Способ внепечной обработки стали

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к способам обработки жидкого металла в ковше. В способе осуществляют выпуск плавки из сталеплавильного агрегата, ввод раскислителей и жидкого шлака предыдущей плавки. Во время слива металла из сталеплавильного агрегата в стальковш производят присадку кремний и марганецсодержащих ферросплавов в количестве до 80 кг/т стали, после окончания слива металла на него осуществляют слив жидкого шлака предыдущей плавки в количестве 0,5-32,0 кг/т стали, затем производят обработку металла на установке печь-ковш, во время которой присаживают карбид кремния и карбид кальция в количестве 0,5-2,5 и 0,2-0,6 кг/т стали соответственно и обеспечивают соотношения в стали: [Mn]/[Si]≥3 и [Mn]/[S]≥20, где [Мn], [Si], [S] - содержание марганца, кремния и серы в металле,соответственно, %. Изобретение позволяет снизить себестоимость производства стали при сохранении ее качества. 1 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам обработки жидкого металла в ковше.

Для снижения себестоимости производства металла вместо шлакообразующих материалов (известь, известняк и плавиковый шпат) целесообразно использовать жидкий шлак предыдущих плавок. При этом также снижаются расходы на транспортировку, переработку и утилизацию отходов сталеплавильного производства.

Известен способ обработки стали в ковше, включающий выпуск стали в ковш, присадку для защиты зеркала металла твердого материала, в качестве которого используют подвергшийся силикатному распаду мартеновский шлак в количестве 3-12 кг/т стали, который вводится в ковш сразу же после начала его наполнения сталью [Патент RU 2149191, МПК С21С 7/00, С21С 7/076, 2000].

Недостатки данного способа - увеличение теплопотерь стали на расплавление твердого шлака, а также увеличение себестоимости производства стали из-за наличия дополнительных операций (транспортировка шлака к месту его остывания, его переработка и транспортировка обратно на сталеплавильный передел).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, включающий обработку стали при выпуске плавки из печи в ковш жидким печным шлаком и присадку раскислителей. После обработки жидкой стали и ее разливки из ковша жидкий печной шлак, в количестве 2-4% от веса плавки оставляют в ковше или переливают в другой ковш. При этом на него присаживают известь в количестве до 0,5 кг на тонну стали, а в качестве раскислителя - кокс в количестве 0,10-0,30 кг на тонну стали. Затем шлак используют для обработки стали при выпуске последующей плавки [Патент РФ №2152442, МПК C21C 7/076, 2000].

Недостатки данного способа - увеличение себестоимости производства стали из-за использования извести и кокса, а также увеличение количества стальковшей из-за необходимости хранения в них шлака.

Технический результат изобретения - снижение себестоимости производства стали при сохранении ее качества.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе внепечной обработки стали, включающем выпуск плавки из сталеплавильного агрегата, ввод раскислителей и жидкого шлака предыдущей плавки, согласно изобретению во время слива металла из сталеплавильного агрегата в стальковш производят присадку кремний и марганецсодержащих ферросплавов в количестве до 80 кг/т стали, после окончания слива металла на него осуществляют слив жидкого шлака предыдущей плавки в количестве 0,5-32,0 кг/т стали, затем производят обработку металла на установке печь-ковш, во время которой присаживают карбид кремния и карбид кальция в количестве 0,5-2,5 и 0,2-0,6 кг/т стали соответственно и обеспечивают соотношения в стали:

[Mn]/[Si]≥3,

[Mn]/[S]≥20,

где [Μn], [Si], [S] - содержание марганца, кремния и серы в стали соответственно, %.

Количество присаживаемых до 80 кг/т стали кремний и марганецсодержащих ферросплавов обусловлено требуемыми прочностными свойствами и химическим составом стали, а также необходимостью присадки наибольшего количества ферросплавов во время выпуска стали из печи для предотвращения увеличения продолжительности обработки стали на установке «печь-ковш» и, как следствие, всего цикла плавки.

Использование жидкого шлака предыдущей плавки в количестве менее 0,5 кг/т стали приводит к большим теплопотерям стали. При количестве жидкого шлака предыдущей плавки более 32 кг/т стали увеличивается время обработки плавки.

Присадки карбида кремния и карбида кальция в количестве 0,5-2,5 и 0,2-0,6 кг/т стали соответственно, а также выполнение соотношений элементов в стали [Mn]/[Si]≥3 и [Mn]/[S]≥20 необходимы для осуществления стабильной (отсутствие микропрорывов) открытой разливки стали и получения качественной непрерывнолитой заготовки.

При расходах карбида кремния и карбида кальция менее нижних значений металл будет недостаточно раскислен, при расходах карбида кремния и карбида кальция более верхних значений происходит сильное науглероживание металла, а также перерасход данных материалов.

Соотношение элементов в стали [Mn]/[Si]≥3 необходимо для осуществления разливки металла без прорывов. При соотношении элементов в стали [Mn]/[Si]<3 увеличивается вероятность прорыва металла при разливке.

Соотношение элементов в стали [Mn]/[S]≥20 необходимо для получения внутренней структуры непрерывнолитой заготовки без образования трещин. При соотношении [Mn]/[S]<20 происходит ухудшение внутренней структуры непрерывнолитой заготовки из-за наличия в ней трещин.

Примеры осуществления способа

Заявляемый способ внепечной обработки стали был реализован в 150-тонном стальковше.

Во время выпуска плавки в сталеразливочный ковш присаживались кремний и марганецсодержащие материалы. После выпуска плавки в сталеразливочный ковш сливали жидкий шлак предыдущей плавки и производили обработку металла на установке «печь-ковш», где осуществляли присадку карбида кремния и карбида кальция.

Варианты реализации способа приведены в таблице. Примеры 1-3 с соблюдением предложенных технологических параметров, примеры 4-6 с несоблюдением некоторых параметров.

* - изменение относительного показателя себестоимости указано по отношению к базовой технологии производства стали с использованием извести и плавикого шпата.

Из представленных результатов видно, что при выполнении всех предложенных технических решений (примеры 1-3), наблюдаются: стабильная открытая разливка, улучшение макроструктуры непрерывнолитой заготовки, снижение себестоимости производства стали.

При невыполнении предложенных технических решений (примеры 4-6) происходят микропрорывы и ухудшается качество стали.

Таким образом, предложенный способ внепечной обработки стали позволяет снизить себестоимость ее производства, при этом обеспечив требуемое качество стали.

Способ внепечной обработки стали, включающий выпуск плавки из сталеплавильного агрегата, ввод раскислителей и жидкого шлака предыдущей плавки, отличающийся тем, что во время слива металла из сталеплавильного агрегата в стальковш производят присадку кремний - и марганецсодержащих ферросплавов в количестве до 80 кг/т стали, после окончания слива на металл в стальковше осуществляют слив жидкого шлака предыдущей плавки в количестве 0,5 - 32,0 кг/т стали, затем производят обработку металла на установке печь-ковш, во время которой присаживают карбид кремния и карбид кальция в количестве 0,5-2,5 и 0,2-0,6 кг/т стали, соответственно, с обеспечением соотношений в стали: [Mn]/[Si]≥3 и [Mn]/[S]≥20, где [Mn], [Si], [S] - содержание марганца, кремния и серы в стали, соответственно, %.