Спосіб розкислення сталі у ковші

Спосіб розкислення сталі у ковші, що включає введення до сталі відомих стандартних розкислювачів, який відрізняється тим, що стандартні розкислювачі вводять при початковому наповненні ковша сталлю з конвертера, вміст вуглецю в якій становить 0,02-0,04мас. %, а з моменту потрапляння у ківш конвертерного шлаку проводять додаткове розкислення феросиліцієм з вмістом кремнію не менше 65мас. % в кількості 0,82-0,41кг/т, який присаджують на поверхню шлако-металевого розплаву, та обмежують потрапляння маси шлаку з конвертера з відношенням до маси сталі випуску 0,006-0,015т/т. (19) (21) 2001129009 (22) 25.12.2001 (24) 15.02.2006 (46) 15.02.2006, Бюл. № 2, 2006 р. (72) Чуб Петро Іванович, Сітало Олександр Олексійович, Моцний Валерій Васильович, Івко Володимир Вікторович, Чуб Євген Петрович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ДНІПРОВСЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ ІМ. Ф.Е.ДЗЕРЖИНСЬКОГО" (56) SU 602560 A1, 15.04.1978 SU 1073295 A1, 15.02.1984 SU 1071645 A1, 07.02.1984 WO 00/34532 A1, 15.06.2000 RU 2096491 C1, 20.11.1997 3 74784 4 розкислення сталі. Позитивні характеристики розкокремніевого феросиліцію не призводить до суткислення сталі у ковші по такому способу віднотєвого зниження температури, тому що цей матесяться до металу мартенівського, електропічного ріал на тепловий баланс при розкисленні виробництва і для киснево-конвертерного, при /окисленні/ впливає позитивно. Термодинамічні вмісті вуглецю в металові випуску із конвертера у окислювально-відновні процеси проходять в загаківш не менше 0,05% /≥0,05%/. льних відомих рамках, а тому з метою запобігання Але при розкисленні киснево-конвертерної від можливого збільшення вмісту фосфору в готосталі у ковші з вмістом вуглецю на рівні 0,0й-0,04 вій сталі в період виплавки виконують стандартний % в кінці випуску сталі з попаданням кінцевого проміжний спуск шлаку з конвертера і наведення конвертерного шлаку, вищезгаданий спосіб має високоосновного нового. також недоліки, пов’язані з негативним проявом Загальні кінетичні особливості впливу кремнефізико-хімічного градієнту. Вони особливо вияввистих феросплавів на метало-шлакові розплави ляються тоді, коли розкислення сталі проводиться вважають досить вивченими і враховуються як при обставинах "короткого" випуску /не більше 6 відомі фактори. хвилин/. При цьому своєчасної віддачі та якісного Механізм запобігання появі та активізації буррівномірного перемішування в сталі вуглецевих, хливих аварійно-небезпечних викидів із ковша розкислюючих і легуючих добавок не завжди досяметалу полягає в своєчасному їх розкритті і реалігають. Тобто, в таких випадках, в результаті зміни зуванні протидійного ефекту, сконцентрованому в попенедньодіючих технологічних параметрів і конзапропонованому технічному рішенні. Так, оптимітакту щойно збагачених вуглецем шарів металу з зація кількості переокисненого конвертерного переокисненими верхніми метало-шлаковими шашлаку, що попав до ковша, кількості вводу високорами, виникають активні хімічні процеси, які сприкремніевого феросиліцію і терміну вводу його, починяють бурхливий масообмін. Наслідки таких єднанні з комплексом фізико-хімічних параметрів випадків особливо негативні: з сталерозливного метало-шлакового розплаву, забезпечують ламіковша втрачається від 3-х до 7,5т сталі з послідунарність руху рідких компонентів плавки у ковші в ючим "заметалюванням" ковша, сталевоза і залізкінці випуску, та стабільність конвективноничної колії. В хімічному складі сталі не вистачає дифузійних процесів розкислення. При цьому осодо середнього заданого вмісту, %: 0,02-0,05 C; бливе значення має висока поверхнева активність 0,03-0,1Ma; 0,04-0,12h. висококремнієвого феросиліцію, можливість