Способ производства углеродистой стали

 

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству углеродистой стали, и может быть использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов. Технический результат - получение металла с содержанием углерода в узких пределах и достижение высокого процента усвоения углерода. Способ производства углеродистой стали включает в себя выплавку низкоуглеродистой стали в сталеплавильном агрегате, науглероживание ее, раскисление и усреднительную продувку в ковше. Науглероживание производят во время выпуска стали в ковш путем присадки кокса, расход которого определяют по формуле Q_к = -2547,6 х [C]1 + 353,1, где Q_к - расход кокса, кг; [C]1 - содержание углерода перед выпуском, %; 2547,6 и 353,1 - эмпирические коэффициенты, затем проводят усреднительную продувку, во время которой окончательно науглероживают сталь путем доливки чугуна, расход которого определяют по формуле Q_ч = ([C] 3 - [C]2)/0,0133, где Q_ч - расход чугуна, т; [C]2 - промежуточное содержание углерода перед доливкой чугуна, %; [C]3 - требуемое содержание углерода в готовом металле, %; 0,0133 - эмпирический коэффициент.

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству углеродистой стали, и может быть использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов.

Известен способ производства углеродистой конверторной стали, включающий использование в качестве шихтовых материалов стального лома и жидкого чугуна, продувку кислородом с переменным положением фурмы и рассредоточенную присадку шлакообразующих материалов по ходу плавки и остановку продувки на заданном содержании углерода. С целью повышения десульфурации и дефосфорации, по ходу продувки в конвертер вводят карбонатную марганцевую руду в количестве 5-10%. Первую порцию присаживают в период 5-10% времени продувки, а остальное количество при содержании углерода на 0,15- 0,30% выше заданного (а.с. 1285009).

К недостаткам известного способа относится повышенный расход шлакообразующих материалов (извести) для связывания составляющих карбонатной марганцевой руды, дополнительные затраты тепла на диссоциацию карбонатов, как и ввод руды в период 5-10% времени продувки не приводит к улучшению десульфурации из-за низкой температуры металла, повышенные тепловые потери необходимо компенсировать дополнительным расходом жидкого чугуна, что увеличивает себестоимость стали.

Наиболее близким к заявляемому способу, является способ производства углеродистой стали, включающий выплавку низкоуглеродистой стали в сталеплавильном агрегате, выпуск ее в ковш на предварительно залитый в ковш жидкий чугун, науглероживание стали во время выпуска путем присадки углеродсодержащих материалов, раскисление, усреднительную продувку стали в ковш. (CS, 263096, C 21 C 7/06, 15.01.90).

Известный способ способствует повышению производительности труда, улучшению экономических показаний, экономии легирующих элементов, отсутствию вспенивания шлака в конце выпуска, менее бурному протеканию внепечного науглероживания стали.

Однако в прототипе не приведены сведения об оптимальных соотношениях вводимых в ковш углеродсодержащих материалов с учетом содержания углерода в металле в различные периоды внепечной обработки стали. Кроме того, введение на первой стадии науглероживания стали в ковш передельного чугуна приводит к одновременному течению процессов раскисления металла кремнием передельного чугуна и науглероживания металла, что затрудняет взаимодействие углерода с расплавом металла, ведет к нестабильному усвоению углерода и делает невозможным получение содержания в стали углерода в суженных пределах.

Желаемым техническим результатом изобретения является получение металла с содержанием углерода в узких пределах и достижение высокого процента усвоения углерода.

Это достигается тем, что в известном способе производства углеродистой стали, включающем выплавку низкоуглеродистой стали в сталеплавильном агрегате, науглероживание ее во время выпуска в ковш путем присадки углеродсодержащих материалов, раскисление и усреднительную продувку стали в ковше, использование для науглероживания стали жидкого чугуна, по изобретению, в качестве углеродсодержащих материалов во время выпуска стали в ковш присаживают кокс, расход которого определяют по формуле: Q_к = -2547,6 [C]1 + 353,1, где Q_к - расход коска, кг; [C]1 - содержание углерода перед выпуском, %; 2547,6 и 353,1 - эмпирические коэффициенты, затем проводят усреднительную продувку, во время которой производят окончательное науглероживание путем доливки чугуна, расход которого определяют по формуле: где Q_ч - расход чугуна, т; [C]2 - промежуточное содержание углерода перед доливкой чугуна, %, 0,0133 - эмпирический коэффициент;
[С]3 - требуемое содержание углерода в готовом металле.

