Спосіб розкислення сталі

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к производству качественных сталей. Известен способ производства конструкционной низколегированной стали, включающий рафинирование металла, предварительное его раскисление в сталеплавильном агрегате, последующего после выпуска раскисления и легирования марганцем, алюминием и ферротитаном в ковше, отличающийся тем, что предварительное раскисление осуществляют силикомарганцем в количестве 3 - 4кг/т стали, а остальной силикомарганец вводят в ковш (Авт. св. СССР №852942). Недостатком способа является то, что присадка в печь силикомарганца сопровождается непроизводительным угаром дорогостоящих элементов. Например, угар марганца в печи достигает 60%. Наиболее близким по сути и достигаемому эффекту является способ раскисления низколегированной стали, заключающийся в присадке чугуна в металл в печи и последующем раскислении в ковше и изложницах кремниймарганецсодержащими и алюминием (Авт. св. СССР №421717). Недостатком известного способа является то, что в результате повышенного расхода алюминия для раскисления стали в ковше и его большого угара происходит загрязнение металла неметаллическими включениями и снижается выход годного. Кроме того, повышенный расход дорогостоящего алюминия приводит к увеличению затрат на производство. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа раскисления низкоуглеродистой и низколегированной стали путем предварительного раскисления стали а сталеплавильном агрегате чугуном или ферросилицием с повышенной до 10 - 15% массовой долей кремния и окончательном раскислении в ее ковше пониженным массовым расходом алюминия, что приведет к повышению чистоты стали по неметаллическим включениям, увеличению выхода годного и снижению затрат на производство. Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в способе раскисления стали, включающем предварительное раскисление металла в сталеплавильном агрегате и последующем раскислении металла в ковше кремний-марганецсодержащими сплавами и алюминием, предварительное раскисление металла производят чугуном или ферросилицием с массовой долей кремния 10 - 15% в количестве (кг/т стали), определяемом из соотношения P = 8,5 - 50(% C) с последующим перемешиванием ванны в течение 0,2 - 1мин, а окончательное раскисление производят в ковше алюминием в количестве (кг/т стали), определяемом из соотношения L = 2,043 7,8% (% C) для низколегированных сталей и L = 1,764 - 7,7(% C) для низколегированных сталей. Сущность способа заключается в том, что кремний является более дешевым и кислородоемким элементом. Например, на окисление 1кг кремния расходуется 1,14кг кислорода, в то время, как на окисление 1кг алюминия расходуется 0,73кг кислорода. Кроме того, при раскислении металла кремнием в ковше 20 - 30% SiO2 (полученной при окислении кремния по реакции Si + O2 = SiO2) восстанавливается при последующем раскислении стали алюминием по реакции SiO2 + 2Al = Si + Al 2O3 . Присадка в сталеплавильный агрегат чугуна с массовой долей кремния 10 - 15% (плотностью до 7,6кг/м 3) позволяет заглубить его в металл и тем самым использовать кремний для снижения окисленности металла (содержание кислорода в металле уменьшается до 0,03%). Повышению эффекта по снижению кислорода в металле способствует использование приема предварительного перемешивания расплава в течении 0,2 1мин после присадки в сталеплавильную ванну чугуна. При времени перемешивания менее 0,2мин не достигается требуемый эффект по снижению кислорода, а увеличение времени перемешивания более 1мин приводит к увеличению длительности плавки без повышения эффекта по снижению концентрации кислорода. Предлагаемые технологические приемы позволяют снизить удельный массовый расход алюминия для окончательного раскисления металла в ковше пропорционально снижению массовой доли кислорода в металле перед выходом плавки за счет предварительного раскисления металла в сталеплавильном агрегате, а также исключения окисления алюминия в ковше по реакции SiO2 + 2Al = Si +Al 2O3 за счет отсечки печного шлака при выпуске плавки в ковш. Кроме того, достижению положительного эффекта способствует снижение температуры металла в результате уменьшения расхода чугуна. Технический результат, достигн утый в заявляемом способе и прототипе, приведен в таблице. Видно, что производство стали по заявляемому способу приводит к уменьшению ее загрязненности неметаллическими включениями на (50 - 100)%, увеличению выхода годного на 0,6%. Пример осуществления заявляемого способа. Выплавку стали производят в конвертере емкостью 350т. За 5 - 7мин до выпуска плавки при углероде в пробе на повалке 0,05% в конвертер присаживают 6кг/т чугуна с массовой долей кремния 10 15%, производят предварительное перемешивание ванны в течении 0,2 - 1мин путем подачи в фурму азота или покачиванием конвертера на угол (8 - 10)° два-три раза, и после замера температуры металла плавку выпускают в ковш. При наполнении ковша с 0,2 до 0,5 его высоты в металл присаживают кремний/марганецсодержащие ферросплавы, выдерживают металл без присадок 1 - 2мин, и при наполнении ковша металлом на 0,6 его высоты присаживают алюминий для низколегированной стали в количестве 1,4кг/т.