Спосіб позапічної обробки киплячої сталі

Спосіб позапічної обробки киплячої сталі, що включає введення феромарганцю під час випуску частки металу та окислювача в КІЛЬКОСТІ, пропорційній вмісту СИЛІЦІЮ в феромарганці, який відріз няється тим, що окислювач вводять двома порціями першу - з початком введення феромарганцю під струмінь металу, а другу після закінчення введення феромарганцю за загальною масою, що визначається з виразу де Рок - маса окислювача, кг, А - ступінь засвоєння окислювача, tMe - температура металу до випуску із печі, °С, tcp - середнє арифметичне значення температур металу до випуску із печі, рекомендоване для даної марки сталі, °С, rriFeMn - маса феромарганцю, кг, [%Si]FeMn - вміст СИЛІЦІЮ в феромарганці, % мас, [%0]ок - вміст кисню в окислювачі, % мас О Винахід відноситься до чорної металурги, зокрема до виробництва сталі Як відомо [1], низька інтенсивність кипіння сталі при кристалізації приводить до утворення тонкого здорового кіркового шару зливка і росту головної частини зливків при їх затвердненні ВІДПОВІДНО до зниження якості поверхні прокату і виходу годящого металу Надмірна інтенсивність кипіння сталі при затвердненні викликає пористість поверхневої зони зливків та усадку з утворенням халяв, що також знижає якість поверхні прокату та вихід годящого металу Таким чином, при розливанні киплячої сталі потрібно забезпечити оптимальну інтенсивність кипіння металу в виливницях або кристалізаторах МБЛЗ Відомо також, що застосування для розкислення сталі феромарганцю з вмістом у ньому СИЛІЦІЮ більш, ніж 1,0%, знижує інтенсивність кипіння при розливанні та затвердненні металу та приводить до утворення поверхневих дефектів на прокатних заготівках [2] Для зниження концентрації СИЛІЦІЮ, введеного за рахунок присадок у метал при розкисленні феромарганцем з концентрацією СИЛІЦІЮ більш, ніж 1,0%, в ківш та виливниці вводять додатково окислювач у вигляді кисневомісних сумішів або брикетів [3,4] Введений в об'єм металу окислювач при випуску в ківш та при розливанні у виливниці або кристалізатор МБЛЗ реагує з розчиненим у сталі СИЛІЦІЄМ, що знижує його концентрацію до значень нижче припустимих меж по ДЕСТ (0,03%) та сприяє організації нормального кипіння сталі та збільшенню товщини здорового шару металу в зливку Відомий спосіб [4] при застосуванні феромарганцю з вмістом феросиліцію більш, ніж 1,0%, передбачає присадку в ківш окислюючої шлакоутворюючої суміші для рафінування киплячої сталі, яка містить менше, ніж 0,12% вуглецю КІЛЬКІСТЬ ЦІЄЇ суміші залежить тільки від вмісту СИЛІЦІЮ В феромарганці О 00 44804 Вміст СИЛІЦІЮ В феромарганці ,% мас 1,1 -2,0 1,6-2,5 Витрати окислюючої шлакоутворюючої суміші, кг/т сталі 0,9-1,5 1,0-1,2 Але при застосуванні присадок окислювача потрібно враховувати, що склад , КІЛЬКІСТЬ, стан, черга та умови його вводу чинять вплив на якість та собівартість прокату У зв'язку з цим при застосуванні відомого способу [4] відсортування прокату по поверхневим дефектам коливається в широких межах і досягає на деяких плавках до 19% Найбільш близьким технічним рішенням до заявлюємого по сукупности ознак та досягаемому результату є спосіб позапічної обробки киплячої сталі [5], який включає введення феромарганцю в ківш під час випуску 0,2-0,4 маси всього металу та окислювача при випуску 0,5-0,6 маси металу з надлишком по відношенню до феромарганця, який дорівнює 2,2-5,2 в КІЛЬКОСТІ, яка визначається у ВІДПОВІДНОСТІ з виразом Р о к =[2,2 100 1 + 100-b 100 де РОК - маса окислювача, кг, а - частина маси металу, що розкислена феромарганцем, PFeMn, - маса