Спосіб виробництва сталі

1. Способ производстоа стали, включаю щий выплавку металла, отсечку окислитель Изобретение относится к области черной металлургии, п частности, к способам производства стали и ее обработки в ковше. Известен способ легирования стали марганцем [1], включающий выплавку, выпуск металла в ковш, подачу легирующих и продувку инертным газом, после выпуска металла в коаш иа поверхность расплава дают малофосфористый маргэнецсодержащий шлак ферросплавного производства, восстановитель и известь в количестве, обеспечивающем основность шлака 2,0-3.5, а на поверхность ковша подают кислород в течение 3...30 с. ного шлака, выпуск нераскисленного металла, ввод шлакообразующих материалов и алюминия в процессе выпуска и продувку аргоном, ввод алюминия, маргаиецсодержащих и шлакообразующих материалов в ковш, от л ича ющийся тем, что в качестве шлакообразующих материалов используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении 3; 1. которую вводят в процессе выпуска совместно с алюминием с расходами смеси и алюминия, равными 1,6-3,0 кг/т и 0,4-0,8 кг/т стали, а а качестве марганецсодержащего материала используют марганцевый агломерат, который вводят в ковш о струе аргона с остальным количеством смеси извести и плавикового шпата, причем общий расход смеси шлакообразующих материалов равен 4,0-6,0 кг/т стали. 2. Способ обработки стали в копше по п.1,отличающийся тем, что подачу осек материалов в ковш ведут с одновременным электроподогревом металла. Недостатком известного способа является то, что шпакообразующие материалы дают а ковш по окончании выпуска металла, что снижает поверхность контакта металлшлак и тем самым не позволяет провести эффективную десульфурацию, а следовательно, и повысить качество стали. Кроме того, подача кислорода на поверхность металла в ковше способствует развитию интенсивного вторичного окисления расплапз, приводит к увеличению содержания неметаллических включений в металле и тем са*ым ухудшает качество стали. Наиболее близким по технической с/щности к предлагаемому изобретению яоля 7491 ется способ обработки стали в ковше [2], включающий выпуск иераскисленного металла в ковш, отсечку окислительного шлака, введение известняка фракцией 12 50 мм с расходом 2,5-3,5 кг/т стали, марганецсо- 5 держащего материала и алюминия двумя порциями, продувку аргоном, а расход первой порции алюминия составляет 0.3 кг/т металла. Недостатками известного способа квля- 10 ются: 1. Введение в качестве десульфурирующего реагента известняка фракцией 1250 мм не позволяет в процессе выпуска получить расплавленный гомогенный шла- 15 ковый слой, что приводит к низкой степени десульфурации и снижению качества стали. 2. Предварительное раскисление метал ла алюминием с расходом 0,3 кг/т стали в процессе выпуска металла в ковш не снижа- 20 ет концентрацию растворенного кислорода в стали до 0,003-0,004%, при котором сера имеет наименьшую растворимость в метал ле, что приводит к низкой степени десульфу рации. 25 Продувка металла только аргоном повы шает содержание кислорода в металле на 7~Ю%, что приводит к снижению эффектив ности десульфурэции и, соответственно, к снижению качества стали. 30 В основу изобретения поставлена задача создания такого способа производства стзли, в котором новые параметры технологических операций обеспечивают снижение содер «сэния серы и за счет этого позволяют 35 повысить качество стали Постаолемнач задача решается тем, что в способе произэодства стали, включающем выплавку металла, отсечку окислительного шлака, выпуск иераскисленного металла, 40 ввод шлакообрэзующих материалов и алюминия в процессе выпуска и продувку аргоном, ввод алюминия, мэрганецсодержащих и шлакообразующих материалов в ковш, согласно изобретению, в качестве