Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам раскисления низкоуглеродистой стали.

Известен способ раскисления стали, в соответствии с которым перед выпуском из конвертера содержание марганца в металле выдерживают в пределах 0,13-0,30%, а при выпуске металла из конвертера дополнительно вводят ферросиликомарганец или ферросилиций, при этом на 1 т стали последовательно вводят 0,1-0,7 кг алюминия, 1,5-3,0 кг ферросиликомарганца или 0,4-0,8 кг ферросилиция, а затем ферромарганец. После ввода алюминия при выпуске металла из конвертера вводят ферротитан в количестве 1,3-1,6 кг/т стали [Патент РФ №2309986, кл. С21С 7/06].

Существенными недостатком данного способа раскисления стали является высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления.

Известен выбранный в качестве прототипа способ раскисления стали, который включает введение по ходу выпуска металла в сталеразливочный ковш ТШС, брикетированного алюминия, ферромарганца, а на агрегате доводки стали введение алюминиевой катанки. По ходу выпуска металла в сталеразливочный ковш и на агрегате доводки стали в качестве раскислителя дополнительно вводят силикомарганец, причем при наполнении ковша на ¹/₅-¹/₄ часть вводят 1,2-1,3 кг/т силикомарганца; 0,4-0,5 брикетированного алюминия и 0,5-0,6 кг/т ферромарганца, при наполнении ковша на ¹/₃-¹/₂ части вводят 0,5-1,0 кг/т силикомарганца и 0,8-0,9 кг/т ферромарганца, при наполнении ковша на ¹/₂-²/₃ части вводят ТШС, а по приходу металла на агрегат доводки стали вводят 0,4-0,5 кг/т силикомарганца и 1,3-1,4 кг/т алюминиевой катанки [Патент РФ №2377315, кл. С21С 7/00].

Существенными недостатками данного способа раскисления стали являются:

- повышенный расход ферросплавов и алюминия для раскисления стали;

- высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления.

Задача, решаемая изобретением, состоит в совершенствовании способа раскисления низкоуглеродистой стали путем создания рациональных условий для усвоения алюминия и ферросплавов, а также удаления образующихся в процессе раскисления неметаллических включений.

Желаемым техническим результатом изобретения является увеличение усвоения алюминия и ферросплавов во время раскисления, максимально возможное удаление неметаллических включений, стабилизация процесса разливки металла вследствие предотвращения налипания неметаллических включений на стопора, улучшение качества разливаемой стали.

Для этого предлагается способ раскисления низкоуглеродистой стали, включающий введение по ходу выпуска металла в сталеразливочный ковш твердой шлакообразующей смеси (ТШС) и ферромарганца, в котором в отличие от ближайшего аналога по ходу выпуска металла в сталеразливочный ковш в качестве раскислителя дополнительно вводят чушковый вторичный алюминий, причем при наполнении ковша на ¹/₅-¹/₄ часть вводят 0,8…1,0 кг/т чушкового вторичного алюминия, при наполнении ковша на ¹/₃-¹/₂ части вводят 1,5…3,5 кг/т ферромарганца, при наполнении ковша на ¹/₂-²/₃ части вводят 1,5…2,0 кг/т чушкового вторичного алюминия и ТШС, кроме того, во время выпуска металла из конвертера осуществляют продувку металла аргоном через донные пробки сталеразливочного ковша с интенсивностью 0,2…0,5 л/(т*мин) продолжительностью 5…8 мин.

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем. Порядок отдачи чушкового вторичного алюминия и углеродистого ферромарганца выбран с целью создания рациональных условий для усвоения алюминия и ферросплавов, а также удаления образующихся в процессе раскисления неметаллических включений.

Интенсивность аргона 0,2…0,5 л/(т*мин) и продолжительность продувки 5…8 мин во время выпуска металла из конвертера выбраны для обеспечения наиболее благоприятных условий для всплытия, образующихся во время раскисления неметаллических включений из металла в шлак. При увеличении интенсивности продувки аргоном более 0,5 л/(т*мин) будет происходить процесс обратного затягивания неметаллических включений из шлака в металл, а при ее уменьшении менее 0,2 л/(т*мин) неметаллическим включениям будет не достаточно инерции для всплытия и перехода шлак. Увеличение времени продувки аргоном более 8 мин приведет к дополнительному вторичному окислению струи металла. Уменьшение времени продувки менее 5 мин не позволит обеспечить требуемый технический результат в части снижения содержания неметаллических включений в стали.

Расход углеродистого ферромарганца ФМн78 в количестве 1,5…3,5 кг/т стали выбран из расчета получения требуемого содержания марганца в заданной марке стали. Уменьшение или увеличение расхода ферромарганца приведет к неполучению химического состава заданной марки стали.

Расход чушкового вторичного алюминия в количестве 0,8…1,0 кг/т и 1,5…2,0 кг/т выбран из расчета получения требуемого содержания алюминия в готовом металле. При уменьшении суммарного расхода чушкового вторичного алюминия менее 2,4 кг/т потребуется дополнительное легирование металла алюминием во время внепечной обработки, что приведет к дополнительному загрязнению металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления. Увеличение суммарного расхода чушкового вторичного алюминия более 3,0 кг/т приведет к неполучению требуемого химического состава вследствие повышенного содержания алюминия в стали.

Пример конкретного осуществления способа.

Заявляемый способ получения стали был реализован при выплавке более 150 плавок стали марки 08Ю по ГОСТ 9045-93 в 370-тонных кислородных конвертерах.

Во время выпуска металла из конвертера при наполнении ковша на ¹/₅-¹/₄ производили раскисление чушковым вторичным алюминием в количестве 290…350 кг, далее при наполнении ковша на ¹/₃-¹/₂ производили раскисление и легирование металла углеродистым ферромарганцем ФМн78 в количестве 550…1250 кг, после чего при наполнении ковша на ¹/₂-²/₃ производили окончательное раскисление и легирование металла чушковым вторичным алюминием в количестве 550…700 кг и отдачу твердой шлакообразующей смеси, состоящей из извести и плавикового шпата, во время выпуска металла из конвертера осуществляли продувку металла аргоном через донные пробки сталеразливочного ковша с интенсивностью 0,2…0,5 л/(т*мин) продолжительностью 5…8 мин.

Предложенный способ раскисления низкоуглеродистой стали позволил снизить суммарный расход алюминия и ферросплавов в среднем на 0,15 кг/т и 0,2 кг/т соответственно; уменьшить загрязненность металла перед началом непрерывной разливки неметаллическими включениями, тем самым исключить случаи колебания стопоров промежуточного ковша в процессе непрерывной разливки; уменьшить отсортировку металла после прокатки по дефекту «неметаллические включения».