феромарганця, кг, 5 - вміст СИЛІЦІЮ в феромарганці, % мас , b - вміст кисню в окислювачі, % мас Відомий спосіб позапічної обробки киплячої сталі забезпечує окислення СИЛІЦІЮ, ЯКИЙ ВНОСИТЬ СЯ феромарганцем, до дуже низьких значень, які забезпечують інтенсивне кипіння металу за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ окислювача при збільшенні вмісту СИЛІЦІЮ в феромарганці та надлишку окислювача по відношенню до маси присадженого феромарганцю, але має обмежене застосування Відомо, ЩО ДЛЯ виготування якісного прокату з киплячої сталі необхідно мати оптимальний вміст у неї кисню, що залежить від вмісту вуглецю та температури металу при дуже низьких концентраціях елементів-розкислювачів, тому що зниження вмісту кисню в металі від оптимальних значень приводить до збільшення ураження прокату пленою, а збільшення - дефектами "рвана кромка" [6] Тому відомий спосіб [5] може мати застосування для конкретних умов виробництва киплячої сталі, для котрих забезпечуються постійними температура металу, вміст вуглецю в ньому та маса плавки, близька до 130т, тому що із зміною маси плавки змінюється ступінь та інтенсивність охолодження металу в ковші по ходу випуску, а також інтенсивність масообмінних процесів При застосуванні відомого способу є велика імовірність виготування переокисленого металу, що важко піддається полагодженю на етапі розлітання металу Зниження окислення можливо за рахунок вводу розкислювачів, яки утворюють з киснем неметалеві включення, що знижують якість металу В основу винаходу поставлено завдання розробити спосіб позапічного рафінування - киплячої сталі, в котрому використання нових умов застосування дій дозволить більш стабільно регулювати окислення металу при ЗМІНІ технологічних параметрів виплавлення та розливання сталі і за рахунок цього збільшити вихід годящого та якість поверхні прокату при мінімальних витратах Для вирішення поставленого завдання у способі позапічного рафінування киплячої сталі, що містить у собі введення феромарганцю під час випуску частини металу та окислювача в КІЛЬКОСТІ, пропорційній вмісту СИЛІЦІЮ в феромарганці, у ВІДПОВІДНОСТІ з винаходом окислювач вводять двома порціями першу присаджують з початком введення феромарганцю під струмину металу, а другу після закінчення вводу феромарганцю при загальній масі окислювача, що визначається з виразу 0,03(t M e =t C p )M FeMn де А - ступінь засвоєння окислювача, Рок- маса окислювача, кг, tMe - температура металу до випуску із печі, tcp - середнє арифметичне значення температури металу до випуску із печі, рекомендоване для даної марки сталі, °С, rriFeMn - маса феромарганцю, кг, [%Si]FeMn - вміст СИЛІЦІЮ в феромаранцю, %мас , [%0]ок- вміст кисню в окислювачі, %мас Потрібна КІЛЬКІСТЬ кисню для окислення СИЛІЦІЮ, що містить в собі феромарганець, розраховувалась з обліком стехіометричного співвідношення взаємодіючих речовин, ступенем засвоєння кисню з окислювача на реакцію взаємодії СИЛІЦІЮ З киснем, визначеним по результатам фізико-хімічних розрахунків те експериментальним даним Вплив температури на витрату окислювача та технікоекономічні показники плавки перевіряли в промислових умовах експериментальне Пропонуєма КІЛЬКІСТЬ окислювача для вводу в розплав необхідна лише для окислення надлишкового СИЛІЦІЮ до низьких значень, не чинячих впливу на реакцію зневуглецювання сталі У випадку відсутності інтенсивного кипіння металу на початку розливки Інтенсивність кипіння легко коректується додатковою присадкою окислювача в виливниці Присадка окислювача в ківш за пропонуємим способом