заВ основу винаходу поставлена задача удоскобезпечувати значні перепади концентрацій в суміналення способу розкислення сталі у ковші, в якожних шарах рідких розплавів і практично стовідсому шляхом вводу висококремнієвого феросиліцію ткова масова участь у окислювальнонейтралізують конвертерний шлак, що запобігає розкислювальних процесах. Високий технологічвикидам металу із ковша та дозволяє уникнути ний рівень протікання розкислення переокисленоаварій і зберегти метал у ковші, стабілізувати хіміго метало-шлакового розплаву наприкінці процесу чний состав сталі. у ковші трансформується в виключення економічРішення поставленої задачі досягають тим, що но збиткових викидів металу із ковша і пов’язаних в способі розкислення сталі у ковші, що включає з ними інших негативних наслідків. Такі умови використання відомих стандартних розкислювачів, найбільш ефективно впливають на нейтралізацію легуючих, способи їх вводу, контролю, згідно з прояву фізико-хімічного градієнту маловуглецевих винаходом при розкисленні киснево-конвертерного киснево-конверторних метало-шлакових розплавів металу з вмістом вуглецю 0,02-0,04% після станв період випуску і розкислення у ковші. дартного розкислення у ковші, в період появи конЗапропонований спосіб пройшов випробуванвертерного шлаку в ньому, на поверхню металоня в дослідно-промислових умовах. Сталь виплашлакового розплаву присаджують феросиліцій з вляли в киснево-конверторному цеху з двома діювмістом кремнію не менше 65% в кількості 0,82чими конвертерами ємкістю по 250т кожний, з 0,41кг/г протилежній вмісту вуглецю в металові основною футерівкою з продувкою шихтових мавипуску, з відповідним обмеженням маси шлаку з теріалів газовим киснем зверху через водоохолоконвертера по відношенню до маси металу випусджувальні фурми. Шихтовку плавок виконували з ку 0,008-0,015т/т. Нейтралізуючого впливу на агрозрахунку отримання 232т придатної сталі. ресивний фізико-хімічний прояв високооксидного Останню розливали як у виливниці зверху і сифозалізистого конвертерного шлаку по відношенню ном з масою зливків 7-8,3т, так і на МВЛЗ радіальдо верхнього шару металу у ковші в кінці випуску ного типу з отриманням безперервнолитої заготоплавки із конвертера досягають присадного висовки перетином 335x400 і 160x160 мм. Шихтовку кокремніевого феросиліцію на переокислений плавок для виплавки сталі і розливки у виливниці шлак, в межах параметрів запропонованого сповиконували, виходячи переважно з балансу дособу. Цей ефект підсилюється конвективноменного рідкого чавуну, металевого брухту і досядифузійними процесами, що створює умови гомогнення мінімального матеріально-теплового балагенізації, переважно у верхніх шарах сталі і в шлансу плавки. В середньому, маса металевої склаковій фазі. Зокрема, присадка феросиліцію викодової шихти на плавку - 260т, в таму числі, рідкого нується в кінці випуску плавки в період появи чавуну - 200-210т, металевого брухту - 50-60т; при перших шарів рідинного металу і високооксидного виплавці сталі для розливки на МБЛЗ масу рідкого залізистого шлаку, що витікає із сталевипускного чавуну збільшували на 20-15т, відповідно за рахуотвору конвертера і закінчується в термін до 30с, нок зменшення аналогічної маси металевого брухзабезпечуючи практично розкислення наступних ту,, У цілому, вимоги до технології шихтовки, вишарів метало-шлакового розплаву, присадка висоплавки та розкислення металу у ковші відповідали 5 74784 6 вимогам діючої технологічної інструкції /ТІЛ Відхиго прояву фізико-хімічного градієнту на верхні шаленням від цих вимог, переважно, були базові якіри металу у ковші переокисленого шлаку привосні характеристики доменного чавуну по темперадить до практичної відсутності викидів металу і турі та вмісту