Спосіб розкислення рідкого металу, переважно для трубних заготівок

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии раскисления спокойной стали в мартеновской печи для производства трубных заготовок. Известен способ раскисления рельсовой стали, включающий ввод в печь 0,3 - 0,6 требуемого количества марганца в сплаве кремний - марганецалюминий, содержащем 1 - 3,5% алюминия, а по ходу наполнения ковша вводят остальное количество марганца в сплаве кремний – марганецалюминий, содержащем 1,5 - 6,8% алюминия [1]. Основной недостаток данного способа заключается в том, что при введении в печь сплава кремниймарганецалюминий происходит его ошлакование за счет окисления алюминия и образования тугоплавкого глинозема, который приводит к увеличению вязкости шлака, а это, в свою очередь, препятствуе т растворению ферросплава. Для растворения ферросплава требуется высокая температура металла и удлинение периода предварительного раскисления. Известен способ раскисления рельсовой стали, включающий раскисление в печи сплавом кремниймарганецалюминий и раскисление в ковше ферросилицием и алюминием [2]. Недостатком известного способа является то, что в металле содержится повышенное количество кислорода, что приводит к образованию строчечных включений и ухудшению качества поверхности готового проката. Кроме того, применение в нем сплава кремниймарганецалюминий способствует удлинению времени предварительного раскисления. В основу изобретения поставлена задача разработать такой способ раскисления жидкого металла, в котором путем обеспечения необходимого количества марганца в металле и оптимального соотношения между количеством марганца, вводимым в печь со сплавом кремниймарганецалюминий, и количеством марганца перед раскислением, а также между количествами алюминия, вводимыми в печь и ковш, обеспечивалось бы повышение качества металла и сокращение продолжительности времени предварительного раскисления. Поставленная задача решается тем, что в способе раскисления жидкого металла, включающем предварительное раскисление металла в печи кремниймарганецалюминием, окончательное раскисление в ковше ферросилицием и алюминием, согласно изобретению предварительное раскисление металла начинают при массовой доле марганца в расплаве 0,06 - 0,20%, при этом соотношение массовой доли марганца, вводимого кремниймарганецалюминием, к массовой доле марганца а металле перед раскислением равно 3 - 10, а отношение количества алюминия, вводимого в печь и ковш, равно 0,10 - 0,24. При выплавке трубных марок сталей, а они относятся к низким и среднеуглеродистым маркам, происходит значительное восстановление марганца за счет более горячего хода плавки, особенно в условиях продувки ванны кислородом. В связи с тем, что весь марганец, необходимый для получения трубной стали, вводится в период предварительного раскисления металла силикомарганецалюминием, существуе т взаимосвязь между массой вводимого ферросплава и массовой долей марганца в жидком металле. В свою очередь от массы введенного ферросплава зависит, сколько будет введено в жидкую ванну Si и Al. При высокой массовой доле марганца перед раскислением кремния и алюминия недостаточно для удаления избытка кислорода и ванна "подкипает", что вызовет тр удности с попаданием в анализ плавки по углероду. Кроме этого недораскисленность металла приведет к ухудшению качества металла и увеличению угара раскислителей. При низкой массовой доле марганца в металле перед раскислением значительно увеличится расход силикомарганецалюминия, а это приведет к увеличению продолжительности предварительного раскисления за счет плохого растворения в ферросплаве. Увеличение времени раскисления отрицательно сказывается на качестве металла. Выполнение только оптимального отношения между марганцем, введенным кремниймарганецалюминием к марганцу в жидком металле перед раскислением недостаточно для получения трубных заготовок высокого качества. Необходимо выдерживать определенные отношения массы алюминия, введенного в печь и ковш. Это связано с колебаниями массы ферросплава и массовой доли алюминия в ферросплаве (от 1,5 до 3-2%). Исследования показывают, что для повышения качества металла за счет достижения оптимального времени предварительного раскисления и получения стали с минимальной степенью окисленности необходимо предварительное раскисление металла начинать при массовой доле марганца 0,06...0,2%, при этом отношение массовой доли марганца, вводимого кремниймарганецалюминием, к массовой доле марганца в металле перед раскислением должно быть 3...10, а отношение массы алюминия, вводимого в печь и ковш - 0,10...0,24. Для определения эффективности заявляемого способа раскисления жидкого металла провели промышленные опыты на Алчевском металлургическом комбинате при выплавке трубной стали 20 тр в 600 т мартеновских печах с продувкой ванны кислородом. Результаты экспериментов приведены в таблице. Из приведенных в таблице данных следует, что при массовой доле марганца в металле перед раскислением 0,06..,0,20%, отношении массовой доли марганца, введенного силикомарганецалюминием, к массовой доле марганца перед раскислением 3...10 и отношении массы алюминия, введенного в печь я ковш, 0,10...0,24 предлагаемый способ раскисления жидкого металла обеспечивает получение выхода бездефектных трубны х заготовок на 5,2...10% выше, чем при применении существующего способа раскисления. При этом сокращается продолжительность предварительного раскисления на 7...13 минут и расход силикомарганецалюминия на 0,5...0,7 кг/т стали.