Способ производства стали для изготовления труб

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали посредством выплавки в сталеплавильных агрегатах, преимущественно в дуговых электропечах. Способ включает выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в сталеразливочный ковш в течение времени T1 при температуре ti, например, с использованием эркерного сталевыпускного канала, внепечную обработку посредством использования установки ковш-печь, продувку металла аргоном в течение времени Т2 и последующую разливку металла из этой установки. Выпуск металла в сталеразливочный ковш осуществляют при температуре нераскисленного металла ti менее 1650°С, преимущественно в диапазоне от 1610 до 1645°С, в течение времени Т1 в диапазоне от 2 до 4 минут, а продувку металла аргоном осуществляют в течение времени Т2 менее 50 минут, преимущественно в диапазоне от 35 до 48 минут. Изобретение позволяет сократить длительность и энергопотребление производства стали, тем самым снизить себестоимость конечной продукции без ухудшения ее качества, при этом продукты производства используют для изготовления труб общего назначения, обсадных труб для нефтегазового сектора и магистральных трубопроводов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали посредством выплавки в сталеплавильных агрегатах, преимущественно в дуговых электропечах. Продукты производства используют для изготовления труб общего назначения, обсадных труб для нефтегазового сектора и магистральных трубопроводов.

Получение высококачественной стальной продукции в дуговых электропечах возможно преимущественно при использовании технологий внепечной обработки в виде ковшовой металлургии, которая позволяет достигать однородности химического состава, точного соблюдения температуры разливки и обеспечения требуемой степени чистоты стали. При этом обеспечивают гомогенизацию плавки по температуре и управление температурой, а также осуществляют обезуглероживание, удаление примесей, дегазацию, раскисление и повышение степени чистоты стальной продукции.

Основным материалом для плавки в дуговых электропечах является стальной лом, причем не сильно окисленный, поскольку ржавчина вносит в сталь водород. При этом в зависимости от химического состава лом сортируют на соответствующие группы, причем основное количество лома для плавки должно быть компактным и тяжеловесным, поскольку при малой насыпной массе лома вся порция для плавки не помещается в печь. Приходится прерывать процесс плавки и подгружать шихту. Это увеличивает продолжительность плавки, приводит к повышенному расходу электроэнергии, снижает производительность электропечей [Еланский Г.Н. Основы производства и обработки металлов / Г.Н. Еланский, Б.В. Линчевский, А.А. Кальменев. - М.: МГВМИ, 2005. - С. 144-147].

Расплавление шихты в электропечи занимает основное время плавки и в основном определяет производительность печи, поэтому ряд операций легирования и раскисления металла переносят в ковш. После окончания завалки опускают электроды и включают ток, металл под электродами разогревается, плавится и стекает вниз, собираясь в центральной части подины. Под электроды подается известь для наведения шлака, который предохраняет металл от окисления. Кроме того, в окислительный период происходит окисление углерода, кремния, марганца, хрома, ванадия и других элементов. В установке ковш-печь жидкую сталь подогревают за счет энергии электрической дуги со скоростью нагрева, достигающей 4,5°С/мин, посредством графитовых электродов. Этот подогрев дает дополнительное время на операции по доводке стали методами ковшовой металлургии без увеличения при этом температуры ti на выпуске в течение времени T1. Перемешивание расплава осуществляют при вдувании инертного газа аргона в течение времени Т2 через пористые пробки в днище ковша [Еланский Г.Н. Основы производства и обработки металлов / Г.Н. Еланский, Б.В. Линчевский, А.А. Кальменев. - М.: МГВМИ, 2005. - С. 176-179].

Известен способ производства стали в дуговых электропечах с окислением примесей, включающий выпуск расплава в ковш, доводки стали на установке ковш-печь посредством введения рафинирующих смесей и продувки аргоном в течение времени Т2 с переменной интенсивностью в зависимости от количества смеси [патент РФ №2101367, 10.01.1998].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в сталеразливочный ковш в течение времени T1 при температуре ti например, с использованием эркерного отверстия, внепечную обработку посредством использования установки ковш-печь, продувку металла аргоном в течение времени Т2 и последующую разливку металла [патент РФ №2564373, 27.09.2015].

