Спосіб розкислювання напівспокійної сталі

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству полуспокойной стали. Известен способ предварительного раскисления стали ферросилицием, позволяющий сократить расход марганца [1]. Недостатком известного способа является необходимость определения окисленности металла перед раскислением, т. к. в противном случае возможна передозировка кремнийсодержащего раскислителя, приводящая к увеличенному содержанию кремния в стали. Кроме того, продукты, образующиеся при раскислении кремния и марганца, как правило, тугоплавкие, плохо всплывают и загрязняют металл. Известен способ комплексного раскисления марганецсодержащими ферросплавами в сочетании с углеродсодержащими добавками, позволяющий частично повысить эффективность использования марганца, однако при этом происходит насыщение металла кремнием, ухудшающее качество металла [2]. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ раскисления полуспокойной стали комплексным ферросплавом – силикомарганцем [3]. При этом повышается раскисляющая способность марганца, обеспечивается более легкое всплывание продуктов раскисления на поверхность расплава, а кремний, являясь более сильным раскислителем по сравнению с марганцем, окисляется в большей мере и снижает переокисленность металла. Однако известный способ имеет существенный недостаток. При содержании в металле углерода 0,07% и выше окисленности металла недостаточно для нейтрализации кремния. В результате в металл переходит количество кремния, превышающее допустимое по соображениям обеспечения качественных характеристик, из-за чего ухудшается качество металла. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа раскисления полуспокойной стали путем ввода нейтрализующей добавки окислителя и регламентации массы этой добавки в зависимости от содержания углерода в металле, чем обеспечивается снижение расхода марганца и улучшение качества металла. Поставленная задача решается тем, что при содержании в металле 0,07% углерода одновременно с силикомарганцем вводят нейтрализующую добавку окислителя в количестве 0,02-0,04% от массы металла, а при содержании углерода свыше 0,07% массу добавки увеличивают на 0,01 % от массы металла на каждые 0,01 % углерода. В качестве окислителя используют сухой конвертерный шлам с газоочисток. Вводимый в металл дополнительный окислитель реагирует с кремнием силикомарганца, и таким образом осуществляется снижение общего количества кремния. Ограничением конкретной дозы окислителя обеспечивается окисление определенного количества кремния, а именно превышающего его содержание в металле сверх 0,07 %. При количестве раскислителя меньше 0,02% от массы металла и содержания углерода равном 0,07% происходит угар марганца, т. к. этого количества окислителя недостаточно для связывания избыточного количества кремния, и в металл переходит более 0,07% кремния. Соответственно, при величине содержания окислителя более 0,04% массы металла, связывается, большее количество кремния, чем необходимо для обеспечения его содержания в металле до 0,07% и одновременно происходит окисление марганца, что приводит к снижению степени усвоения марганца. Аналогичным образом снижение угара марганца не достигается при нарушении дозировки окислителя при содержании углерода выше 0,07%. Сухой конвертерный шлам с газоочисток, используемый в качестве окислителя, имеет следующий химический состав в % по массе: FeO - 10...15, Fе2Oз - 60...70, CaO - 5...15, MnO - 1...2, MgO - 2-3. Наличие в шламе большого количества кислорода в виде окислов железа позволяет ему выполнять функцию окислителя. Применение шлама целесообразно в случае массового производства полуспокойной стали, т. к. он является дешевым и доступным продуктом, накапливающимся при чистке газоочисток. Предложенные в формуле изобретения соотношения были определены экспериментально и не могут быть рассчитаны теоретически, поскольку прямо и косвенно зависят одновременно от множества факторов. Результаты наблюдений в процессе проведения экспериментов сведены в таблицу. Как следует из таблицы, при недостаточном количестве дополнительного окислителя, введенного в металл, имеет место высокая степень усвоения марганца, но при этом содержание кремния в металле превышает 0,07%, и при прокатке вынуждены производить дополнительную обрезь из-за наличия в головной части слитка дефектов усадочного происхождения. С другой стороны, чрезмерное количество дополнительного окислителя обеспечивает содержание кремния в металле не более 0,07% и минимальную обрезь при прокатке, но уменьшает степень усвоения марганца, вызывая повышенный расход силикомарганца. Пример. После продувки в конвертере емкостью 160 т получено 145 т металла со следующим химическим составом: С =0,07%, Si=0, Mn=0,98%. Раскисление металла осуществляли силикомарганцем под струю в процессе выпуска из конвертера в сталеразливочный ковш. Количество введенного силикомарганца - 1080 кг. В силикомарганце содержалось 14% кремния и 68% марганца. Одновременно с силикомарганцем вводили дополнительный окислитель (сухой конвертерный шлам с газоочисток следующего химсостава в % по массе: FeO - 13, Fе 2O3 - 68, CaO – 14, MnO - 1,5, MgO - 2,5, прочие - 1) в количестве 45 кг. В процессе разливки металл в изложницах после искрения в течение 35-4S сек застывал с образованием ровной или слегка выпуклой поверхности слитков. Полученные слитки были прокатаны на стане Блуминг - 1200 на заготовку сечением 300 х 320? и в головной части заготовки вырезано 3,5% технологической обрези. Дополнительная обрезь не производилась. Таким образом, внедрение изобретения позволяет расширить область применения эффективного комплексного раскислителя силикомарганца при раскислении полуспокойной стали, за счет кремния снизить удельный расход дорогостоящего марганца и улучши ть качество металла. Применение способа раскисления полуспокойной стали позволяет сэкономить 0,1 кг/т ферромарганца при одновременном снижении обрези при прокатке за счет улучшения качества металла на 0,2%.