Патент на изобретение №2353665

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ ДЛЯ АВТОЛИСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали для автолиста в кислородном конверторе. Способ включает выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в ковш, предварительное раскисление углеродом и углеродистым ферромарганцем и окончательное раскисление алюминием. После предварительного раскисления во время выпуска металла в ковш металл передают на внепечную обработку, сначала производят вакуумирование металла, а затем на установке печь-ковш производят окончательное раскисление металла алюминием в две стадии: сначала после вакуумирования замеряют температуру металла, отдают предварительную порцию алюминиевой катанки и проводят усреднительную продувку. Далее замеряют температуру и дополнительный расход алюминия определяют исходя из прироста температуры металла после отдачи предварительной порции алюминия, времени вакуумной обработки металла, содержания углерода по приходу на вакуумную установку и коэффициентов, рассчитанных после обработки экспериментальных данных по определению влияния каждого параметра на расход алюминия. Использование изобретения позволяет увеличить выход годного проката для сложной и особосложной группы вытяжки при штамповке изделий.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали для автолиста в кислородном конверторе.

Известен способ производства стали, включающий выплавку углеродистого полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск его в ковш с отсечкой печного шлака, раскислением алюминием, кремнием и марганцем, подачу извести и продувку в ковше инертным газом. Присадку алюминия ведут рассредоточенно. Первую порцию в количестве 0,02-0,10 мас.% металла присаживают на дно ковша, а вторую в количестве 0,05-1,2% – после наполнения объема ковша. По наполнении объема ковша в него присаживают известь в количестве 0,5-1,5 мас.% металла. Продувку металла инертным газом осуществляют с расходом 0,01-0,075 нм³/т стали. (USSR 632731, МПК7 С21С 5/28, опубл. 11.07.78).

К недостаткам известного способа следует отнести рассредоточенную присадку алюминия, которая приведет к нестабильному и высокому угару алюминия, увеличению содержания эндогенных неметаллических включений и снижению выхода годного проката для сложной и особосложной группы вытяжки при штамповке изделий.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ выплавки стали для автолиста, включающий выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в ковш, предварительное раскисление углеродным блоком с выдержкой его в металле на глубине 20-80% высоты ковша в течение 2-5 мин и окончательное раскисление, нераскисленный металл продувают в ковше инертным газом до получения температуры 1585-1595°С, предварительное раскисление углеродным блоком осуществляют не прекращая продувки, а окончательное раскисление производят одновременной присадкой металлического марганца и алюминия (USSR 981385, МПК7 С21С 7/00, опубл. 15.12.82).

Известный способ не обеспечивает получения требуемого технического результата по следующим причинам.

Найденный в известном способе технологический прием предварительного раскисления металла углеродистым блоком требует организации отдельного производства по изготовлению блока.

В то же время из-за разности плотностей металла и углеродистого блока сложно удержать углеродистый блок на определенной глубине, необходимо изготавливать специальное приспособление, что усложняет процесс обработки и увеличивает, себестоимость стали.

Усреднительная продувка и предварительное раскисление металла углеродистым блоком без учета окисленности металла не обеспечивает получение в металле оптимального содержания кислорода, что при вводе одновременно марганца и алюминия приведет к нестабильному и высокому угару марганца и алюминия, увеличению содержания эндогенных неметаллических включений и снижению выхода годного проката для сложной и особосложной группы вытяжки при штамповке изделий.

Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: выплавка полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в ковш, предварительное раскисление углеродом и окончательное раскисление алюминием.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа выплавки стали для автолиста, при котором получается требуемое содержание химических элементов в готовой стали, снижается удельный расход ферросплавов, содержание эндогенных неметаллических включений, увеличивается выход годного проката для сложной и особосложной группы вытяжки при штамповке изделий.

Технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали для автолиста, включающем выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в ковш, предварительное раскисление углеродом и углеродистым ферромарганцем и окончательное раскисление алюминием, согласно изобретению после предварительного раскисления во время выпуска металла в ковш металл передают на внепечную обработку, где сначала производят вакуумирование металла, а затем на установке печь-ковш производят окончательное раскисление металла алюминием в две стадии – сначала после вакуумирования замеряют температуру металла, отдают предварительную порцию алюминиевой катанки и проводят усреднительную продувку, затем снова замеряют температуру и дополнительный расход алюминия определяют исходя из выражения:

Q_A1=33.9×T+16,5×_вак-3685,1×С_{прих.вак.}+241,5,

где Q_A1 – дополнительный расход алюминия, кг;

T – прирост температуры металла после отдачи предварительной порции алюминия, °С;

_вак – время вакуумной обработки металла, мин;

С_{прих.вак.} – содержание углерода по приходу на вакуумную установку, %;

33,9, 16,5, 3685,1, 241,5 – коэффициенты полученные опытным путем, рассчитаны после обработки экспериментальных данных по определению влияния каждого параметра на расход алюминия.