Недостатком вышеуказанных аналогов и прототипа является увеличенное время процесса выплавки металла и повышенный расход электроэнергии, повышенное содержание кислорода в расплаве, увеличенные износ футеровки, выброс пылегазовых продуктов в окружающую среду и затраты на их очистку, а в конечном итоге, увеличенная себестоимость производства качественной конечной продукции.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение времени и энергопотребления производства стали, уменьшение себестоимости конечной продукции без ухудшения ее качества.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является оптимизация термовременных параметров процесса выплавки металла и уменьшение энерготрат, сокращение длительности получения готовой продукции при сохранении ее качественных показателей, расширение функциональных возможностей посредством уменьшения пылегазовых выбросов в атмосферу и снижения затрат на их очистку, уменьшение износа футеровки, а в конечном итоге уменьшение себестоимости производства качественной конечной продукции и повышение производительности сталеплавильных агрегатов при уменьшении загрязнения окружающей среды.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства стали для изготовления труб, включающем выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в сталеразливочный ковш в течение времени T1 при температуре ti, например, с использованием эркерного сталевыпускного канала, внепечную обработку посредством использования установки ковш-печь, продувку металла аргоном в течение времени Т2 и последующую разливку металла из этой установки, согласно изобретению выпуск металла в сталеразливочный ковш осуществляют при температуре нераскисленного металла ti менее 1650°С, преимущественно в диапазоне от 1610 до 1645°С, в течение времени T1 в диапазоне от 2 до 4 минут, продувку металла аргоном осуществляют в течение времени Т2 менее 50 минут, преимущественно в диапазоне от 35 до 48 минут. Кроме того, выпуск металла в сталеразливочный ковш осуществляют через эркерный сталевыпускной канал, выполненный преимущественно в виде конической трубчатой формы с соотношением площадей входного и выходного отверстий, равным не менее единицы.

При реализации заявляемого изобретения, ограничительные и отличительные признаки предложенного технического решения обеспечивают увеличение производительности сталеплавильных агрегатов, оптимизацию термовременных параметров процесса выплавки металла и уменьшение энергопотребления при сохранении качественных показателей готовой продукции, расширение функциональных возможностей посредством уменьшение пылегазовых выбросов в атмосферу и снижение затрат на их очистку, уменьшение износа футеровки, таким образом увеличивая ее межремонтный рабочий интервал и производительность сталеплавильных агрегатов, а в конечном итоге, обеспечивается сокращение длительности получения качественной конечной продукции, уменьшение ее себестоимости и повышение производительности сталеплавильных агрегатов при уменьшении загрязнения окружающей среды.

Изобретение иллюстрируется графиком, представленным на фиг. 1, на котором приведены экспериментальные значения активности кислорода для плавок, каждая из которых обозначена •, в диапазоне значений температуры ti выпуска расплава металла.

Предлагаемый способ реализован при производстве трубных сталей в литейно-прокатном комплексе АО ВМЗ (г. Выкса). После выплавки в сталеплавильном агрегате, нераскисленный металл выпускали в сталеразливочный ковш в течение времени Т1 при температуре ti посредством эркерного сталевыпускного канала, выполненным в виде конической трубчатой формы с соотношением площадей входного и выходного отверстий, равным 1,5. Далее осуществляли внепечную обработку на установке ковш-печь, в том числе продувку аргоном в течение времени Т2 и последующую разливку стали.

Кроме того, дополнительно проведены сравнительные эксперименты по производству стали с соблюдением термовременных параметров ti, T1 и Т2 по прототипу.

Результаты сравнительных экспериментально полученных данных приведены в таблицах 1 и 2. Примеры, обозначенные номерами 1-7, реализованы при соблюдении термовременных параметров ti, T1 и Т2 согласно предлагаемому изобретению, примеры под номерами 8-13 осуществлены при соблюдении термовременных параметров согласно прототипу.

