацию металла-полупродукта, выплавку стали в кислородном конвертере, внепечную обработку на установке «печь-ковш», вакуумную обработку на циркуляционном вакууматоре, модифицирование стали кальцием с его регламентированным расходом и очистительную продувку стали, с последующей разливкой на МНЛЗ, согласно изобретению, выплавку стали производят двустадийным дуплекс-процессом из ванадиевого чугуна, содержащего 4,2-5,2% углерода, 0,015-0,20% кремния, 0,30-0,60% ванадия и другими примесями, с получением на первой стадии металла-полупродукта с содержанием углерода 2,5-3,5%, минимальными содержаниями ванадия и кремния, после чего металл-полупродукт обрабатывают на установке десульфурации до содержания серы 0,001-0,0025% и на второй стадии металл-полупродукт продувают кислородом в конвертере до содержания углерода 0,02-0,15%, в зависимости от регламентированного марочного содержания углерода; кроме этого, для формирования шлака, дополнительно используют обожженную кремнеземсодержащую добавку в количестве 500-1200 кг/пл и марганецсодержащие материалы в количестве 100-700 кг/пл, при этом во время выпуска плавки из сталеразливочного ковша и в процессе внепечной обработки плавки, сталь раскисляют до содержания активного кислорода не более 3,5 ppm и содержания серы в стали не более 0,010%, после чего проводят вакуумную обработку стали продолжительностью не менее 7 мин при остаточном давлении менее 3 мбар, причем после завершения вакуумной обработки сталь модифицируют порошковой кальцийсодержащей проволокой из расчета введения кальция в количестве от 25 до 100 кг на плавку с последующей очистительной продувкой инертным газом аргоном без оголения зеркала металла в течение не менее 5 мин.
Десульфурация металла-полупродукта, предназначенного для выплавки низкокремнистой стали, до содержания серы не более 0,0025%, обеспечивает получение низкого содержания серы после раскисления стали не более 0,010 %.
Снижение расхода кремнийсодержащей добавки менее 500 кг/пл. и марганецсодержащих материалов менее 100 кг/пл. в процессе выплавки стали в конвертере затрудняет процесс формирования жидкоподвижного гомогенного шлака, снижает дефосфорацию стали. Увеличение расхода более 1200 кг/пл. для кремнийсодержащей добавки и 700 кг/пл. для марганецсодержащих материалов приводит к излишней жидкоподвижности шлака и повышенному угару железа.
Содержание активного кислорода не более 3,5 ppm и содержание серы не более 0,010%, получаемые перед раскислением стали, снижают вероятность образования сложных оксисульфидных включений, которые могут образовываться при дальнейшей обработке стали кальцием и приводить к зарастанию каналов огнеупоров металлопроводки.
Продолжительность вакуумной обработки стали не менее 7 мин. является достаточной для снижения содержания растворенного кислорода в стали и получения необходимого содержания кальция в стали при введении кальцийсодержащей проволоки. При уменьшении длительности вакуумной обработки менее 7 мин. происходит неполное удаление кислорода, что приводит к повышенному угару кальция и образованию сложных окислов CaOxAl2O3, ухудшающих разливаемость стали.
Снижение расхода кальцийсодержащей проволоки из расчета введения кальция менее 25 кг/пл. не позволяет провести окончательный процесс модифицирования глиноземистых включений, увеличение расхода проволоки из расчета введения кальция более 100 кг/пл. приводит к взаимодействию кальция с серой с последующим формированием сложных оксисульфидов, также ухудшающих процесс разливаемости.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
Пример. Предложенный способ производства низкокремнистой стали осуществляли дуплекс-процессом из ванадиевого чугуна.
Ванадиевый чугун с химическим составом мас.%: углерод 4,2-5,2, кремний 0,015-0,20, ванадий 0,30-0,60 и другими примесями на первой стадии процесса продували кислородом в 160 т кислородном конвертере до получения металла-полупродукта с содержанием углерода 2,5-3,5 % и минимальными содержаниями ванадия и кремния.
После чего металл-полупродукт сливали в заливочный ковш, который передавали на установку десульфурации для удаления серы до 0,001-0,025% в зависимости от регламентированного марочного содержания серы. Во время слива металла-продукта в ковш для снижения степени расходования магния при десульфурации присаживали раскислители в количестве: алюминий чушковый 10-40 кг/пл, карбид кальция 10-40 кг/пл.
В качестве десульфураторов на установке десульфурации использовали магний гранулированный или смеси на его основе и известь мелкодисперсную флюидизированную. Расход десульфуратов зависит от начального содержания серы в металле-полуродукте в количестве: магний гранулированный (или смесь на его основе - 50-200 кг/пл, известь мелкодисперсная флюидизированная - 200-600 кг/пл.
