SU986936A1 - Method for smelting medium-and high-carbon alloyed steels - Google Patents

Description

1 . Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретнее, к способам выплавки средне- и высокоуглеродистой легированной стали, преимущественно в дуговых сталеплавильных печах , и может быть также использовано при выплавке стали в конвертерах, качающихс  мартеновсЮ1х печах и других плавильных агрегатах, обеспечива-ющих возможность дискретного выпуска металла. Известен способ выплавки среднеи высокоуглеродистой стали, включающий обезуглероживание металла в стале плавильном агрегате до содержани  yi- лерода ниже марочного его содержани  в готовой стали, обработку полупродукта углеродсодержащими добавками и ввод в науглероженный металл ферросплавов в сталеразливо цном ковшеТ О Однако этот способ не обеспечивает возможность перевода части полупродуктй перед вводом в него ферросплавов в высокоуглеродистый расплав, зна чительно перегретый над точкой плавлени  и обладающий повышенной раствор ющей способностью по отношению к тугоплавким легирующим элементам, большинство из которых  вл етс  карбидообразующими . Известен способ получени  стали, включающий выплавку железоуглеродистого полупродукта совместно с синтетическим шлаком а одной электропечи и жидкого лигатурного сплава в другой и ввод алю «4ни  в ковш во врем  выпуска полупродукта перед смешиванием его с лигатурным расплавом 2. Известен также способ получени  легированной стали, включающий выплавку низкоуглеродистого полупродукта, лигатурного сплава и синтетического шлака в отдельных плавильных агрегатах , слив синтетического шлака на дно сталеразливочного KOBiia и выпуск в него одновременно лигатурного сплава и полупродукта ЗЗ39 Рассмотренные выше Два способа обеспечивают возможность получени  легированной стали любого химического состава однако необходимо при . этом использование нескольких плавиль ных агрегатов, что существенно удорржает стоимость стали и создает значительные трудности в синхронизации производственных процессов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ выплавки средне- и высокоуглеродистых низко легированных сталей, включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержани  углерода Ниже марочного его содержани  в готовой стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание , р1аскисление и Легирование одной 3 его частей и смещение: полученного лигатурного сплава с полупродуктом jt. Известный tnoco6 обеспечивает значительное улучшение основных техникоэкономических показателей процесса вы плавки легированной стали, однако недостатками его  вл ютс  ограниченные технологические возможности, в частности , затруднение выплавки сложнолегированных марок стаЛи с нысоким содержанием тугоплавких легируюишх элементов из-за дефицита тепла, обусловленного внепечным науглероживанием и легированием металла; сложность оптимизации процесса выплавки стали вследствие трудности получени  стабильных результатов по науглероживанию и легированию части полупродукта в ковше и практической невозможности современного корректировани  хймического состава лигатуры; значительные Тепловые потери вследствие слива в ковш относительно небольшого 0,20 ,5 от веса плавки)количества полупродукта на первой стадии вьпуска, Цель изобретени  - расширение технологических возможностей способа и оптимизаци  процесса выплавки стали. Поставленна  цель достигаетс  тем, мто в известном способе выплавки сред не- и высокоуглеродистых легированных сталей, вклю 1ающём обезуглероживание Металла в сталеплавильном агрегате до содержани  углерода ниже марочного его содержани  в готовой стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание, раскис64 ение и легирование одной из его частей и смешение полученного лигатурного сплава с полупродуктом, из сталеплавильного агрегата в ковш выпускают 0,,8 полупродукта, а науглероживание ,раскисление и легирование остальнои части полупродукта производ т а сталеплавильном агрегате. Смешение лигатурного сплава с полупродуктом производ т в сталеплавильном агрегате. Перед смешением полупродукта с лигатурным сплавом на поверхность полупродукта ввод т шлакообразущую смесь. Слив из сталеплавильного агрегата в ковш 0,5-0,8 частей полупродукта на первой стадии выпуска обеспечивает в сталеплавильной ванне остаток полупродукта в количестве 0,2-0,5 от общего веса плавки, которого достаточно дл  того, чтобы в результате проведени  комплекса технологических операций науглероживани , раскислени  и легировани  в той же последовательности , как в известном способе, получить лигатурный сплав требуемого химического состава. Проведение же этих операций непосредственно в сталеплавильном агрегате позвол ет регулировать состав и температуру лигатурного сплава в широких диапазонах. Кроме того, выпуск в ковш большей части полупродукта уменьшает Тепловые потери в сталеразливочном ковше. Смешение лигатурного сплава с полупродуктом в сталеплавильном агрегате позвол ет дополнительно извлечь из шлака ценные легирующие элементы, частично окисленные кислородом низкоуглеродистого полупродукта при его смешении с лигатурой. В сталеразливочном ковше процесс окислени  части легирующих элементов лигатурного спла ва кислородом полупродукта практически необратим, Ввод шлакообразующей смеси на поверхность полупродукт.