Спосіб позапічноі обробки рідкоі сталі

Винахід належить до металургії, зокрема - до позапічних способів обробки сталей у ковші порошкоподібними реагентами. Відомий спосіб позапічної обробки сталі, що включає випуск рідкого металу у ківш, розкислення та модифікування його у ковші алюмінієм та матеріали, що містять кальцій [Кудрик В.А. Металургія сталі. - М.: Металургія, 1981, с 161-162]. Недоліком даного способу є нерегламентована подача матеріалів, що містять кальцій, у ківш за одиницю часу, що приведе до підвищеного вигару кальцію і погіршення якості металу. Найбільш близьким за технічною суттю та досягненим результатом до передбачуваного є спосіб обробки сталі, що включає випуск розплаву у ківш, присадку розкислювачів - алюмінію та матеріалів, що містять кальцій, легуючих та продувку металу інертним газом під шлаком, причому алюміній присаджують за 0,5-3,0 хв. до початку продувки у кількості 0,1-1,0 кг/т сталі на кожну тисячну відсотка понад (1 х 10-3)% кисню, розчиненого у металі, і підтримують у процесі продувки вміст кисню (2-10)х10-3%присадками розкислювачів [Авт.св. СРСР № 1371980, кл. С 21 С 7/00, 1988]. Недоліком даного способу є те, що матеріали, які містять кальцій, вводяться нерегламентоване і тривалість продувки після обробки не співвідноситься з кількістю введеного кальцію, що не дозволяє модифікувати всі неметалеві вкраплення (в першу чергу - алюмінати) і приводить до погіршення якості металу при перевитраті кальцію. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб позапічної обробки рідкої сталі шляхом регламентації швидкості подачі матеріалів, що містять кальцій до сталерозливного ковша за одиницю часу в залежності від вмісту [S] та установлення тривалості продувки інертним газом в залежності від тривалості введення матеріалів, що містять кальцій та вмісту [S], що забезпечить поліпшення якості сталі, модифікування неметалевих вкраплень та підвищення ступеня усвоения кальцію. Суть винаходу полягає у тому, що в способі позапічної обробки рідкої сталі, який включає в себе випуск розплаву у ківш, присадку розкислювачів - алюмінію та матеріалів, що містять кальцій, легуючих та продувку металу інертним газом під шлаком, при вмістові [S] у металі перед обробкою 0,010% швидкість введення матеріалів, що містять кальцій, складає 0,0530-0,080 кг Са/т.хв., при цьому співвідношення між тривалістю продувки Інертним газом після обробки та тривалістю введення матеріалів, що містять кальцій складає у першому випадку (0,4-0,7): 1, а у другому випадку (0,8-1,0): 1. Загальними з прототипом істотними ознаками винаходу є: - присадка у ківш розкислювачів - алюмінію та матеріалів, що містять кальцій; - продувка металу інертним газом під шлаком. Відзначними від прототипу істотними ознаками є: - швидкість введення матеріалів, що містять кальцій у ківш складає 0,035-0,052 кг Са/т.хв. при вмістові [S] 0,010%; - тривалість продувки Інертним газом складає (0,4-0,7):1 тривалості введення матеріалів, що містять кальцій при [S] 0,010%. Між совокупністю істотних прикмет заявлюваного способу позапічної обробки та технічним результатом, якого буде досягнено, Існує причинно-наслідковий зв'язок. Так, тільки при зазначеній швидкості введення матеріалів, що містять кальцій, у сталерозливний ківш, досягається найвища здатність рідкої ванни усвоювати кальцій за одиницю часу. При цьому, при вмістові [S] у сталі < 0,010% кількість кальцію, що поступає у ванну за одиницю часу, повинна бути більшою, бо в цьому випадку значна частина кальцію, взаємодіючи з сірою, утворює сульфид кальцію, який, частково обволікаючи глиноземні вкраплення, перешкоджає їх глобуляризації. А співвідношення між тривалістю продувки інертним газом після обробки і тривалістю введення матеріалів, що містять кальцій у зазначених межах дозволить рівномірно розподілити кальцій, глобуляризувати неметалеві вкраплення по всьому об'єму металу та перевести значну ?х частину у шлак при мінімально необхідній кількості кальцію і все разом значно поліпшить якість металу. Загальна кількість матеріалів, що містять кальцій, присаджуваних у ківш, різна для кожної групи марок сталей і установлюється дослідним шляхом. Проведений аналіз показав, що заявлюваному винаходові властива новизна та винахідницький рівень і саме названа сукупність ознак забезпечує технічний результат - поліпшення якості сталі, модифікування неметалевих вкраплень та підвищення ступеня засвоєння кальцію. Слід відзначити, що введення необхідної кількості матеріалів, що містять кальцій з названою швидкістю можливе в основному при використанні порошкового дроту. У разі використання