здійснюється послідовно окремими порціями При цьому для ковшів великої ємності окислювач може вводитись і двома порціями Співвідношення першої та другої порції складає (2 3) 1 Можливість вводу окислювача двома порціями пояснюється меншою швидкість зниження температури металу в ківшах більшої ємності Перша порція окислювача вводиться після випуску 0,2 маси всього металу разом з феромарганцем У цей період досягається максимальна Інтенсивність перемішування металу з окислювачем і феромарганцем, що приводить до швидкого їх плавлення і збільшення поверхні контакту реагую чих фаз Зниження температури металу за рахунок плавлення окислювачу та феромарганцю забезпечує переважне та більш повне окислення СИЛІЦІЮ, що вносяться феромарганцем В міру того, як ківш , наповнюється, знижується інтенсивність перемішування металу за рахунок кінетичної енергії падаючої струмини, а також швидкість плавлення феромарганцю, що забезпечує одночасне плавлення феромарганця та окислювача і збільшення інтенсивності їх взаємодії Приклад застосування пропонуємого способу Сталь марки 08КП виплавляли в мартенівський печі ємністю 900т і випускали одночасно в 2 ковші ємністю 450т Метал розливали в листові зливки масою 192т Зливки прокатували на сляби перетином 1280-130мм Зняту заготовку прокатували на лист товщиною до 4мм Розкислення сталі проводили феромарганцем у КІЛЬКОСТІ 2,0Т, вміщуючим більш ніж 2% СИЛІЦІЮ, під струмінь після випуску в ківш 90т металу Окислювач уводили в формі брикетів масою 4кг кожний Склад брикетів 44804 80% прокатної окалини та 20% натрієвої селітри Окислювач уводили порціями в співвідношенні нас першої та другої порції 3 1, до того ж першу порцію вводили одночасно з феромарганцем, а другу - після скінчення вводу феромарганцю Маса першої порції окислювача складала 72кг, а другої 24кг Результати виконання запропонованого способу приведені в таблицях 1 та 2 Аналіз даних, приведених в таблицях 1 та 2, свідчить про те що в порівнянні з відомим запропонований спосіб дозволяє знизити аніони витрати окислювача феромарганці, ураження прокату поверхневими дефектами та видатковий коефіцієнт металу Міра засвоєння окислювача А при розрахунку його витрати приймалася рівною 0,875 Питома витрата окислювача в залежності від температури металу та вмісту СИЛІЦІЮ В феромарганці при його вводу після випуску 40% металу від його загальної маси Таблиця 1 Варіант технологи Температура металу, °С Вміст СИЛІЦІЮ В феромарганці, % Питома витрата окислювача, кгл" феромарганцю t-Me Запропонована 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Відома 1 2 3 4 5 tcp 1600 1600 1605 1605 1605 1619 1610 1610 1615 1615 1607,5 1607,5 1607,5 1617,5 1607,5 1607,5 1607,5 1607,5 16117,5 1607,5 2,1 2,6 2,1 1,1 2,6 2,4 2,6 3,1 2,1 2,4 55 68 67 77 83 91 99 118 92 106 1605 1615 1615 1600 1610 1607,5 1607,5 1607,5 1607,5 1607,5 2,1 2,4 2,4 2,63 3,1 101 116 116 125 149 Таблиця 2 Техніко-економічні показники плавок із позапічним рафінуванням киплячої сталі марки 08кп Варіант технологи Запропонована 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Питома витрата феромарганцю, КІЛ" Застосування тонкого листа по поверхневим дефектам, % Видатковий коефіцієнт металу, кгл" 4,14 4,37 4,41 4,40 4,44 4,62 4,05 4,20 3,90 3,8 3,1 0,0 3,3 6,3 0,0 0,8 7,2 0,0 1093 1090 1089 1101 1100 1088 1104 1109 1087 44804 10 Середнє Відома 1 2 3 4 5 Середнє 3,6 4,22 0,0 2,45 4,9 4,5 3,6 5,6 4,3 4,58 8 Продовження таблиці 2 1077 1094 3,2 4,7 0,5 6,3 4,9 3,83 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 1090 1103 1114 1102 1089 1100