шлакообра- 45 эующих материалов используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении 3:1, которую вводят в процессе выпуска совместно с алюминием с расходами смеси и алюминия, равными 1,6-3,0 кг/т и 0,4-0.8 50 кг/т стали, а о качестве марганецсодержащего материала используют марганцевый агломерат, который вводят в ковш в струе аргона с остальным количеством смеси и извести и плавикового шпата, причем об- 55 щий расход смеси шлакообразующих материалов равен 4,0-6,0 кг/т стали. Согласно изобретению, подачу всех материалов в ковш ведут с одновременным электроподогревом металла Во время выпуска совместно с первой порцией алюминия вводят десулъфурирующую смесь с расходом 1,6-3 кг/т стали (4050% от общего количества), при этом расход алюминия составляет 0,4-0,6 кг/т стали, что позволяет снизить концентрацию растворенного кислорода в металле и способствует проведению глубокой десульфурзции, поскольку смесь увеличивает поверхность контакта шлак-металл. Введение первой порции алюминия я количестве менее 0,4 кг/т стали не позволяет снизить содержание кислорода до уровня 0.003-0,00-1%, что приводит к повышенной растворимости серы в металле и снижает качество стали, в при увеличении расхода алюминия свыше 0,6 кг/т стали происходит ухудшение качества стали за счет увеличения количества неметаллических включений глинозема. При снижении расхода шлакообразую{цей смеси менее 1,6 кг/т {40% от общего количества} уменьшается толщина шлакового слоя, что приводит к уменьшению степени десульфурации. а при увеличении расхода смеси более 3 кг/т стали (50% от общего) ухудшается процесс ее гомогенизации, что не позволяет обрабатывать металл за время выпуска жидким шлаком и приводит к снижению степени десульфурации. Соотношение извести к плавиковому шпату 3*1 в смеси позволяет за короткий промежуток сформировать жидкий гомогенный шлак с высокой сульфидной емкостью. При снижении доли извести ниже 3 падает сульфидная емкость шлака, что приводит к снижению степенидесульфурации металла, а при увеличении доли извести более 3 повышается температура плавления смеси, затрудняется ее гомогенизация, что приводит к снижению степени десульфурзции металла. Ввод марганцевого агломерата после окончания выпуска в струе аргона позволяет полностью восстановить марганец из его оксидов и равномерно распределить его по объему металла, не снизив при этом степень десульфурации. При вводе агломерата во время выпуска, агломерат, имея сравнительно низкую основность £1,5). обогащает расплав шлака кремнеземом, снижая тем самым его сульфидную емкость и степень десульфурации металла. Подача второй порции шлакообраэующей смеси в струе аргона с суммарным расходом 4,0-6,0 кг/т столи позволяет проаесги глубокую десульфурацию готовой стали по всему объему. 7491 При снижении расхода смеси менее 4,0 кг/т стали не достигается полнота десульфурации, а при увеличении более 6.0 кг/т стали ухудшаются процессы гомогенизации шлакового слоя, что ведет к сниже- 5 нию степени десульфурации металла Эл ектроп од огрев в течен ие всего времени внепечной обработки позволяет поддерживать температуру металла, необходимую для проведения рафинирования 10 металла, а, следовательно, улучшения качества стали. П р и м е р Выплавку стали марки 08Ю по заявляемому способу проводили в 100-кг конвертере. Продувку кислородом проводи- 15 ли до содержания углерода 0,07% и температуры 1630°С, после чего металл выпускали с отсечкой шлака в ковш диаметром 30 см и высотой 45 см С начала выпуска о ковш добавляли алюминий с расходом 0.3, 20 0,4, 0.5, 0,6, 0,7 кг/т металла совместно со шлакообразующей десульфурирующей смесью (известь и плавиковый шпат в соотношении 3:1) с расходом 35, 40, 45, 50, 55% от общего расхода, составляющего величи- 25 