После обработки шлак из ковша тщательно удаляют машиной скачивания шлака с помощью механического скребка. Время скачивания шлака не менее 7 мин.
Выплавку стали из металла-продукта производили в другом конвертере без использования металлического лома. Продувку металла-полупродукта в конвертере производили кислородом в количестве 400-500 м3/мин до содержания углерода в металле до 0,02-0,15% в зависимости от регламентированного марочного содержания углерода.
Далее в конвертер присаживали шлакообразующие материалы: известь в количестве 2500-4500 кг/пл, кремнийсодержащие добавки в количестве 500-1200 кг/пл и марганецсодержащие добавки в количестве 100-700 кг/пл.
После окончания продувки отбирали пробу металла из конвертера. При получении результатов химического анализа металл из конвертера сливали в сталеразливочный ковш.
Перед сливом плавки (или до ее начала) в сталевыпускное отверстие конвертера устанавливали огнеупорную пробку - шлаковый стопор для снижения попадания переокисленного конвертерного шлака в ковш. В начале слива в период от 0 до 5 секунд присаживали карбид кальция или смесь на его основе в количестве 50-200 кг/пл, при этом при наполнении ковша металлом на 25-60% присаживали ферросплавы в количестве, необходимом для конкретной марки стали и чушковый алюминий в количестве 50-150 кг/п. Во время слива металла из конвертера в ковш присаживали твердую шлакообразующую смесь (ТШС) в количестве 350-1000 кг/пл. В качестве ТШС использовали известь и разжижители (плавиковый шпат, глиноземсодержащие материалы и пр.) в соотношении извести и разжижителя 3:1.
После окончания слива металла отбирали пробу металла из сталеразливочного ковша. При получении результатов химического анализа металла производили продувку металла инертным газом аргоном в течение 2-5 мин. После чего сталеразливочный ковш с металлом передавали в отделение внепечной обработки стали.
В период внепечной обработки металла на установке «печь-ковш» наводили высокоосновный гомогенный шлак с содержанием FeO не более 1,5 %, производили ввод алюминийсодержащих материалов для получения в металле содержания активного кислорода не более 3,5 ppm. При необходимости, производили дополнительный подогрев металла и корректировку химического состава по содержанию элементов, регламентированных для конкретной марки стали.
После получения в металле содержания активного кислорода не более 3,5 ppm и серы не более 0,010 % передавали на установку циркуляционного вакуумирования.
Вакуумирование расплава проводили на установке вакуумирования в течение не менее 7 мин при условии остаточного давления менее 3 мбар. После окончания вакуумирования производили ввод порошковой кальцийсодержащей проволоки из расчета введения кальция в количестве 25-100 кг на плавку.
Затем проводили очистительную продувку расплава инертным газом аргоном без оголения расплава в течение не менее 5 мин.
Использование предлагаемого способа до вакуумирования обеспечивает увеличение количества плавок, разливаемых серией через один промежуточный ковш на 1-4 плавки, что приводит к уменьшению необходимого количества промежуточных ковшей для разливки, экономии огнеупоров футеровки и изделий металлопроводки, сокращению затрат на подготовку промежуточных ковшей к разливке, снижению потерь металла со скрапом и обрезью.
Предлагаемая технология была опробована в конвертерном цехе №1 АО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат». В таблице1 представлены результаты использования разработанной технологии.
Таблица 1
Параметры Примеры
1 2 3 4 5 6
Расход кремнийсодержащей добавки на второй стадии дуплекс процесса, кг/пл. 903 902 108 900 1001 803
Расход марганецсодержащей добавки на второй стадии дуплекс процесса, кг/пл 290 - 34 333 500 351
Содержание кислорода после раскисления при внепечной обработке металла, ppm 2,0 3 3 2,4 2,9 2,2
Продолжительность вакуумирования при остаточном давлении 3 мбар, мин Не проводилось Не проводилось Не проводилось 7 7 7
Расход чистого кальция из порошковой проволоки по окончании вакуумирования, кг/пл - - - 25,4 25,5 27,2
Содержание серы после раскисления стали, % 0,010 0,0079 0,013 0,009 0,008 0,008
Результат Затянуло
шибер
стальковша
Затянуло
шибер
стальковша
Затянуло
шибер
стальковша
Без замечаний Без замечаний Без замечаний
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Источники информации:
[1] патент RU №265340 «Способ производства низкокремнистой стали», МПК С21С 7/00, опубл. 27.10.2012;
[2] патент № 2166550 «Способ производства низкокремнистой стали», МПК С21С 7/064, опубл. 10.05.2001, бюл. № 13;
[3] патент RU №2353667 «Способ производства низкокремнистой стали», МПК С21С 7/10, опубл. 27.04.2009.