сірки. Так, використаний чавун, в шлаку із ковша, запобігання аварійних ситуацій і середньому, був на 20°С "холодніший" від криматеріальних втрат. тичних вимог діючої ТІ в цехові /по ТІ не менше Відповідно до вищезгаданого недоліку проти1320°С/. Вміст сірки у чавуні при вимогах по ТІ не типу, запропонований спосіб має одну з головних більше 0,025-0,036% фактично знаходився у мепозитивних ознак - раціонально збалансовані пажах 0,020-0,076%. В період випробування відпрараметри технології в сукупності з розкриттям і цьовувались задані основні параметри металопроявом позитивних фізико-хімічних властивостей шлакового розплаву з першої повадки по темперависококонцентрованого поверхнево-активного турі /1630-1700°С/ вміст сірки не більше 0,02реагенту, яким являється феросиліцій з вмістом Si 0,04%, та вмісту вуглецю в металові не менше не менше 66%. Технологічні результати запропо0,08%. Вищевказаних двох параметрів досягали нованого способу цілеспрямовано і протидійно примусово за рахунок додувок /1-3/ розплаву киснаправлені на погашення негативного потенціалу, нем на "температуру" і " сірку", за рахунок вигосконцентрованого в явно вираженому фізикоряння вуглецю до вмісту 0,02-0,04 % і значного хімічному градієнтові метало-шлакового розплаву, вигоряння заліза при додаткових добавках вапна. не дають можливості потенціально сконцентроваОдержували метало-шлаковий розплав з наближеній енергії перейти в активні кінетично виражені ними критичними фізико-хімічними характеристипроцеси. Тобто, накопичений негативний потенціками, котрий в екстремальних умовах випуску розал в фізико-хімічному градієнтові метало-шлакової плаву у сталерозливний ківш /"короткий" випуск не маси, завдяки ефективній дії запропонованого більше 6 хвилин, несвоєчасна присадка розкислюспособу не переростає в бурхливі кінетично виравачів, легуючих/ відповідав основним критеріям жені нерегульовані масообмінні процеси. В період запропонованого способу розкислення сталі. появи цих процесів проходить додаткове збагаВраховуючи вищевказані умови відповідно до чення до цього і так насичених переважно оксидавідомого та запропонованого способів розкисленми заліза, останній шарів метало-шлакового розпня сталі, було вироблено по 10 плавок сталі 5сп, лаву при випуску за рахунок ежекції з повітря 20тр. Після технологічного циклу виплавки і розкиатомарного кисню. Через що більш активізуються слення плавок п;д конвертером в сталерозливних газоутворення і викиди продуктів планки із ковша, ковшах, останні сталеве-зами транспортували до доки не з'являться рівновісні фізико-хімічні умови в станції доводки, де відповідно до діючої ТІ метал у системі метал-шлак в сталерозливному ковші. ковшах підлягав обробці аргоном, контролю темЗазначені у формулі запропонованого винахоператури, хімічного складу і доведенню його до ду параметри оптимальні і при взаємодії їх в умовідповідних нормативних вимог. Далі метал у ставах реалізації способу досягають максимального лерозливних ковшах транспортувався електромаефекту. Використання способу при розкисленні стовими кранами до розливних площинок, чи маметало-шлакового розплаву з вмістом вуглецю, шин безперервнолитих заготовок і, відповідно з наприклад 0,018%, призводить до збільшення в діючими ТІ, розливався у виливниці /в зливки/ чи середньому угару заліза на 0,0004т/т сталі, підна МБЛЗ - у заготовки. Після звільнення від виливищенню середнього додаткового вмісту оксидів вниць зливків, остинні, як і безперервнолиті загозаліза в шлакові в середньому на 0,03%, що в цітовки, транспортувались до прокатних цехів і згідлому знижує загальний ефект на 2%. Використанно з діючими ТІ прокатувались. ня способу при розкисленні метало-шлакового Основні технологічні та техніко-економічні