кускових або порошкоподібних матеріалів (вдування у струмені газу) важко витримати зазначені межі. Заявлений спосіб позапічної обробки використовується таким чином: У сталеплавильному агрегаті виплавляють сталь заданої марки і випускають у ківш, проводячи розкислення алюмінієм. Перед введенням матеріалів, що містять кальцій, повинен бути відомий вміст [S] у металі, В залежності від місця введення матеріалів, що містять кальцій, це може бути проба металу під час випуску, якщо не проводились інші технологічні операції, наприклад присадка ТШС з ціллю десульфурації, або спеціально відібрана проба після випуску сталі перед обробкою. При вмістові [S] у металі 0,010% матеріали, що містять кальцій, вводять у ківш з швидкістю 0,053-0,080 кг Са/т.хв., тому що у даному випадку значна частина кальцію втрачається на утворення CaS, який, частково обволікаючи глиноземні вкраплення, перешкоджає їх ло-буляризації. Після введення матеріалів що містять кальцій, виконують продувку металу інертним газом під шаром шлаку, причому при вмістові [S] 0,010% це співвідношення складає (0,8-1,0):1. Тривалість продувки у названих межах дозволяє рівномірно розподілити кальцій, глобулізувати неметалеві вкраплення по всьому об'єму металу та перевести значну їх частину в шлак. При вмістові [S] у металі > 0,010% вимагається трохи довше продувати оброблений матеріалами, що містять кальцій, рідкий метал, тому що у цьому випадку утворюється велика кількість неметалевих вкраплень і відповідно вимагається більше часу для того, щоб їх модифікувати і по можливості перевести в шлак. При швидкості введення матеріалів, що містять кальцій нижче 0,035 кг Са/т.хв. ([S] 0,010%) за одиницю часу кальцію буде надходити більше ніж необхідно, значна його частина буде витрачатись на утворення CaS, а той Са, що залишився, не може у повній мірі з модифікувати неметалеві вкраплення через те, що вони обволікаються плівкою CaS, що приводить до погіршення якості металу. При відношенні тривалості продувки до тривалості введення матеріалів, що містять кальцій меншій ніж 0,4 :1 ([S] < 0,010%) кальцій не буде рівномірно розподілятись по всьому об'єму металу і не всі неметалеві вкраплення будуть з модифіковані. При відношенні тривалості продувки до тривалості введення матеріалів, що містять кальцій більшій, ніж 0,7 : 1 ([S] 0,010%), неметалеві вкраплення не будуть модифіковані по всьому об'єму металу. При відношенні тривалості продувки до тривалості введення матеріалів, що містять кальцій більш, ніж 1,0 ([S] > 0,010%), значна частина неметалевих вкраплень, особливо CaS, буде нерівномірно розподілена і зосереджена в основному у верхніх шарах металу, що погіршить якість. Заявлюваний Спосіб позапічної і обробки рідкої сталі використовувався при розкислені та модифікуванні сталей 09Г2ФБ, St 52,3 у 350-тонному ковші на установці доводки металу. Спочатку виконували розкислення сталі алюмінієм у кількості і 1,5-2,0 кг АІ/т сталі, відбирали пробу та з'ясовували вміст [S], а потім за допомогою трайбапарата вводили необхідну кількість силікокальцію (СКЗО) у вигляді порошкового дроту 13 мм з потрібною швидкістю. Після введення порошкового дроту виконували продувку металу Інертним газом під шаром шлаку. Тривалість продувки визначали виходячи з тривалості введення матеріалів, що містять кальцій. Для дослідження макроструктури та якості поверхні металопрокату виконували масовий металографічний контроль в об'ємі ГОСТ та ТУ. У табл.1 представлені умови проведення досліджень і результати оцінки якості макроструктури та поверхні металопрокату. Відношення тривалості продувки інертним газом до тривалості введення матеріалів, що містять кальцій під час обробки сталі St 52,3, складало 0,9, а під час обробки сталі 09Г2ФБ-0,6. У табл.2 представлені результати оцінки якості макроструктури та поверхні металопродукції при різному співвідношенні 5 тривалості продувки до тривалості введення матеріалів, що містять кальцій. Швидкість введення порошкового дроту з SiCa при обробці сталі 09Г2ФБ - 0,040 кг Са/т.хв. Як видно з приведених даних, при використанні заявлюваного винаходу в порівнянні з прототипом значно зменшено брак по плені та розривині, Усі неметалеві вкраплення модифіковані. Ступінь усвоения кальцію набагато вища. З представлених у табл.1 та табл.2 даних видно, що максимальний позитивний ефект, що полягає у підвищенні якості сталі, модифікуванні неметалевих вкраплень та підвищенні ступеня усвоення кальцію досягається повною мірою тільки у випадку збігу усіх прикмет заявлюваного способу позапічної обробки рідкої сталі з оптимальними величинами, що є предметом винаходу.