Claims (1)

  1. Способ производства низкокремнистой стали, включающий деванадацию чугуна и получение металла-продукта, десульфурацию металла-полупродукта, выплавку стали в кислородном конвертере, внепечную обработку на установке печь-ковш, вакуумную обработку на циркуляционном вакууматоре, модифицирование стали кальцием с его регламентированным расходом и очистительную продувку стали с последующей разливкой на МНЛЗ, отличающийся тем, что выплавку стали производят двустадийным дуплекс-процессом из ванадиевого чугуна, содержащего 4,2-5,2% углерода, 0,015-0,20% кремния, 0,30-0,60% ванадия и примеси, с получением на первой стадии металла-полупродукта с содержанием углерода 2,5-3,5%, после чего металл-полупродукт обрабатывают на установке десульфурации до содержания серы 0,001-0,0025% и на второй стадии металл-полупродукт продувают кислородом в конвертере до содержания углерода 0,02-0,15% в зависимости от регламентированного марочного содержания углерода, кроме этого для образования шлака дополнительно используют обожженную кремнеземсодержащую добавку в количестве 500-1200 кг/пл и марганецсодержащие материалы в количестве 100-700 кг/пл, при этом во время выпуска из сталеразливочного ковша и в процессе внепечной обработки плавки сталь раскисляют до содержания активного кислорода не более 3,5 ppm и содержания серы в стали не более 0,010%, после чего проводят вакуумную обработку стали продолжительностью не менее 7 мин при остаточном давлении менее 3 мбар, причем после завершения вакуумной обработки сталь модифицируют порошковой кальцийсодержащей проволокой из расчета введения кальция в количестве от 25 до 100 кг на плавку с последующей очистительной продувкой инертным газом аргоном без оголения зеркала металла в течение не менее 5 мин.
RU2023118885A 2023-07-18 Способ производства низкокремнистой стали RU2818526C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2818526C1 true RU2818526C1 (ru) 2024-05-02

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2552107B1 (fr) * 1983-09-20 1985-12-20 Vallourec Procede de traitement de l'acier par le calcium permettant d'obtenir une grande aptitude a la mise en forme a froid et une basse teneur en silicium
RU2166550C2 (ru) * 1999-03-26 2001-05-10 Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина Способ производства низкокремнистой стали
CN1608040A (zh) * 2001-10-31 2005-04-20 杰富意钢铁株式会社 硅质肥料用原料及其制备方法
RU2353667C1 (ru) * 2008-01-09 2009-04-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства низкокремнистой стали

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2552107B1 (fr) * 1983-09-20 1985-12-20 Vallourec Procede de traitement de l'acier par le calcium permettant d'obtenir une grande aptitude a la mise en forme a froid et une basse teneur en silicium
RU2166550C2 (ru) * 1999-03-26 2001-05-10 Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина Способ производства низкокремнистой стали
CN1608040A (zh) * 2001-10-31 2005-04-20 杰富意钢铁株式会社 硅质肥料用原料及其制备方法
RU2353667C1 (ru) * 2008-01-09 2009-04-27 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства низкокремнистой стали

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4036635A (en) Process for making a steel melt for continuous casting
JP2007211298A (ja) 溶鋼の脱窒方法
JP7060113B2 (ja) 溶鋼へのCa添加方法
CN104498661A (zh) 一种高碳钢氧含量的控制方法
US4286984A (en) Compositions and methods of production of alloy for treatment of liquid metals
KR950013823B1 (ko) 개선된 제강방법과 이것에 이용되는 합성융제 조성물
RU2533263C1 (ru) Способ производства низкокремнистой стали
RU2818526C1 (ru) Способ производства низкокремнистой стали
RU2607877C2 (ru) Способ внепечной обработки стали
JP3172550B2 (ja) 高清浄度鋼の製造方法
RU2166550C2 (ru) Способ производства низкокремнистой стали
RU2816888C1 (ru) Способ производства стали с регламентированным пределом по содержанию серы
JPH0153329B2 (ru)
RU2095429C1 (ru) Способ производства подшипниковой стали
RU2713770C1 (ru) Способ производства стали с нормируемым содержанием серы
JP7480751B2 (ja) 溶鋼の脱窒方法および鋼の製造方法
JP3577989B2 (ja) 溶鋼の高速脱硫方法
JPS6146524B2 (ru)
RU2681961C1 (ru) Способ производства особонизкоуглеродистой стали
SU1744122A1 (ru) Способ выплавки и внепечной обработки стали
RU2171297C2 (ru) Способ внепечной обработки стали
RU2289630C2 (ru) Способ металлургической переработки ванны расплавленного металла
RU2139943C1 (ru) Способ получения высококачественной стали
RU2152442C1 (ru) Способ обработки жидкой стали шлаком
JPH1192819A (ja) 高清浄極低窒素鋼の真空精錬方法