Способ стабилизации теплового состояния металла перед разливкой

 

Изобретение может быть использовано при производстве сталей в большегрузных сталеплавильных агрегатах, в том числе в конвертерах, при последующей разливке ее на установках непрерывной разливки. Сущность: стабилизацию жидкого металла по температуре в ковше производят дискретными присадками, состоящими из двухтрех порций, в зависимости от химсостава, температуры перегрева металла выше значений ликвидус выплавляемой марки стали и плотности охладителя с одновременной продувкой инертным газом, при этом сначала вводят недокат прокатных цехов с интенсивностью продувки аргоном 70-80 м3/ч, а затем - окисленные окатыши с интенсивностью продувки аргоном 30-50 м3/ч. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4862142/02 (22) 12.07.90 (46) 15.01,93, Бюл. ¹ 2 (71) Череповецкий металлургический комбинат им, 50-летия СССР (72) Ю.В.Гавриленко, В,К.Комельков, В.В.Клочай и В.Я.Перерва (73) Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (56) Авторское свидетельство СССР

N. 541849, кл, С 21 С 5/28, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 1252350, кл, С 21 С 5/34, 1986.

Типовая технологическая инструкция по выплавке стали в конвертере. — Днепропетровск.: 1986, ТТИ-1.3-15-22,86, с. 28 — 29. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА ПЕРЕД РАЗЛИВКОЙ

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в большегрузных конвертерах при последующей разливке ее на установках непрерывной разливки.

Известен способ выплавки хромистой стали из хромистых чугунов, включающий продувку стали в два периода, удаление хромистого шлака, отличающийся тем, что присадку охладителей осуществляют в шлаковую фазу в начале первого периода продувки в количестве не более 10% от веса садки, а во втором периоде продувки присаживают охладители в количестве 10 — 15% от веса садки.

Недостатком известного способа охлаждения жидкого металла является ограниченность решения проблемы качества

„„ Ц„„1788975 АЗ (57) Изобретение может быть использовано при производстве сталей в большегрузных сталеплавильных агрегатах, в том числе в конвертерах, при последующей разливке ее на установках непрерывной разливки, Сущность; стабилизацию жидкого металла по температуре в ковше производят дискретными присадками, состоящими из двухтрех порций, в зависимости от химсостава, температуры перегрева металла выше значений ликвидус выплавляемой марки стали и плотности охладителя с одновременной продувкой инертным газом, при этом сначала вводят недокат прокатных цехов с интенсивностью продувки аргоном 70 — 80 м /ч, а 3 затем — окисленные окатыши с интенсивностью продувки аргоном 30 — 50 м /ч, 3 стали путем воздействия на сталь перед ее разливкой. Это выражается в том, что в данном способе нет приема регулирования температуры стали в сталеразливочном ковше после выпуска плавки иэ конвертера.

Известен способ управления плавкой стали в конвертере.

Способ включает контроль расхода кислорода и нейтрального газа во время продувки жидкой стали, также саста ва отходящих газов и изменение соотношения расходов кислорода и нейтрального газа.

Определяют возможный прирост температуры в процессе продувки стали в конвертере, и по этому приросту температуры расчитывают дозу охладителя и вводят ее в агрегат для снижения температуры. В период снижения температуры, вызванной вве1788975 денной дозой охладителя, поддерживают соотношение расходов кислорода и нейтрального газа с заданной скоростью изменения температуры до заданного значения содержания углерода в стали и при очередном достижении критической температуры стали процедуру расчета и ввода охладителя повторяют.

Недостаток известного способа охлаждения жидкого металла в конвертере идентичен недостатку предыдущего аналога.

Наиболее близким по сущности и технологическому осуществлению в сравнении с изобретением является способ стабилизации конвертерной стали в ковше, изложенный в типовой технологической инструкции по выплавке стали в конвертерах.

Для регулирования теплового состояния стали после выпуска из конвертера в ковш опускают вблизи траверсы большого подъема широкослябовую заготовку при помощи малого подъема крана разливочного пролета, Длительность пребывания заготовки в расплаве зависит от ее размера и температуры перегрева металла.

Способ практически не притязателен, но регулирование температуры стали при этом не является надежно стабильным, а грубым приближением стабильности. Весьма часто, примерно, из 10 случаев половина приходится на долю плавок, когда дополнительно воздействует на металл после охлаждения заготовкой. Такие меры, например второй или третий раз опускать заготовку в ковш, или выдерживать металл в ковше перед разливкой, нарушают ритмичность технологического процесса производства стали, Более того, данный способ плохо автоматизирован и невысок по культуре производства.

Цель изобретения — повышение качестsa стали, увеличение выхода годной стали.

