Способ производства углеродистой стали

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов. Использование изобретения позволит получить металл с содержанием углерода в узких пределах и достичь высокого процесса усвоения углерода. Способ производства углеродистой стали включает в себя выплавку низкоуглеродистого металла в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава металла в ковш с жидким чугуном, предварительно залитым в ковш для науглероживания металла, раскисление металла по ходу его выпуска в ковш. Массу заливаемого в ковш металла определяют по формуле: G_чуг = 2,17- 25,5 · С_пр1 + 68,2 · С_гот, где G_чуг - масса чугуна для науглероживания, т; С_пр1 - содержание углерода в пробе перед выпуском, %; С_гот - требуемое содержание углерода в готовом металле, %. Затем присаживают алюминий, производят выпуск металла по ходу которого вводят раскислители, проводят усреднительную продувку, после чего корректируют содержание углерода в стали присадками кокса, расход которого определяют по формуле: G_кокс = 6799 · (С_гот - С_пр2), где G_кокс - расход кокса, кг;, С_пр2 - содержание углерода в пробе после усреднительной продувки, %.

Изобретение относится к 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 конвертор вводят карбонатную марганцевую руду в количестве 5-10 кг/т. 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). 23.01.87, C 21 C 5/28.

К недостаткам известного способа относится повышенный расход шлакообразующих материалов (извести) для связывания составляющих карбонатной марганцевой руды, дополнительные затраты тепла на диссоциацию карбонатов. Присадка 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 выплавки рельсовой стали в кислородном конверторе, включающий загрузку в агрегат шихтовых материалов, заливку чугуна, продувку кислородом до низкого содержания углерода, выпуск расплава с температурой 1630-1660^oC в ковш с жидким чугуном и ввод раскислителей по наполнению ковша. С целью повышения качества в расплав дополнительно вводят комплексный кремний-цирконий- алюминиевый сплав в количестве 1,5-2,5 кг/т стали, при этом сплав вводят после наполнения ковша на 50-70 об.%, а температура чугуна в ковше равна 1300 - 1320^oC (SU 1675340 A1, C 21 C 5/28, 07.09.91).

Недостатками этого способа является выпуск металла с низким содержанием углерода на нераскисленный чугун, что вызывает бурную реакцию окисления и приводит к неконтролируемому усвоению углерода чугуна, снижает надежность и стабильность получения углерода в готовом металле.

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

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе производства углеродистой стали, включающем выплавку низкоуглеродистого металла в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава металла в ковш с жидким чугуном, предварительно залитым в ковш для науглероживания металла, раскисление металла по ходу его выпуска в ковш, присадку алюминия, массу заливаемого в ковш чугуна определяют по формуле G _чуг = 2,17-25,5 х C _пр1ч + 68,2 x С_гот, где G_чуг - масса чугуна для науглероживания, т; С_пр1 - содержание углерода в пробе перед выпуском,%; C_гот - требуемое содержание углерода в готовом металле,%; 2.17, 25.5, 68,2 - эмпирические коэффициенты, затем присаживают алюминий, производят выпуск металла по ходу которого вводят раскислители, проводят усреднительную продувку, после чего корректируют содержание углерода в стали присадками кокса, расход которого определяют по формуле: G_кокс = 6799 х (С_гот - С _пр2),
где G_кокс - расход кокса;
C_пр2 - содержание углерода в пробе после усреднительной продувки;
6799 - эмпирический коэффициент.

Производство углеродистой стали предлагаемым способом производили следующим образом.

Пример 1.

Выплавлялась сталь 65Г.

Требуемое содержание углерода в готовом металле С _гот - 0,64%.

Выплавка низкоуглеродистой стали производилась в 370 т конверторе по обычной технологии. Содержание углерода перед выпуском составило Спр₁ - 0,04%. До начала выпуска в сталеразливочный ковш для науглероживания залили чугун, расход которого определили по формуле
G_чуг = 2,17 - 25,5 · C_пр1 + 68,2 C_гот = 2,17 - 25,5 · 0,04 + 68,2 · 0,64 = 45 т
Затем на чугун присаживали алюминий в количестве 150 кг, после чего начинали выпускать металл с одновременным раскислением силикомарганцем. Затем производили усреднительную продувку аргоном на агрегате доводки. После этого отбиралась проба металла, содержание углерода в которой составило С 0,62%. Корректировка по содержанию углерода была проведена присадками кокса, расход которого определяли по формуле
G_кокс = 6799 (С_гот - С_пр2) = 6799 (0,64 - 0,62) = 135 кг
В готовом металле было получено требуемое содержание углерода С 0,64%.

Пример 2.

Выплавлялась сталь 45.

Требуемое содержание углерода С_гот - 0,48%.

Содержание углерода в пробе перед выпуском составило С_пр1 - 0,05%, поэтому до начала выпуска металла в ковш залили жидкий чугун в количестве
G_чуг=2,17-25,5·0,05+68,2·0,48=33 т
Затем на чугун присадили алюминий в количестве 150 кг и начали выпуск металла с одновременным раскислением силикомарганцем. После этого производили усреднительную продувку аргоном и отбирали пробу, содержание углерода в которой составило С_пр2 - 0,42%. Далее производили необходимую корректировку содержания углерода присадкой кокса, расход которого определяли:
G_кокс = 6799 (0,48 - 0,42) = 400 кг
В готовом металле было получено требуемое содержание углерода С_гот - 0,48%.

Формула изобретения

Способ производства углеродистой стали, включающий выплавку низкоуглеродистого металла в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава металла в ковш с жидким чугуном, предварительно залитым в ковш для науглероживания металла, раскисление металла по ходу его выпуска в ковш, присадку алюминия, отличающийся тем, что массу заливаемого в ковш чугуна определяют по формуле
G_чуг = 2,17 - 25,5·C_пр1 + 68,2·C_гот,
где G_чуг - масса чугуна для науглероживания, т;
С_пр1 - содержание углерода в пробе перед выпуском, %;
C_гот - требуемое содержание углерода в готовом металле, %;
2,17; 25,5; 68,2 - эмпирические коэффициенты,
затем присаживают алюминий, производят выпуск металла, по ходу которого вводят раскислители, проводят усреднительную продувку, после чего корректируют содержание углерода в стали присадками кокса, расход которого определяют по формуле
G_кокс = 6799·(C_гот - C_пр2),
где G_кокс - расход кокса, кг;
C_пр2 - содержание углерода в пробе после усреднительной продувки, %;
6799 - эмпирический коэффициент.