а в ковше перед смешением полупродукта и лигатурным сплавом дает дополнительный эффект рафинировани  металла, от неметаллических включений и серы при использований дл  получени  легированной стали одного плавильного агрегата. Выплавку средне- и высокоуглеродистых легированных ста/гей производ т в 20-тонной основной дуговой сталеплавильной печи. П р .и м е р .1. Выплавл ют легированную инструментальную сталь, со держащую 1,25-1,5% С, 0,3% Мп, 8f Q,3% Si, 0,VO,7% Cr, 4,5-5,5% W, 0,15-0,30% V, « 0,25% Mi, ,030% s, 0,030% P. { Ыхтовку плавки производ т из рас чета получени  металла по расплавлении 0,5-0,6% Ct Обезуглероживание металла производ т до 0,1% С, что обеспечивает возможность осуществлени  глубокой дефосфорации металла. При тefviepaType полупродукта 1бОО С из печи выпускают 10 т металла и вво д т в ковш 200 кг экзотермической шлакообразукицей смеси из извести, плавикового шпа,та, алюмини  и натриевой сештры при соотношении компоне тов Ilifttlil. Оставшийс  в печи полу продукт науглероживают до 2,7% С с учетом углерода, -который будет внесе с ферросплавами, раскисл ют алминием и ввод т расчетное количество легйру Х1 (их материалов в следующей fioследовательности: ферровольфрам ( 70% tiJA 2600 с), йеррохром (70% Сг, ), феррованадии (38% V, tj.,.« t«50 с). Полученный в печи лига Л.о турн11Й сплав имеет следующий химичес кий состав: 2,7% С, 10% W, 1,1% Сг, 0, V, 0,02 Л1, 0,15% Si, 0,10% Ми 0,030% р, 0,006% S, остальное - желе зо (кремний и марганец внесен с лига турными добавками). При температуре лигатурного сплав его выпускают в коав и переме шива;}т с полупродуктом с помощью аргонной продувки. Готова  сталь при 1570С имеет среднемарочный химичес- , кий состав и нез начительное содержание вредных примесей, неметаллиМеских включений и газов. Пример 2. Выплавл ют легиро . ванную конструкционную сталь, содержащуп 0,35-0, С, 0,9-1,2% 5i , 0,3-0,5% Мп, 1,8-5,5% , 1,2-1,5% Мо, S 0,05% S, s 0,025% P. Шихтовку плавки производ т израсчета получени  в металле по расплавле НИИ 0,4-0,5% С. Обезуглероживание меjTarina производ т до 0,1% С., При температуре полупродукта из печи выпускают 16 t металла и ввод т в ковш 200 кг экзотермической шлакообразующей смеси того же Состава. Оставшийс  в печи полупродукт науглероживают до 0,5% С и ввод т в печь 0,11 т 75%-ного ферромарганца, после 364 чего полупродукт содер хит 0,7%С и 2% М . Науглероживают марганецсодержащий полупродукт до 1,5% С с учетом . углерода, который будет внесен ферро- ; сплавами, окисл ют алюминием и ввод т расчетное количество ферросплсГвов .в следующей последовательности: tbeppoмоли ()ден (60% Мо, tt, ), феррохром (70% Сг,-Ьпл - , ферросилиций ,tft ( Полученный в печи лигатурный сплав имеет следующий химический состав: 1,5% С,5,25% 5й , Mh, 25,75% Сг 6,75% Мо, 0,1% А1, 0,030% Р, 0,0056. остальное - железо. При температуре лигатурного сплава 1620®С его выпускают в ковш и прремеиивают с полупродуктом с помощью аргонной продувки. Готова  сталь при имеет среднемарочный химический состав и недначительное содержание вредных примесей, неметаллических включений и газов. При выплавке сложнолегированных марок стали, содержащих повышенное колимество легкоокисл ющихс  элементов, перекрещивание лигатурного сплава с полупродуктом наиболее целесообразно производить непосредственно в электропечи . В этих услови х часть легирующих элементов, окисленна  кислородом низкоуглеродистого полупродукта при смешении лигатурного сплава и полупро дукта может быть достаточно полно восстановлена из шлака путем его обработки восстановительной смесью. При выплавке легированной стали б двух электропечах по данному способу среднечасовое производство металла увеличиваетс  на 10% по сравнению с базовой технологией. В результате увеличени  производительности сталеплавильных агрегатов на 10% условно-посто нные расходы по пределу снижают- с  на следующую величину: 0,773 18,39 100 , (1 - 0,773) 18,39 1,3 руб., где 0,773 - дол  посто нной части в расходе по переделу; ., 100 - производство стали в на . сто щее врем , %-. 