Патент на изобретение №2202628
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ
(57) Реферат: Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к раскислению и легированию стали в процессе выпуска из конвертера в сталеразливочный ковш. Технический результат заключается в регламентации и упорядочении режимов присадки в ковш ферросплавов и легирующих материалов, в повышении степени усвоения углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов, а также в повышении эффективности удаления продуктов раскисления из жидкой стали. Способ раскисления и легирования стали включает выплавку стали в конвертере, выпуск ее из конвертера в сталеразливочный ковш, подачу в ковш в процессе выпуска раскислителей и легирующих материалов в виде ферросплавов и алюминия тремя порциями. Первую порцию из кремнийсодержащих ферросплавов и науглероживателя с весовым соотношением 1:(0,1-10,0) вводят с начала выпуска под струю стали до наполнения ковша в пределах 0,2-0,3 высоты его рабочей полости. Весовой расход М1 в кг/т выплавляемой стали кремнийсодержащих ферросплавов в первой порции устанавливают по соотношению М1=К1 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к процессам выплавки стали в конвертере, ее раскисления и легирования в процессе выпуска из конвертера в сталеразливочный ковш. Наиболее близким по технической сущности является способ paскисления и легирования стали, включающий выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в сталеразливочный ковш с отсечкой шлака, подачу в ковш в процессе выпуска раскислителей и легирующих материалов в виде ферросплавов и алюминия. (См. Справочник конвертерщика. Якушев А.М. – Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990, стр. 276-285). Недостатком известного способа является отсутствие необходимой регламентации режимов подачи в ковш ферросплавов и легирующих материалов во время выпуска расплава из конвертера. В результате не обеспечивается необходимая степень усвоения сталью углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов. При этом не обеспечивается необходимое удаление продуктов раскисления из жидкой стали. Технический эффект при использовании изобретения заключается в регламентации и упорядочении режимов присадки в ковш ферросплавов и легирующих материалов, в повышении степени усвоения углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов, а также в повышении эффективности удаления продуктов раскисления из жидкой стали. Указанный технический эффект достигают тем, что способ раскисления и легирования стали включает выплавку стали в конвертере, выпуск стали из конвертера в сталеразливочный ковш, подачу в ковш в процессе выпуска раскислителей и легирующих материалов в виде ферросплавов и алюминия. Раскислители и легирующие материалы подают тремя порциями. Первая порция состоит из кремнийсодержащих ферросплавов и науглероживателя с весовым соотношением 1:(0,1-10,0), которая вводится с начала выпуска под струю стали до наполнения ковша в пределах 0,2-0,3 высоты его рабочей полости. Весовой расход кремнийсодержащих ферросплавов в первой порции устанавливают по соотношению: М1=К1 ![]() ![]() где M1 – весовой расход кремнийсодержащих ферросплавов, кг/т выплавляемой стали; С1 – содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%; С2 – необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; t – температура стали в конвертере перед выпуском, oС; K1 – коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности раскисления и легирования стали, равный (8,2-17,0) ![]() ![]() М2=К2 ![]() ![]() где М2 – весовой расход алюминия в третьей порции, кг/т выплавляемой стали; Al – необходимое содержание алюминия в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; Т – масса выплавляемой стали, т; а – величина усвоения сталью алюминия, разная 15-30%; К2 – коэффициент, характеризующий влияние массы стали на ее раскисление алюминием, равный 2,5-10,0, безразмерный. В качестве кремнийсодержащего ферросплава используют ферросилиций с содержанием кремния в пределах 30-80 мас. %, остальное железо. В качестве кремнийсодержащего ферросплава используют силикокальций с содержанием кремния 40-70 мас. % и кальция 10-40 мас.%, остальное железо. В качестве кремнийсодержащих материалов используют силикокальций и ферросилиций с весовым соотношением в пределах 1: (1-10). В качестве марганецсодержащего ферросплава используют ферромарганец с содержанием марганца в пределах 50-95 мас. %, остальное железо. В качестве марганецсодержащих ферросплавов используют силикомарганец с содержанием кремния в пределах 10-25 мас.% и марганца в пределах 50-75 мас.%, остальное железо. Отношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10). Заявляемая технология раскисления и легирования стали позволяет наиболее эффективно связывать растворенный кислород и удалять продукты раскисления из жидкой стали. Предложенный способ наиболее эффективно применим для сталей следующего химического состава, мас. %: С= 0,05-0,30; Si=0,05-1,5; Мn=0,10-2,0; Al= 0,01-0,1. Диапазон значений весового соотношения кремнийсодержащих материалов и науглероживателя в пределах 1: (0,5-10,0) объясняется физико-химическими закономерностями процесса раскисления, легирования и науглероживания стали. При меньших значениях не будет происходить необходимое науглероживание стали. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимый химический состав стали по содержанию углерода. Диапазон значений расхода марганец- и/или кремнийсодержащих материалов в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали объясняется физико-химическими закономерностями раскисления и легирования стали. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимый химический состав стали. При больших значениях будет происходить перерасход ферросплавов. Диапазон значений коэффициента К1 в пределах (8,2-17,0) ![]() М1=К1 ![]() ![]() где М1 – весовой расход кремнийсодержащих материалов, кг/т выплавляемой стали; С1 – содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%; С2 – необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; t – температура стали в конвертере перед выпуском, oС; K1 – коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности раскисления и легирования стали, равный (8,2-17,0) ![]() ![]() М2=К2 ![]() ![]() где М2 – весовой расход алюминия в третьей порции, кг/т выплавляемой стали; Al – необходимое содержание алкания в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; а – величина усвоения сталью алюминия, равная 15-30%; Т – масса выплавляемой стали, т; К2 – коэффициент, характеризующий влияние массы стали на ее раскисление алюминием, равный 2,5-10,0, безразмерный. В качестве кремнийсодержащего ферросплава используют ферросилиций с содержанием кремния в пределах 30-80 мас. %, остальное железо. В качестве кремнийсодержащего ферросплава возможно использовать силикокальций с содержанием кремния 40-70 мас.% и кальция 10-40 мас.%, остальное железо. В качестве кремнийсодержащих материалов используют силикокальций и ферросилиций с весовым соотношением в пределах 1:(1-10). В качестве марганецсодержащего ферросплава используют ферромарганец с содержанием марганца в пределах 50-95 мас. %, остальное железо. В качестве марганецсодержащих ферросплавов используют силикомарганец с содержанием кремния в пределах 10-25 мас.% и марганца в пределах 50-75 мас.%, остальное железо. Отношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10). В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами. В первом примере вследствие несоблюдения необходимых технологических параметров происходит перерасход алюминия из-за малого количества кремнийсодержащих материалов в 1-й порции, сталь загрязнена глиноземом из-за большого расхода алюминия. В пятом примере вследствие несоблюдения технологических параметров происходит перерасход ферросплавов, сталь переокислена вследствие малого расхода алюминия. В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения технологических параметров повышается степень усвоения углерода, марганца, алюминия из ферросплавов и легирующих материалов, а также повышается эффективность удаления продуктов раскисления из жидкой стали. Применение изобретения позволяет повысить усвоение С, Мn, Аl, содержащихся в ферросплавах и легирующих материалах, на 2-10%. Формула изобретения
М1=К1 ![]() ![]() где М1 – весовой расход кремнийсодержащих ферросплавов, кг/т выплавляемой стали; С1 – содержание углерода в стали перед выпуском из конвертера, мас.%; С2 – необходимое содержание углерода в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; t – температура стали в конвертере перед выпуском, oС; К1 – коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности раскисления и легирования, равный (8,2-17,0) ![]() ![]() вторая порция состоит из марганецсодержащих и/или из кремнийсодержащих ферросплавов с весовым расходом в пределах 1,0-30,0 кг/т выплавляемой стали, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,25-0,6 высоты его рабочей полости, третья порция состоит из алюминия, которая вводится при наполнении ковша в пределах 0,4-0,8 высоты его рабочей полости, при этом весовой расход алюминия устанавливают по соотношению М2=К2 ![]() ![]() где М2 – весовой расход алюминия в третьей порции, кг/т выплавляемой стали; Al – необходимое содержание алюминия в стали после ее выпуска из конвертера, мас.%; Т – масса выплавляемой стали, т; а – величина усвоения сталью алюминия, равная 15-30%; К2 – коэффициент, характеризующий влияние массы стали на ее раскисление алюминием, равный 2,5-10,0, безразмерный. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего ферросплава используют ферросилиций с содержанием кремния в пределах 30-80 мас.%, остальное – железо. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего ферросплава используют силикокальций с содержанием кремния в пределах 40-70 мас.% и кальция в пределах 10-40 мас.%, остальное – железо. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащих ферросплавов используют силикокальций и ферросилиций с весовым соотношением 1:(1-10). 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве марганецсодержащего ферросплава используют ферромарганец с содержанием марганца в пределах 50-95 мас.%, остальное – железо. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве марганецсодержащих ферросплавов используют силикомарганец с содержанием кремния в пределах 10-25 мас.% и марганца в пределах 50-75 мас.%, остальное – железо. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение подаваемых во второй порции весовых количеств кремнийсодержащих и марганецсодержащих ферросплавов устанавливают в пределах 1:(1-10). РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||