Способ внепечной обработки кипящей стали

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5)) 4 С 21 С 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4126086/31-02 (22) 22.07.86 (46) 15,01,88, Бюл, № - 2 (71) Енакиевский металлургический завод и Донецкий политехнический институт (72) Е.Н.Лебедев, Ю.Н,Борисов, Л.Ф.Литвинов, Л,В.Азарова, Ю.В.Оробцев, И.Д.Подопригора, И.И.Борнацкий, П.И.Ковалев, А.А.Тольский, Е.Н.Дымченко, В.А.Киселев, А,В.Аверьянов и С,П,Черненков (53) 669,046,55 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 722952, кл. С 21 С 5/28, 1977 °

Авторское свидетельство СССР

¹ 985067, кл. С 21 С 7/00, 1981.

Ефимов В.А. и др ° Проблемы стального слитка. М, Металлургия; 1969, с. 292, (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ КИПЯЩЕЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к chocoбам внепечной обработки кипящей стали и может быть использовано при получении проката, пригодного для холодной высадки, Цель изобретения— повышение выхода годного и качества поверхности проката, Изобретение предусматривает раскисление полупродукта ферромарганцем, вводимым под струю стали при наполнении ковша 20-40Х металла, ввод окислителя под струю

50-607. стали с избытком по отношению к ферромарганцу, равным 2,2-5,2, в количестве, определяемом в соответствии с выражением: Р„„ = Г 2,2+1,5»

100- b, (а-0 2)) 1 1Р о /100(1+ — ---- )

Э Еем 100 где P — масса окислителя, кг, а— часть массы металла, раскисленная общим количеством ферромарганца (0,2 < а 0,4 ; P — масса ферро. марганца, кг; 6 — содержание кремния в ферромарганце, мас.Х; Ъ вЂ” содержание кислорода в окислителе, мас.7, Способ позволяет повысить выход годного до 97,4-100Х при отсутствии на прокате поверхностных дефектов.

2 табл.

1 136

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам обработки сталей, применяемых для холодной высадки.

Цель изобретения — повышение выхода годного и качества поверхности проката.

При вводе ферромарганца до ;выпуска 20% общего количества стали, его охлаждающее действие резко усиливается. При этом возрастает раскислительная способность марганца, приводящая к усилению взаимодействия марганца с окислителем, Угар ферромарганца вызывает дополнительное образование окислов. Попадая в сталь, окислы ухудшают ее чистоту. Возрастание количества неметаллических вклю.чений в стали ухудшает ее пластичность

Снижение температуры ограничивают массообменные процессы при растворении марганца. Он неравномерно распределяется в объеме стали. Равномерное распределение марганца является важным условием получения стабильной пластичности стали. Таким образом, ввод общего количества ферромарганца во время выпуска массы металла меньше чем 0,2 йриводит к .снижению температуры стали, что вызывает угар ферромарганца, ухудшает равномерность распределения марганца в объеме стали, увеличивает содержание неметаллических включений. Это не обеспечивает стабильных пластических свойств проката при деформации в холодном состоянии, снижает таким образом выход годной и ухудшает качество поверхности стали.

Ввод общего количества ферромар-. ганца после выпуска 40% металла ,ухудшает условия окисления кремния, который вносит ферромарганец, С увеличением массы металла глубина ванны в ковше возрастает, при этом геометрические размеры струи, падающей в ковш, и ее энергия изменяются незначительно, B результате уменьшается эффективность перемешивания металла струей, Увеличение массы металла в ковше приводит к разбавлению раствора кремния в железе. Уменьшается объемная и поверхностная концентрация кремния. Это вызывает необходимость в увеличении расхода окислителя более чем в 5,2 раза.

Таким образом, ввод общего количества ферромарганца во время выпус35

55 ности проката.

При вводе окислителя после выпуска более 60% массы стали резко увеличивается необходимое количество добавляемого окислителя. Это повышает себестоимость стали. Увеличение массы металла в ковше перед вводом окислителя вызывает разбавление раствора кремния в железе. Это приводит к ухудшению условий рафинирования из-эа снижения исходной концентрации кремния.

Уменьшается время на стабилизацию окисленности всего объема стали

I и на выделение.из стали продуктов химической реакции рафинирования, Это снижает вероятность получения стали с высокой пластичностью, Таким образом, введение окислителя при выпуске более 60% стали повышает ее себестоимость, ухудшает условия удаления неметаллических включений, уменьшает пластичность стали при деформации в холодном состоянии и снижает выход годного.

6538 2 ка массы металла больше чем 0,4 ухуд.. шает рафинирование расплава от кремния, который вносит ферромарганец при раскислении, снижает выход годного и ухудшает качество поверхности проката.

Ввод окислителя при выпуске менее 0,5 массы стали приводит. к рафи10 нированию локальных объемов расплава в ковше. Неравномерное распределение марганца в металле вызывает нерав" номерное распределение кремния.