110 - ожидаемое производство стали, %., В результате замены специально приготовленного в печи синтетического шлака шлакообразующей смесью экономитс  около 0,5 руб./т стали. Эконо79869368one . The invention relates to ferrous metallurgy, more specifically, to methods for smelting medium and high carbon alloyed steel, mainly in arc steel-smelting furnaces, and can also be used for steelmaking in converters, swinging open-hearth furnaces and other smelting units, providing the possibility of discrete production of metal . There is a known method of smelting medium high carbon steel, which includes decarburization of the metal in the steel of the melting unit to the y-metal content below its vintage grade in the finished steel, treatment of the semi-product with carbon-containing additives and introduction of ferroalloys in the steel fuzzy metal ladle into the carburized metal. semi-products before introducing ferroalloys into it into a high-carbon melt, which is significantly overheated above the melting point and has a high growth rate Op guide capacity with respect to the refractory alloying elements, most of which is a carbide. There is a method of steel production, which includes smelting iron-carbon semi-finished product together with synthetic slag in one electric furnace and a liquid alloy alloy in another and injecting aluminum 4 4 into the ladle during the production of the intermediate product before mixing it with the alloy melt 2. There is also a method of producing alloy steel, including smelting low-carbon semi-finished product, alloy alloy and synthetic slag in separate melting units, discharge of synthetic slag to the bottom of the casting KOBiia and release into it of TERM dore alloy precursor ZZ39 Two methods discussed above allow producing alloy steel of any chemical composition but when necessary. This is the use of several smelting units, which significantly increases the cost of steel and creates significant difficulties in synchronizing production processes. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method of smelting medium and high carbon low alloyed steels, including decarburization of the metal in the steelmaking unit to carbon content. Below its vintage grade in the finished steel, separation of the liquid semi-product into two parts, carburization, recultivation and Doping one of its 3 parts and the offset: the resulting alloy of alloy with intermediate jt. The well-known tnoco6 provides a significant improvement in the basic technical and economic indicators of the process of smelting alloyed steel, but its drawbacks are limited technological capabilities, in particular, the difficulty of smelting complex alloyed steel grades with a high content of refractory alloyed elements due to the lack of heat due to out-of-furnace carburization and alloying of the metal; the difficulty of optimizing the steelmaking process due to the difficulty of obtaining stable results on carburization and doping of a part of the intermediate product in the ladle and the practical impossibility of modernizing the chemical composition of the master alloy; significant heat loss due to discharge into the ladle of a relatively small 0.20, 5 by weight of smelting amount of intermediate product in the first stage of commissioning. The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the method and optimize the steelmaking process. The goal is achieved by the fact that in a known method of smelting non- and high-carbon alloyed steels, including the decarburization of Metal in a steel-smelting unit to a carbon content below its vintage grade in the finished steel, the separation of liquid semi-products into two parts, carburization, deoxidation and alloying from its parts and mixing the obtained ligature alloy with the intermediate product, from the steelmaking unit into the ladle, 0,, 8 intermediate products are released, and the carburization, deoxidation and doping stop Flax of the intermediate derivative t and steelmaking unit. The mixture of ligature alloy with intermediate is produced in a steelmaking unit. Before mixing the semi-product with a ligature alloy, a slag-forming mixture is introduced onto the surface of the semi-product. Drainage from the steelmaking unit into the ladle 0.5-0.8 parts of the intermediate product in the first stage of production provides the remainder of the intermediate product in the steel-smelting bath in an amount of 0.2-0.5 of the total melting weight, which is sufficient to carburizing, deacidification and alloying operations in the same sequence as in the known method, to obtain a alloyed alloy of the required chemical composition. Conducting these operations directly in the steelmaking unit allows one to control the composition and temperature of the alloyed alloy in wide ranges. In addition, the release of most of the intermediate product into the ladle reduces the heat loss in the casting ladle. Mixing the