Способ производства низколегированной трубной стали

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИК (51 )4 С 21 С 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и откРытий (21) 3857761/22-02 (22) 25.02.85 (46) 23.08.86. Бвл. I! 31 (71) 11ентральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (72) Н.А. Тулин, А.Г. !!!алимов, В.А. Синельников, О.В. Курнушко, П.И. Югов, IO.М. Балабанов, Л.II. Климов, И.Д. Донец, A.A. Гоцуляк, Е.Ф. Литвиненко, О.В. Носоченко, В.С. Харахулах и A.В. Сколобанов (53) 669.046.554.555(088.8) (56) Навныко П.П., Зинеев В.Н., Романенко Е.ll. и др. Легиронание трубной стали ферросиликованадиевой лигагурой.-Бюлл. ин-та "Черметинформация", !974, !I !6, с. 36.

Ефимов И.В., Камардин В.А., Александров A.П. и др. Применение комплексных марганецванадиевых ферросплавов при производстве трубной стали в кислородном конвертере. В сб: Теория и практика получения н применения ко:и",åêñèûõ ферросплавов.

Тбилиси, 1974, с, 237-240.

„„SU„, 1252354 А1 (54)(57) 1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ ТРУБНОЙ СТАЛ11, включающий выплавку металла в конвертере, раскисление и легирование в ковше марганецванадиевой лигатурой и алюминием, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металга за счет повышения степени усвоения элементов, равномерного их распределения по объему металла и снижения содержания Hpìåòàëëè÷åñêèõ включений в стали, марганецванадиевую лигатуру вводят в ковш двуг я порциями, причем 5-107. общего расхода присаживают на дно ковша до наполнеИ ния его металлом, а остальное количество — после ввода алюмин.IH при наполнении металлом на 1/2-2/3 высоты %ФУ ковша.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что.марганецванадиевая лигатура содержит марганец и ванадий в соотношении 10:15.

252

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству качесTHE .ííûõ сталей, и может быть использовано R конвертерных цехах ства металла за счет повышения степени усвоения элементов, равномерного их распределения по объему металла

10 и снижение содержания неметаллиеских включений в стали.

Сущность способа заключается в создании технологического режима раскисления и легирования марганецванадиевой лигатуры с оптимальным

l5 соотношением марганца и ванадия в ней ниэколегированной трубной стали в ковше, который обеспечивает высокое качество стали и повышение технико-экономических показателей процесса. Применение предлагаемой технологии порционного ввода в ковш марг анецванадиевой лигатуры обеспечивает хорошее очищение металла от оксидных неметаллических включений, высокую степень усвоения элементов

25 и равномерное их распределение по объему ковша.

Известные способы раскисления стали с применением комплексных марганецванадиевых лигатур предусматривают ввод их только одной порцией до присадки всего количества алюминия

30 металлургических заводов. 5

11ель изобретения — улучшение качес образованием на поверхности вы Ip: èDøèõt-8 крупных включений, оболочки корунла, так как зарождение включений

А1 03 облегчено эа счет возможности

I етерогенного образования зародышей на поверхности уже имеющихся в металле включений.

1!олученные крупные неметаллические включения имеют большое значение межфаэного натяжения и в процессе интенсивного перемешивания во время наполнения ковша при сливе металла из конвертера легко удаляются и хорошо ассимилируются шлаком. Оптималь" ное соотношение марганца и ванадия н лигатуре при вводе первой порции обеспечивает образование только жидких крупных оксидных комплексов, так как при увеличении концентрации ванадия появляется возможность образования твердых мелких включений окислов ванадия, которые плохо коагу лируют и удаляются иэ металла, что обуславливает также повышенную загрязненность стали и ухудшение ее характеристик. Снижение концентрации ванадия в лигатуре ниже оптимальных его значений не обеспечивает микролегирования стали ванадием в необходимых пределах, в связи с чем требуется дополнительное применение других ванадиевых ферросплавов. Все это в совокупности позволяет получить металл чистый по ьеметаллическим включениям.

40

55 или после его ввода, что одинаково плохо, так как в первом случае наблюдаются высокий и нестабильный угар элементов и высокая загрязненность стали комплексными крупными включениями, содержащими окислы марганца, ванадия и кремния, а во втором — повышенная загрязненность стали мелкими включениями корунда, что в обоих случаях резко снижает конструктивную прочность металлоизделий.

Использование предлагаемого способа позволяет избавиться от указанных недостатков, так как порционный ввод лигатуры при определенном соотношении первой и второй порций до и после присадки алюминия приводит в начальный момент при контакте марганецванадиевой лигатуры с нераскисленным металлом к образованию жидких комплексных оксидных неметаллических включений с низкой температурой плавления, которые хорошо коалесцируюг, образуя крупные комплексы, последующий ввод алюминия

Вторая порция марг анецванадиевой лигатуры вводится уже в полностью раскисленный металл, идет только на прямое легирование стали, причем после наполнения 1/2 высоты ковша инжекция струей металла атмосферного воздуха резко сокращается в связи с уменьшением высоты падения струи и создания вокруг нее защитной атмосферы за счет сильного газовыделения в ковше.