порозплаву з вмістом вуглецю, наприклад 0,042%, казники відповідно до відомого та запропонованопризводить до зниження температури випуску мего способів приведені у таблиці. талу, в середньому, на 0,8°С, що в умовах виробАналіз представлених у таблиці даних свідництва сталі, особливо для розливки на МБЛЗ, чить про практичне досягнення рішення поставлеускладнює технологічні умови. Застосування для ної задачі. Так, установлено, що реалізуючи заусунення фізико-хімічного градієнту розплаву фепропоноване технічне рішення досягають росиліцію з вмістом кремнію не менше 65% ґруннейтралізації у верхніх шарах металу у ковші негатується на базовому потенціалові цього матеріалу тивного фізико-хімічного впливу переокисленого - позитивний тепловий ефект, оптимальна питома шлаку, що попадає у сталерозливний ківш з маловага, та достатньо висока поверхнева активність вуглецевим металом /С - 0,02-0,04%/ в кінці випуспри використанні в окислювально-відновних проку плавки із конвертера. В даному випадку досяцесах. Використання в способі феросиліцію з вмісгають запобігання прояву негативної дії фізикотом кремнію, наприклад 60%, /виготовленого по хімічного градієнту. Досягнуте забезпечується технічним умовам/, знижує протидійну фізикокомплексно пов’язаними у взаємодію оптимально хімічну активність по нейтралізації бурхливого гарегламентованими параметрами запропонованого зоутворення і пов’язаних з ним викидів металу із способу. Одним із недоліків прототипу є те, що наковша, при цьому можливі викиди металу і шлаку ближаючись до рішення проблеми розкислення до 0,02т. Застосування в способі феросиліцію з маловуглецевих метало-шлакових розплавів з підвищенням вмістом кремнію, наприклад 75%, вмістом вуглецю не менше 0,05%, для диференнадійно забезпечує всі технологічні і технікоціально визначених розплавів з вмістом вуглецю економічні показники способу. Витрата його зна0,02-0,04%, надійного розв’язання цієї проблеми ходиться в межах установлених параметрів сповін не має. Технологічна нейтралізація негативнособу, звісно дещо відмінних від граничних. Пара 7 74784 8 метри обмеження попадання у ківш шлаку із конЗапропонований спосіб простий і технологічвертера також експериментально визначені і є ний. Впровадження його у виробництво не пов'яоптимальними. Так, при зменшенні попадання зано з додатковими капітальними витратами. шлаку в сталерозливний ківш на поверхню металу, Промислове випробування запропонованого спонаприклад 0,007т/т сталі знижуєтьсятемпература собу підтвердило позитивні технологічні і в цілому металу через "тонкий" шлак, в середньому, на техніко-економічні характеристики результатів 0,2°С. Збільшення кількості попадання кінцевого експериментального опробування. Якість прокату конвертерного шлаку в сталерозливний ківш, на50 плавок не поступалася якості прокату плавок по приклад до 0,016т/т сталі, призводить до додаткопрототипу. По рекомендованій технології практичвих витрат феросиліцію /до 0,1кг/т/ для надійної но виплавляли всі якісні, відповідальні, малолегореалізації способу. вані, напівспокійні марки сталі. Характеристика ефективності способів Вміст вугФінансові Вміст FeO в Витрати Варіант способу лецю в Зниження середніх витрати, шлакові розп- Термін кисню в Викиди /марка сталі/ За- металові з значень вмісту хімічпов’язані з лаву перед випуску, період сталі із гальна кількість проби пених елементів в ставикидами розкисленням хв додувок, ковша плавок ред випуслі, % металу із 3 сталі % м ком % ковша С Мп Si кг/т грн./т Відомий /5сп, 0,02- 0,03- 0,040,02-0,04 20-28 4,1-9,7 400-3030 12,9-32,3 7,1-17,8 20тр/10 0,05 0,1 0,12 Запропонований 0,02-0,04 20-28 4,0-9,9 420-3010 /5сп, 30тр/ 10 Комп’ютерна верстка M. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601