ligature alloy with the intermediate in the steel-smelting aggregate makes it possible to additionally extract valuable alloying elements from the slag, which are partially oxidized by oxygen of the low-carbon semi-finished product when it is mixed with a ligature. In the steel ladle, the process of oxidizing a part of the alloying elements of the ligature alloy of the intermediate oxygen is almost irreversible. Entering the slag-forming mixture onto the intermediate product surface and before mixing the intermediate product and ligature alloy gives the additional metal refining effect from non-metallic inclusions and sulfur when used to produce alloyed steel melting unit. The smelting of medium and high carbon alloyed hundred / gay is carried out in a 20-tonne main arc steel-smelting furnace. PRI meri .1. Doped tool steel is produced, containing 1.25-1.5% C, 0.3% Mn, 8f Q, 3% Si, 0, VO, 7% Cr, 4.5-5.5% W, 0 , 15-0.30% V, "0.25% Mi,, 030% s, 0.030% P. {melting the heat produced from the calculation of the production of metal by melting 0.5-0.6% Ct Metal decarburization produced up to 0.1% C, which ensures the possibility of deep dephosphorization of the metal. In case of semi-product 1bOO C, from the furnace, 10 tons of metal are released from the furnace and 200 kg of the exothermic slag-making mixture of lime, fluorine spine, aluminum, and sodium seshtra are brought into the ladle with an exothermic slag at a ratio of the Ilifttlil components. The remaining product in the furnace is carbonized to 2.7% C, taking into account carbon, which will be introduced with ferroalloys, deoxidized with aluminum and the calculated amount of leggy X1 (their materials in the following sequence: ferro-tungsten (70% tiJA 2600 s), yerrochrome (70% Cr,), ferrovanadium (38% V, tj.,. "T" 50 s). The alloy obtained in the furnace of the league of L. tournaments has the following chemical composition: 2.7% С, 10% W, 1 , 1% Cr, 0, V, 0.02 L1, 0.15% Si, 0.10% Mie, 0.030% p, 0.006% S, and the rest is gel (silicon and manganese are added with ligature additives). ligature alloy it is released in a coav and p Severa;} t with intermediate by means of argon purging. The finished steel at 1570С has a medium-grade chemical composition and an insignificant content of harmful impurities, non-metallic inclusions and gases. Example 2. Doped alloyed structural steel, containing 0.35 -0, C, 0.9-1.2% 5i, 0.3-0.5% Mn, 1.8-5.5%, 1.2-1.5% Mo, S 0.05% S , s 0.025% P. Melting melting is carried out on the basis of production in the metal by the molten SRI 0.4-0.5% C. Decarburization of mejTarina is made up to 0.1% C., At the temperature of the intermediate product, 16 t of metal is produced from the furnace and t in a bucket 200 kg exotherm slag-forming mixture of the same Composition. The intermediate product remaining in the furnace is carburized to 0.5% C and 0.11 tons of 75% ferromanganese are introduced into the furnace, after 364 of which the intermediate product contains 0.7% C and 2% M. Manganese-containing semi-products are carburized to 1.5% C, taking into account. carbon, which will be introduced ferro-; alloys, oxidized with aluminum, and the calculated amount of ferrosplasGwv is introduced in the following sequence: tbeppmoly () den (60% Mo, tt,), ferrochrome (70% Cr, -lp -, ferrosilicon, tft (The resulting alloy in the furnace has the following chemical composition: 1.5% C, 5.25% 5y, Mh, 25.75% Cr 6.75% Mo, 0.1% A1, 0.030% P, 0.0056, the rest is iron. At the temperature of the alloy alloy 1620®C it is released into the ladle and prematured with the intermediate by means of argon purging.The steel is ready when it has a medium-average chemical composition and a small amount of harmful impurities, non-metals inclusions and gases. When smelting complex-alloyed steel grades containing an increased amount of easily acidic elements, it is most expedient to cross the alloyed alloy with the intermediate product directly in the electric furnace. to be sufficiently fully recovered from the slag by treating it with a reducing mixture. When smelting alloy steel b two electric furnaces in this method, the average hourly production of metal increases by 10% compared with the basic technology. As a result of the increase in productivity of steel-smelting units by 10%, conditionally fixed costs at the limit are reduced by the following value: 0.773 18.39 100, (1 - 0.773) 18.39 1.3 rubles, where 0.773 is the constant share in the cost of redistribution; ., 100 - steel production in on. time,% -. 110 — expected steel production,%., As a result of the replacement of the synthetic slag specially prepared in the furnace with a slag-forming mixture, about 0.5 rubles per ton of steel is saved. Ekono79869368