ну 3, 4, 5, 6, 7 кг/т металла По окончании выпуска а металл в струе аргона в течение 8 минут вводили марганцеворудный агломерат с содержанием марганца 40% и основностью 1,5 (ТУ 14-3-324-87) совместно со 30 второй порцией алюминия, расход которой составляет 2,2 кг/т стали Расход агломерата составлял количество, определяемое исходя из химического состава выплавляемой стали по содержанию марганца, а расход 35 алюминия оо пторой порции определяют исходя из стехиометрически необходимого для восстановления марганца После окончания подачи агломерата в струе аргона вводили остальную шлакообразующую де- 40 сульфурирующую смесь, при этом в течение всего времени обработки стали осуществляли дуговой электроподогрев одним угольным электродом диаметром 50 мм при силе тока 0,5 кА и напряжении 36 В Химический 45 состав стали контролировали экспресс-методом. це Результаты плавок приведены в табли Выплавку стали марки 08Ю по технологии прототипа проводили в 100-кг конвертере П р од ув ку ме тал л а к исл о род ом прекращали при содержании углерода 0,07% и температуре 1630°С. после чего металл с отсечкой конвертерного шлака выпускали в ковш диаметром 30 см и высотой 45 см С началом выпуска в ковш вводили алюминий с расходом 0.3 кг/т стали, после чего добавляли известняк с расходом 3,0 кг/т стали. После окончания выпуска металл в ковше продували аргоном с интенсивностью, обеспечивающей интенсивное перемешивание металла по всему объему ковша (0,06нм3/т) При температуре 1580°Свковш вводили алюминий в виде катанки (ГОСТ 13843-78) с расходом 4.5 кг/т стали, после чего возобновляли продувку и в ковш вводили металлический марганец марки МРО в количестве 3,0 кг/т стали, э время продувки составило величину 7,5 минут. По окончании продувки на расплав в ковше добавляли теплоизолирующую добавку (нейтральную засыпку - люнкерит), с расходом 3,5 кг/т стали и равномерно распределяли ее по поверхности металла. Химический состав металла контролировали экспресс-методом. Результаты плавки приведены в таблице. Из таблицы следует, что наилучшие показатели по уровню десульфурации стали получены на плавках №tsfe 2-4, где были соблюдены осе заявляемые параметры способа В плавках №№ 1, 5, 6-12 были не соблюдены все (плавки 1,5), либо один из заявляемых параметров (плавки 6-12), что привело к значительному снижению уровня десульфурации, а, следовательно, к ухудшению качества стали. Плавка № 13, проведенная п о т ех нол о г ии пр от от ипа , та кж е значительно уступает плавкам NJ№ 2-4 по уровню десульфурации металла Технологические параметры и результаты опытных лавок Расход плавок 1 2 3 4 5 6 7 8 алюминия в первой порции 0,3 0.4 0.5 0,6 0.7 0,3 0.7 0.5 0,5 9 10 0.5 12 13 0.5 0.3 11 прототип 0.5 Расход сме Суммар Электропо- Содержание марганца, Содержание серы, % си в пер- ный расход догрев рас, ? > вой порции смеси, кг/т плава, эл п. до обработ- после обра- до обработ- после обра% от общеки ботки ки ботки го коп-ва 35 3,0 _ 0.07 0,32 0.035 0,027 40 4,0 + 0,08 0.43 0.036 0.008 5.0 + 0.06 0,42 0.032 0,007 45 6.0 + 0,08 0.43 0,030 0,007 50 7,0 0.07 0,33 0,033 0.023 55 45 5.0 0.07 0.38 0.036 0.025 + 5.0 0,06 0.38 0.034 0,021 45 + 5,0 0.09 0.41 0.031 0,025 35 + 5.0 0,06 0.34 0.034 0,021 55 + 0.09 0,41 0.035 0.027 45 3.0 + + 0.07 0.34 0,032 0.024 45 7,0 0.09 0,37 0.037 0,027 45 5.0 0.08 0.35 0.030 0,024 Степень из- Степень девлечения марганца, % сульфура 67,93 95,11 97.83 95,11 70.65 84.24 86,96 86.96 76.09 86.96 73,37 76.09 90.00 22.86 77,78 78.13 76.67 30,30 30,56 38.24 19.35 38.24 22.86 25,00 27,03 20.00 ЦИИ. % -4 7491 Упорядник В.Ронаненко Замовлення 4519 Техред М.Моргентал Коректор К.Папп Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Київ-53. Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101