Сущность изобретения заключается в том, что наряду с присадкой различных охладителей по ходу плавки в конвертере, присадки охладителей в сталеразливочный ковш, продувку в ковше тазами, выдержку жидкого металла в ковше перед разливкой, стабилизаци@жидкого металла по температуре осуществляют в сталеразливочном ковше дискретными присадками, состоящими из двух — трех порций металлодобавок в зависимости от плотности железосодержащей массы и температуры перегрева металла выше значений ликвидус выплавляемой марки стали, при этом сначала присаживают металлодобавки с большей плотностью, например недокат прокатных цехов, и продувают расплав с максимальным расходом аргона 70 — 80 м /ч, а затем

25 присаживают металлодобавки с меньшей плотностью, например окисленные или металлизованные окатыши и продувают расплав с расходом 30 — 50 м /ч, Присадка металлодобавок большей плотности в виде недокатов в начале процесса стабилизации (охлаждения) жидкого расплава в сталеразливочном ковше осноЫнд невозможности сразу подать несколько недокатов и продуть для ускорения растворения твердых металлодобавок в жидком металле аргоном с минимальным расходом его при условии высокого перегрева стали в ковше.

Присадка металлодобавок меньшей плотности в виде окатышей является доводочной операцией и может быть сведена до минимума, если даже минимальные по массе присадки недоката в сталеразливочный ковш позволили достигнуть ориентировочного уровня температуры разливки стали.

Как правило, присадка окатышей осуществляется в пределах 0,5 — 3,0 т, При этом продувку расплава аргоном осуществляют с меньшим расходом газа, т,е. с возможно минимальным эффектом перемешивания со шлаком, т,к, удаление серы из стали в присутствии присаживаемых окатышей не про30

55 исходит из-за снижения основности шлака, вследствие присадок окатышей.

Ассимилирующие свойства шлака в отношении не только серы, но и окисных неметаллических включений в период присадки окатышей снижаются, поэтому необходимость интенсивной продувки металла и шлака в ковше нецелесообразна.

Однако следует отметить, что без присадки окатышей и последующей неинтенсивной продувки металла аргоном, невозможно точно попадать на требуемый уровень стабилизации температуры стали перед разливкой. Дискретная (т.е, определенная с заранее установленным весом) присадка металлодобавок с большой плотностью, как показал опыт работы-, недостаточна для обеспечения подачи жидкого металла на УНРС требуемого уровня стабильности по температуре стали.

Дискретные присадки металлодобавок высокой плотности (недокаты) и менее высокой плотности (окатыши) являются наперед заданными массами, которые заранее известны и приготовлены для осуществления процесса стабилизации теплового состояния плавки в ковше. При этом, если массу присаживаемых недокатов можно подготовить заранее, компонуя, например, из 3-х порций разного веса одну присадку металлодобавок, то массу присаживаемых окисленных или металлизованных окатышей

1788975

15 представляется возможным изменять сиюминутно, т,к. они могут поступать из дозированных, снабженных весами, бункеров хранения.

Недокаты в массе от 1,0 до 15,0 т заранее взвешиваются и определяются по марке стали, содержанию углерода в них, также и порции окатышей определяются на содержание в них железа, степени металлизации, степени окисленности.

Разработаны специальные таблицы— номограммы соотношений массы металлодобавок и снижения температуры стали от их присадки в зависимости от марки присаживаемого металла, сорта окатышей и массы плавки конвертера, которая может колебаться от 1 до 6 . При расчете эффективности охлаждения предлагается пользоваться показателем, характеризующим снижение температуры на 1 градус на 1/, веса присадки (от веса садки в момент присадки), Значения этого показателя, называемого охлаждающим эффектом, обычно составляют 10 — 20 град/ g, охлаждающей присадки, Эти значения как правило относят к крупногабаритному лому типа "недокат". Для окатышей в зависимости от химического состава, но в основном от величины поверхности, эффективность охлаждения составляет 30 — 40 град/Я,, Различие упомянутого показателя зависит от уровня полной удельной поверхности стального лома, Например, для двутавровых балок N 20 и N 16 это составит 30 и 34 4 м /т, а для более мелкого лома более 40 м /т, Плавление лома протекает в двух режимах: диффузионном без перемешивания и кинетическом с перемешиванием расплава п ри температурах 1540 — 1700 С. Как и равило, скорость плавления практически не зависит от содержания углерода в расплаве, но зависит от следующих факторов: удельной поверхности присадок, химического состава их, температуры всей плавки, массы плавки, массы присадок.

Следует отметить, что не существует прямой зависимости присадок металлодобавок и снижения температуры расплава в ковше перед разливкой стали на УНРС, Тепловое состояние ковша вместе с выпущенной массой плавки каждый раз неодинаково, в том числе и по причине непостоянства огнеупорной кладки ковша по степени нагрева. Поэтому масса сталеразливочного ковша с металлом плавки Ro разному во времени охлаждается даже после присадки одних и тех же масс охладителей.