мический эффект ориентировочно состав- вание остальной части полупродукта про л ет 1,8 руб/т стали.извод т в сталеплавильном агрегате.The combined effect of roughly compiling the remainder of the intermediate product amounts to 1.8 rubles per ton of steel. It is produced in a steelmaking unit.

ормула изобретени 5 ного сплава с полупродуктом произво1 . Способ выплавки средне- и высоко-3. Способ по п. 1, о т л и ч а юуглеродистых легированных сталей,щ и и с   тем, что перед смешением formula of the invention is 5th alloy with intermediate product 1. Mode of smelting medium and high-3. The method according to claim 1, about tl and h and carbon-carbon alloyed steels, u and with the fact that before mixing

включающий обезуглероживание металла полупродукта слигатурным сплавом на в сталеплавильном агрегате до содержаО поверхность полупродукта вводит шлакони  углерода ниже марочного его соеди- образующую смесь, нени  в готовойстали, разделение жид- including decarburization of the metal of the precursor by the alloy alloy on the steelmaking unit, until the surface of the precursor enters the slag carbon below its branded-forming mixture, hardened steel, the separation of the liquid

кого полупродукта на две части, на-Источники информации,Who semi-product into two parts, on-Sources of information,

углероживание, раскисление и легирова- прин тые во внимание при экспертизе ние одной из его частей и смешение s 1. Сидоренко М.Ф. Теори  и практиполученного лигатурного сплава с полу- ка продувки металла порошками. М., продуктом, отличающийс  Металлурги , 1979, с. 19. :carbonization, deoxidation and alloying taken into account in the examination of one of its parts and mixing s 1. Sidorenko MF Theory and practice of the obtained alloy alloy from the metal purging of powders. M., a product different to Metallurgists, 1979, p. nineteen. :

тем, что, с целью расширени  техноло-2. Авторское свидетельство СССРso that, with the aim of expanding technology-2. USSR author's certificate

гических возможностей способа и опти- М Э0835 кл. С 21 С 5/52, 197. мизации процесса выплавки стали, из 203. Авторское свидетельство СССРpossibilities of the method and opti-M E0835 class. C 21 C 5/52, 197. Mization of the steelmaking process, out of 203. USSR author's certificate

сталеплавильного агрегата в ковш вы- № 269179, кл. С 21 С 5/56, 1968. пускают 0,,8 полупродукта, а на-. Авторское свидетельство СССРsteelmaking unit in the bucket No. 269179, cl. C 21 C 5/56, 1968. start up 0,., 8 intermediate products, and -. USSR author's certificate

углероживание, раскисление и легиро-i № 2720529, кл. С 21 С 5/5, 1979.carbonization, deoxidation and legiro-i No. 2720529, cl. C 21 C 5/5, 1979.

2. Способ поп. 1,отличающ и и с   тем, что смешение лигатурд т в сталеплавильном агрегате. 2. The way pop. 1, which is also distinguished by the fact that the mixing of master alloys in the steelmaking unit.

Claims (3)

’ Формула изобретения 5’Claims 5 1. Способ выплавки средне- и высокоуглеродистых легированных сталей, включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержа¹⁰ ния углерода ниже марочного его соединения в готовой' стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание, раскисление и легирование одной из его частей и смешение ¹⁵ полученного лигатурного сплава с полупродуктом, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа и оптимизации процесса выплавки стали, из 20 сталеплавильного агрегата в ковш выпускают 0,5-:0,8 полупродукта, а науглероживание , раскисление и легиро-¹ ванне остальной части полупродукта про изводят в сталеплавильном агрегате.1. A method of smelting medium- and high-carbon alloy steels, including decarburization of a metal in a steel-smelting unit to a carbon content of ¹⁰ below its grade compound in the finished steel, separation of the liquid intermediate into two parts, carburization, deoxidation and alloying of one of its parts and mixing ¹⁵ obtained alloyed alloy with an intermediate product, characterized in that, in order to expand the technological capabilities of the method and optimize the process of steel smelting, from 20 steelmaking unit into the ladle of release they are 0.5-: 0.8 of the intermediate, and the carburization, deoxidation, and alloying ^{of the} bath of the remaining part of the intermediate are carried out in a steelmaking unit. .. 2. Способ поп, ^отличающийся тем, что смешение лигатурного сплава с полупродуктом производят в сталеплавильном агрегате.2. The way pop, ^ characterized in that the mixing of the ligature alloy with the intermediate is carried out in a steelmaking unit. 3. Способ по п. ^отличающийся тем, что перед смешением полупродукта с’лигатурным сплавом на поверхность полупродукта вводит шлакообразующую смесь о3. The method according to p. ^ Characterized in that before mixing the intermediate with the alloy alloy on the surface of the intermediate introduces a slag-forming mixture of