Окислитель в первую очередь взаимодействует с объемами металла, имеющими более высокое содержание кремния. Непрореагировавшая часть окислителя попадает в вязкий силикатный шлак, образующийся при окислении кремния. Это приводит к тому, что рафинирование частично происходит диффузионным распределением окислителя. С этим связана нестабильность интенсивности кипения стали при крис25 таллизации, ухудшается структура слитков и пластичность стали при деформации в холодном состоянии.

Таким образом, ввод окислителя до выпуска менее 50% массы стали вызывает ухудшение стабильности рафинирования, интенсивности кипения стали при кристаллизации, ухудшает пластичность стали при деформации в холодном состоянии, снижает выход годного и улучшает качество поверх366538

4 литель, в качестве которого исполь" зуют кислород, железную и марганцевую руду, окалину и их производные.

Сравнение данных, приведенных в

5 таблице, показывает, что в сравнении с известным предлагаемый способ позволяет получать кипящую-сталь, пригодную для холодной высадки, с большим выходом годного при отсутствии мелких поверхностных дефектов.

Химический состав стали,Х

Расход РеМп

Масса стали перед раски слением

Масса плавки, Плавка ( кг/т кг

С Mn Si т J ч

Предлагаемая

0,16

0,07 0,30 0,01 132,0 450

3,4

21,1

О,!О 0,32 0,01 133,!, 750

5 6

25,3

0,20

3, 0 ° 12 0,32

О, 11 0,40

0,01 !53 1 . 750

4,9

45,9

0,30

600

4,5

0,02 !33,0

51,9

0,40

4,3

0,01 150,4 650

63,2

0 ° 11 0,33

0,42

Известная

О 13 О 40 003 !320 750 5 7.

1

Наличие поверхностных дефектов на прокате приводит не только к ухудшению. его товарного вида, но и к низкой пластичности стали при осадке в холодном состоянии.

Низкая интенсивность кипения стали при кристаллизации приводит к образованию тонкого поверхностного слоя слитка и росту головной части .слитка при кристаллизации.

Чрезмерная интенсивность кипения стали при кристаллизации вызывает пористость поверхностного Слоя стали из-за образования канальцев и усадку металла с образованием голенищ.

Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в табл.1 и 2, !

Плавки низкоуглеродистой стали с содержанием углерода 0,07-0,13Х проводят в 160-тонном конвертере. Металл разливают в слитки массой 8,2т.

Слитки прокатывают на заготовки сечением 80 80 мм.

Из заготовок получают катанку диаметром 11 мм, Раскисление стали осуществляют ферромарганцем с содержанием примеси кремния 3,5Х. во время выпуска в ковш под струю металла, Массу введенного ферромарганца для разных плавок изменяют от 450 до 750 кг в зависимости от исходного содержания марганца в стали и массы плавки.

Массу металла в ковше определяют с помощью реперных точек в футеровке ковша или взвешиванием. Затем также, как и ферромарганец, вводят окисФормула изобретения

Способ внепечной обработки кипящей стали, включающий ввод ферромарганца и окислителя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения выхода годного и качества поверхности проката, ферромарганец вводят в ковш во время выпуска 0,20,4 массы всего металла, а окислитель вводят в ковш при выпуске 0 50,6 массы металла с избытком по отношению к ферромарганцу, равным 2,25,2, в количестве, определяемом в соответствии с выражением..

Р =12,2+15 (а-0,2) ) 1,1

Р

1OO — Ь

30 А .(1+ ) где P „- масса окислителя, кг; а — часть массы металла, раскисленная ферромарганцем, (02(а 04).

Р— масса ферромарганца, кг;

Fewn — содержание кремния в ферромарганце, мас.Ж;

Ь - содержание кислорода s

Ф оки спи теле, мас. Ж .

Таблица 1

1366538.Таблица 2

Избыток окислы теля

Иасса стали перед окислением

Особенности технологии разливки

Плавка

Предлага- емая

50;2 0 ° 48

94,6. 0,01-0, 1 2

2,0

53,2 0,50

2,2

97,4 Нет

Нормальное кипение

3, 7

82,7 0,54

79,8 0,60

99,7

То же

100 0

5,2

99,2

0,66

5э7

97,7 0,05- 0,12

Известная

75Р 92,6 0,01-0,014 То же

Составитель А,Османцев

Техред И.Дидык.

Редактор М,Недолуженко

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6775/24

Тираж 544 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул .Проектная,4

Удельный расход интенснфнкатора кипения, кг Выход годных загото вок, X

Глубина поверхностных дефектов после осадки, Обдув струи кислородом, недостаточное кипение

Повышенное кипение (сталь кипит без у садки) Повышенное кипение, наблюдается усадка