Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве конверторной легированной, хромсодержащей стали. Металл выплавляется в кислородных конвертерах с верхней продувкой. При этом в стальной расплав, после промежуточного скачивания шлака, вводят легирующие элементы в заданном количестве, а после слива стали из конвертера в ковш - в последний обычно вводят необходимые ферросплавы. Некоторые особенности технологии производства конвертерной стали описаны, например, в книге В.К.Бабича и др. «Основы металлургического производства (Черная металлургия)», М., «Металлургия», 1988, с.60-72.

Известен способ производства молибденсодержащей стали, при котором расплав продувают кислородом, а после заполнения определенного объема ковша разливаемой сталью в него вводят молибденовый концентрат, раскислители, а также хром и марганец (см. а.с. СССР №160 /135, кл. С21С 7/06, 5/28, опубл. в БИ №39, 1990 г.). Однако этот способ неприемлем для производства конвертерной стали, легированной хромом.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является технология производства конвертерной хромоникельмолибденовой стали, приведенная в сборнике трудов Центральной лаборатории ОАО «ММК» «Совершенствование технологии в ОАО «ММК», вып.9, Магнитогорск, Дом печати, 2005, с.41-49.

Эта технология производства стали с содержанием хрома от 1,4 до 1,9% включает введение в стальной расплав ферромолибдена и никеля после промежуточного скачивания шлака, слив металла из конвертера в ковш и характеризуется тем, что десульфурацию чугуна осуществляют до содержания серы 0,007%, а во время слива плавки в ковш в него присаживают около 3% (от веса стали в ковше) высокохромистого феррохрома.

Недостатком известной технологии является неприемлемость ее для производства легированной стали с содержанием хрома более 1,9% из-за повышенных отходов металла при этом и производственных затрат.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение выхода годной стали и снижение затрат при производстве легированной стали с содержанием хрома до 2,3%.

Для решения этой задачи предлагается способ производства легированной стали в конвертере с содержанием хрома до 2,3%, включающий введение в стальной расплав ферромолибдена и никеля после промежуточного скачивания шлака из конвертера и слив металла в ковш, при котором в ковш последовательно вводят алюминий, часть феррохрома, ферросилиций, силикомарганец и вторую часть феррохрома, навеска которого делится на указанные части в соотношении (0,9...1,1):(0,9...1,1), при этом вводимые в ковш ферросплавы нагревают в печи до температуры их верхних слоев не менее 700°С, отношение температуры нижних слоев ферросплавов к температуре их верхних слоев составляет не менее 0,25, а в ковш может быть дополнительно введен ферромолибден.

Вышеприведенные параметры заявляемого способа определены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации технологии выплавки легированной стали в конвертере с содержанием хрома до 2,3%, а именно: в определенной последовательности составляющих процесс операций, температурах нагрева разных слоев ферросплавов, вводимых в ковш при разливке стали, а также в соотношении этих температур. В результате этого появляется возможность выплавки в конвертере качественной легированной стали с содержанием хрома до 2,3%, ранее выплавлявшейся в мартеновской печи. Это повышает выход годного металла и сокращает производственные затраты.

Опытную проверку предлагаемого способа осуществляли в кислородно-конвертерном цехе (ККЦ) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при производстве легированной стали с содержанием в ней до 2,3% (включительно) хрома варьировали последовательность ввода в ковш алюминия и ферросплавов (причем навеску феррохрома делили на две части различных объемов), изменяли конечную температуру нагрева верхних слоев ферросплавов, а также величину отношения температур их верхних и нижних слоев и оценивали возможность дополнительного введения в расплав или в ковш ферромолибдена.

Наилучшие результаты (выход качественной стали около 100%) получены с использованием заявляемого способа. Отклонения от оптимальных его параметров ухудшали достигнутые результаты.

Так, при другой последовательности ввода в ковш алюминия и ферросплавов (отличной от рекомендуемой - см. выше), а также при ином соотношении частей навески феррохрома выход качественной стали не превысил 70%. Выход годного в пределах 75...95% был также при использовании ферросплавов, нагретых до температуры менее 700°С, и при соотношениях температур их слоев менее 0,25. Изменение соотношения частей навески, снижение температуры верхних слоев менее 700°С, изменение отношения температуры нижних слоев к температуре верхних слоев менее 0,25 приводило к образованию спекшегося коржа ферросплавов в ковше, что в свою очередь снижало выход годной стали.

Было установлено, что определяющей частью рекомендуемой технологии является та, которая описана в п.1 формулы данного изобретения.

Контрольная проверка технологии, взятой в качестве ближайшего аналога (см. выше), показала, что при ее использовании выход качественной легированной стали с содержанием хрома до 2,3% не превышает 65%. Таким образом, опыты подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.

Технико-экономические исследования, выполненные в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показали, что внедрение разработанной технологии в ККЦ комбината при производстве вышеуказанной стали повысит выход качественного металла не менее чем на 30% при снижении производственных затрат (в сравнении с мартеновским производством) почти на 10%.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Легированная сталь с содержанием 2,1% хрома выплавляется в кислородном конвертере.

Легирование стали ведут присадками ферросплавов фракций 20...80 мм в сталеразливочный ковш, которые поступают с нагревом их верхних слоев до 720°С, а нагрев осуществляют природным газом в течение 15...20 мин. Отношение температуры нижних слоев ферросплавов к температуре их верхних слоев составляет 0,32.

При сливе стали в ковш в него последовательно вводят алюминий, первую часть феррохрома, ферросилиций, силикомарганец и вторую часть феррохрома, навеска которого делится на указанные части в соотношении 1:1.

В ковш дополнительно вводят ферромолибден.