Производство углеродистой стали предлагаемым способом производили следующим образом.

Пример 1.

Выплавлялась сталь 75.

Требуемое содержание углерода в готовом металле - 0,75%.

Выплавка низкоуглеродистой стали производилась в 300 тонном 2-х ванном сталеплавильном агрегате по обычной технологии. Содержание углерода перед выпуском составило [C]1 - 0,03%. Во время выпуска металла в ковш присадили кокс, расход которого определяли по формуле.

Q_кокс = -2547,6 · 0,03 + 353,1 = 277 кг
Затем произвели раскисление путем ввода ферромарганца 3,2 т и ферросилиция 2,5 т. Отобрали пробу металла из ковша, было получено содержание углерода [C]2 - 0,17%. Затем произвели усреднительную продувку на агрегате доводки в течении 3 минут и в это же время ввели 100 кг алюминия в виде катанки. Не прекращая продувки, скорректировали содержание углерода в металле путем доливки жидкого чугуна, расход которого определяли из соотношения

после окончания заливки чугуна усреднительную продувку производили в течении 2 минут.

В готовом металле было получено требуемое содержание углерода [C]3 -0,75%.

Пример 2.

Выплавлялась сталь 45.

Требуемое содержание углерода в готовом металле - 0,45%.

Выплавка низкоуглеродистой стали производилась в 300 тонном 2-х ванном сталеплавильном агрегате по обычной технологии. Содержание углерода перед выпуском составило [C]1 - 0,05%. Во время выпуска металла в ковш присадили кокс, расход которого определяли по формуле:
Q_кокс = -2547,6 · 0,05 + 353,1 = 226 кг
Затем произвели раскисление путем ввода ферромарганца в количестве 2,8 т и ферросилиция в количестве 2,5 т. После выпуска отобрали пробу металла из ковша, было получено содержание углерода [C]2 = 0,15%. Затем произвели усреднительную продувку на агрегате доводки в течении 3 минут и в то же время ввели 100 кг алюминия в виде катанки. Не прекращая продувки, скорректировали содержание углерода в металле путем доливки жидкого чугуна, расход которого определяли из соотношения:

после окончания заливки чугуна усреднительную продувку производили в течении 2 минут.

В готовом металле было получено требуемое содержание углерода [C]3 = 0,45%.

Данный способ позволяет за счет поэтапного науглероживания металла обеспечить стабильное усвоение углерода и получить содержание углерода в узких пределах, а также снизить расход раскислителей за счет кремния, содержащегося в чугуне.

Формула изобретения

Способ производства углеродистой стали, включающий выплавку низкоуглеродистой стали в сталеплавильном агрегате, науглероживание ее во время выпуска в ковш путем присадки углеродсодержащих материалов, раскисление и усреднительную продувку стали в ковше, использование для науглероживания стали жидкого чугуна, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащих материалов во время выпуска стали в ковш присаживают кокс, расход которого определяют по формуле
Q_к = -2547,6 · [C]1 + 353,1,
где Q_к - расход кокса, кг;
[C]1 - содержание углерода перед выпуском, %;
2547,6 и 353,1 - эмпирические коэффициенты,
затем ведут усреднительную продувку, во время которой производят окончательное науглероживание путем доливки чугуна, расход которого определяют по формуле

где Q_ч - расход кокса, т;
[C]2 - промежуточное содержание углерода перед доливкой чугуна, %;
[C]3 - требуемое содержание углерода в готовом металле, %;
0,0133 - эмпирический коэффициент.