Следует понимать, что происходит накладка расчетных характеристик всех параметров теплового состояния ковша и массы плавки

55 на опытный статистический массив данных, Это обстоятельство позволяет закладывать в программы ЭВМ поправочные коэффициенты. что является актуальным аспектом предлагаемого изобретения. Например при существующих оборотах сталеразливочных ковшей с учетом разливки плавка на плавку тепловое состояние футеровки ковша оценивается индексом 1. При переходе с одной марки на другую индекс практически не изменяется. При подаче под конвертер вновь футерованного ковша индекс существенно меняется в сторону увеличения до 1,5 и выше при расчете охлаждающих добавок (присадок) в ковш.

Количество порций присаживаемых металлодобавок от одной до трех обосновывается тем, что, как правило, металлодобавка меньшей плотности (окатышей) может быть отсыпана на любую массу в данный момент и поэтому может присаживаться в ковш одной порцией, Количество порций металлодобавок большой плотности (недокаты) было определено опытным путем и равно трем. Это объясняется тем, что недокаты прокатного производства могут быть разного сечения и длины и могут быть только заранее взвешены и подготовлены на стеллаже и на конвертере. Опытным путем установлено, что сочетание масс недоката из трех в 95/, случаев удовлетворяет набранному весу без нарушения ритма подачи ковша на сталеразливочный стенд, при разливке по способу "плавка на плавку".

Продувка металла в ковше аргоном с расходом его менее 70 м /ч необоснованно затягивает процесс растворения недоката в ковше, т.е, процесс охлаждения стали, а продувка металла аргоном с расходом более

80 м /ч, не позволяет растворять недокат в ковше без "оголения" металла из-под шлака. Окисление металла с поверхности ухудшает загрязненность стали нежелательными примесями.

Продувка металла в ковше с расходом аргона менее 30 м /ч практически не влияет на результаты усвоения металлом окатышей, а проуувка металла с расходом аргона более 50 м /ч показала, что после растворения окатышей начинается или становится заметным процесс ресульфурации стали, что нежелательно очевидно, Ниже приведен пример исполнения изобретения, не исключающий других в пределах заявляенного в формуле.

Пример. В процессе выплавки стали, например, 22ГЮ в 350 т конвертере по ходу плавки в конвертер присаживают охладители, которые рассчитаны на оптимальный ре1788975

Формула изобретения

50

Составитель Ю.Гавриленко

Техред М.Моргентал Корректор О.Юрковецкая

Редактор

Заказ 83 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, yn,Гагарина, 101 жим обезуглероживания расплава и удаления примесей при соблюдении интенсивного шлакообразования, в частности усвоения извести.

Перед выпуском плавки из конвертера замеряют температуру стали, которая равна

1700 С, После расчета массы плавки в ковше, зная температуру огнеупорной кладки сталеразливочного ковша, задают в счетную машину массив упомянутых данных.

Получив массу присадки в килограммах, определяют количество порций тяжеловесного лома с точностью до 1 тонны исходя из наличия заранее взвешенных недокатов.

Разницу выданного машиной веса присадки и набранного веса недокатов возмещают насыпным весом окатышей.

После набора веса осуществляют введение присадок в ковш на специальном месте на технологической линии конвертер-установка доводки стали и продувки аргоном— машина непрерывного литья заготовок, При подаче металлодобавок большей плотности продувают с большей интенсивностью, а при подаче металлодобавок с меньшей плотностью продувают расплав с меньшей интенсивностью, Экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в снижении брака непрерывнолитых слябов с УНРС вследствие улучшения качества поверхности, из-за стабилизации температуры, что, в свою очередь, стабилизирует скорость разливки по МНЛЗ и равномерное затекание шлакообразующей смеси в кристаллизато5 ре между телом слитка и стенкой кристаллизатора.

10 Способ стабилизации теплового состояния металла перед разливкой, включающий присадку различных охладителей по ходу плавки в конвертере, присадку охладителей в сталеразливочный ковш, продувку в ковше

15 газами, выдержку жидкого металла в ковше перед разливкой, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий разливки и качества готовой продукции, стабилизацию жидкого металла по температуре в стэле20 разливочном ковше осуществляют дискретными присадками, состоящими из двух — трех порций в зависимости от химсостава. температуры перегрева металла выше значений ликвидус выплавляемой марки

25 стали и плотности охладителя с одновременной продувкой инертным газом, при этом сначала вводят недокат прокатных цехов с интенсивностью продувки аргоном

70 — 80 м /ч, а затем — окисленные окатыши з

30 с интенсивностью продувки аргоном 30 — 50 м /ч,