Соотношения количеств марганецванадиевой лигатуры, присаживаемых в первой и второй порциях, выбраны иэ условий достижения максимального технического эффекта. Присадка в первой порции менее 51 от общего количества марганецванадиевой лигатуры не обеспечивает образования достаточного количества включений для полного очищения стали от окислов алюминия, так как в этом случае возможно гомогенное зарождение включений

1252354

AF> Î в объеме материала и наблюдается загрязненность стали мелкими усвоения лигирующих элементов, так как при наполнении ковша менее чем на 1/2 его высоты, им.ет место инжек-15 ция струей в объем металла большого количества атмосферного воздуха, а с другой стороны ввод лигатуры при наполнении ковша более, чем на 2/3 высоты, наблюпается химическая не- 20 однородность стали в связи с недостаточным принудительным перемешиванием металла после ввода лигатуры.

Отношение марганца к ванадию в лигатуре менее 10 приводит дополни-, 2 тельно к образованию твердых мелких включений окислов ванадия при вводе первой порции лигатуры, увеличение же соотношения более 15 не обеспечивает требуемого микролегирования 30 стали ванадием и вызывает необходимость использования дополнительньж ванадиевых ферросплавов, в связи с чем себестоимость стали повьппается.

Следовательно, соблюдение указанньж параметров позволяет получать сталь чистую по содержанию оксидных неметаллических включений, обеспечить высокую степень усвоения леги40 рующих элементов и рав гомерное их распределение по объему металла ° Отклонение какого-либо параметра от предлагаемых пределов приводит к 45 тому, что поставлеггная цель способа не достигается. Для оценки существенности параметров проводят серию опытных плавок, пля сравнения берут плавки по действующей в цехе техно- 50 логии.

Пример . Опробование способа произвопства низколегированной трубной стали провопят в конвертерном цехе. Проводят серию опытных плавок 55 стали марки 091 "ФВ, предназначенной для изготовления газопроводных труб диаметром !4?1? мм на давление 75 ати. включениями корунда, увеличение же количества лигатуры более 107 от общего количества приводит к повышен- 5 ной загрязненности стали крупными комплексными включениями переменного состава.

Ввод второй порции марганецванадиевой лигатуры при наполнении ковша металлом на 1/2-2/3 высоты обусловлен с одной стороны снижением степени

В конвертер заваливают 100 т скрапа, присаживают IO т извес ги и заливают 260 т предварительно песульфированного чугуна следующего химического »става, /: кремний 0,92; марганец 0,85; сера 0,018 фосфор

О,IО, остальное — железо. Продувку кислородом проводят через 5-сопловую фурму с расходом кислорода 12001500 нм-/мин. Расход извести и плавикового шпата определяют из расчета получения основности конечного шлака

3,0-3,5. Содержание эакиси железа в шлаке на опытных планках составляет в среднем 17,5Х. После продувки в конвертере получают стандартный низкоуглеродистый металл состава,X: углерод 0,05-0,07; марганец 0,080,15; сера 0,008-0,020, фосфор

0,006-0,010, остальное — железо температурой 1630-1650 С.

Перед наполнением сталеразливочного ковша в него заливают известково-глиноэемистый шлак (47-527. СаО>

34-387 Al O ) и производят раскис2 э ление и легирование металла.

Для определения эффективности раскисления и легирования стали по предлагаемой технологии проводят три серии опытных плавок по следующим вариантам: согласно предлагаемому способу как с соблюдением всех указанных параметров, так и с выходом их за граничные значения с применением в качестве марганецванадиеВой лигатуры опытного сплава с соотношением Мп:V=

=IO-I5, причем ввод алюминия в ковш в процессе его наполнения производят перед присадкой основного количества лигатуры; применение в качестве марганецванадиевой лигатуры сплава ЖВ К (со1 отношение Ип: V=5-7,5) по тем же технологическим вариантам, что и в первом случае; согласно известному способу с применением сппава ЖВ К, аеоп которого осуществляют одной порцией при наполнении 0,25-0,5 высоты ковша с последуккпим принудительным вводом алюминия в ниде монолита после окончания выпуска плавки.

Расход алюминия на всех опытных плавках составляет 2,8-3,1 кг/т и определяется содержанием угперопа, марганца и температурой метачпа после продувки в конвертере.

I 252 154 продувки.

Составитель 1!. Прибавкин

Редактор А. 11!ишкина Техред Л.Сердюкова Корректор И. Зрдейи

Заказ 4590/28 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1огква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

П1пизводственно-полш рафическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

После раскисления и легирования ковш с металлом подают на установку, где производят микролегирование стали феррониобием в процессе аргонной

Технологические варианты проведения опытных плавок и оценка качества полученной стали представлены в таблице. Анализ полученных результатов показь1вает, что проведение опытных плавок согласно предлагаемому способу с соблюдением граничных значений параметров обеспечивает получепие стали высокого качества наряду с низким расходом марганецванадиевой ли атуры. Выход KAK0I о-ëèáo параметра. за граничные значения приводит к ухудшению качественных и расходных показателей

Таким образом, преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным заключаются в повышении ка10 чества стали наряду со снижением расхода ферросплавов, простоте реализации, и его внедрение в промышленных усповиях не требует дополнительных затрат,