Сущность заявляемого технического решения заключается в предварительном раскислении углеродом и углеродистым ферромарганцем полупродукта во время выпуска металла в ковш, вакуумной обработки и окончательном раскисление алюминием в два этапа.

Расчет расхода алюминия на втором этапе в зависимости от прироста температуры металла после отдачи стандартной навески алюминия позволяет получить требуемое содержание алюминия в жидкой стали, снизить содержание оксидных неметаллических включений, увеличить выход годного проката для сложной и особосложной группы вытяжки при штамповке изделий.

Возрастание температуры металла после отдачи стандартной навески алюминия показывает наличие растворенного кислорода в металле и экспериментальным путем установлена взаимосвязь расхода алюминия и градиента температур.

Производство автолиста предлагаемым способом производили следующим образом.

В конвертер завалили 86 т металлического лома, и залили 312 т жидкого чугуна с температурой 1396°С. Чугун содержал 0.59% Si, 0.25% Mn, 0.012% S и 0.054% Р. Перед заливкой чугун обработан магнием, содержание серы до обработки 0,020%, после – 0,012%. Шлак с чугуна скачали.

Продувка плавки производилась с использованием извести. Расход в завалку – 8,3 т, в продувку еще 17,9 т.

Химический состав металла на повалке: 0,05% углерода, 0,076% марганца, 0,012% серы и 0,006% фосфора.

Температура металла на повалке/выпуске – 1650, 1644°С. Продолжительность выпуска 7 мин 31 сек. Во время выпуска в сталеразливочный ковш отдано 920 кг ферромарганца ФМн78 и 212 кг науглероживателя.

Химический состав металла в сталеразливочном ковше после выпуска: 0,081% углерода, 0,23% марганца, 0,013% серы и 0,006% фосфора.

После окончания выпуска плавка поступила на установку вакуумирования стали (УВС). Химический состав металла по приходу на УВС: 0,057% углерода, 0,006% кремния, 0,21% марганца, 0,011% серы и 0,005% фосфора.

После отбора пробы металла была произведена вакуумная обработка продолжительностью 8 мин.

После этого плавка была переставлена на УПК. Сначала замеряли температуру металла и ввели 280 кг алюминиевой катанки и провели усреднительную продувку металла в течение 3 минут, затем снова измеряли температуру металла, прирост составил 8 градусов Для получения требуемого содержания алюминия в металле дополнительный расход алюминия рассчитываем исходя из формулы:

Q_A1=33.9×8+16,5×8-3685,15×0,057+241,5=435 кг

было отдано 435 кг алюминиевой катанки. Содержание алюминия перед отдачей на МНЛЗ составляло 0,060%, в готовой стали – 0,042%.

Вакуумная обработка металла позволяет получить требуемое содержание кислорода в жидкой стали, снизить удельный расход ферросплавов, содержание оксидных неметаллических включений, увеличить выход годного проката для сложной и особосложной группы вытяжки при штамповке изделий.

Формула изобретения

Способ выплавки стали для автолиста, включающий выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в ковш, предварительное раскисление углеродом и углеродистым ферромарганцем и окончательное раскисление алюминием, отличающийся тем, что после предварительного раскисления во время выпуска металла в ковш металл передают на внепечную обработку, при которой сначала производят вакуумирование металла, а затем на установке печь-ковш производят окончательное раскисление металла алюминием в две стадии, при этом после вакуумирования сначала замеряют температуру металла, подают предварительную порцию алюминиевой катанки и проводят усреднительную продувку, а затем снова замеряют температуру и дополнительно подают алюминий, расход которого определяют по выражению
Q_A1=33,9·T+16,5·_вак-3685,1·С_{прих.вак}+241,5,
где Q_A1 – дополнительный расход алюминия, кг;
T – прирост температуры металла после отдачи предварительной порции алюминия, °С;
_вак – время вакуумной обработки металла, мин;
С_{прих.вак} – содержание углерода по приходу на вакуумную установку, %;
33,9, 16,5, 3685,1, 241,5 – коэффициенты, полученные опытным путем после обработки экспериментальных данных по определению влияния каждого параметра на расход алюминия.