Исходя из данных, полученных в ходе проведения сравнительных экспериментов, следует, что при осуществлении предлагаемых согласно изобретению термовременных параметров (см. примеры 1-7) удается сократить время выплавки металла и уменьшить энергопотребление, а именно, суммарный расход электроэнергии ниже 450 кВт-ч/т, без ухудшения качественных показателей готовой продукции (меньшем содержании растворенного в готовом продукте кислорода, способствующим образованию вредных неметаллических включений). При невыполнении предложенных технических решений (см. примеры 8-13) затраты на производство продукции возрастают. Кроме того, при реализации способа производства стали согласно изобретению, во-первых, с высокой степенью вероятности уменьшены выбросы в атмосферу вредных пылегазовых веществ и/или уменьшены затраты на их очистку. Во-вторых, возрастает сохранность футеровки в дуговой электропечи и, таким образом, увеличивается ее межремонтный рабочий интервал и производительность сталеплавильных агрегатов, при этом, в конечном итоге, уменьшается себестоимость продукции.

1. Способ производства стали для изготовления труб, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в сталеразливочный ковш в течение времени Т1 при температуре металла ti с использованием эркерного канала, внепечную обработку на установке ковш-печь, продувку металла аргоном в течение времени Т2 и последующую разливку металла, отличающийся тем, что выпуск металла в сталеразливочный ковш осуществляют при температуре металла ti менее 1650°С, преимущественно в диапазоне от 1610 до 1645°С, в течение времени T1 в диапазоне от 2 до 4 минут, а во время внепечной обработки продувку металла аргоном осуществляют в течение времени Т2 менее 50 минут, преимущественно в диапазоне от 35 до 48 минут.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выпуск металла в сталеразливочный ковш осуществляют через эркерный сталевыпускной канал, выполненный преимущественно в виде конической трубчатой формы при соотношении площадей входного и выходного отверстий, равном не менее единицы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для донной продувки металла в ковше инертным газом. Фурма содержит металлическую гильзу, заполненную огнеупорной массой с образованием зазора относительно ее дна, которая выполнена с индикатором износа и продольными сквозными щелевыми каналами, соединенными с полостью газоподводящей трубки посредством упомянутого зазора.

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке стали газом в металлургических агрегатах в процессе выплавки стали, ее выпуска из сталеплавильной печи и на внепечных установках в сталеразливочных и промежуточных ковшах.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке стали в дуговой сталеплавильной печи. Способ включает завалку шихты, ее расплавление, окислительный и восстановительный периоды, при этом продувку кислородом жидкой ванны ведут при отключенной печи через неохлаждаемые трубки, размещенные внутри полых электродов, причем торцы трубок заглублены в металл на глубину, равную 4-7 их диаметрам.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше. Устройство для внепечной обработки жидкой стали в сталеразливочном ковше содержит верхний и по крайней мере один нижний электрод, токоподвод и трубопровод подвода инертного газа.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству трубных сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке стали в ковше на внепечных установках. В нижней части ковша на расстоянии 200 мм от продувочных узлов устанавливают пористую вставку, через которую осуществляют продувку жидкого металла, при этом подачу инертного газа осуществляют с постоянной длительностью импульсов при постоянном давлении одновременно через все упомянутые продувочные узлы с обеспечением распределения инертного газа по всей площади пористой вставки.

Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной обработке стали в ковше. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к контролю состояния расплава в ковше при внепечной обработке стали. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству стали, в частности к обработке стали в ковше в процессе выпуска из сталеплавильной печи и на внепечных установках.
Изобретение относится к металлургии. .

Группа изобретений относится к получению гранулированного феррохрома. Способ включает гранулирование расплава феррохрома, содержащего 1-9 мас.% С, 25-70 мас.% Cr, ≤ 2,0 мас.% Si, остальное Fe и примеси не более 3 мас.%.

Изобретение относится к станции для перемещения расплава металла из плавильной печи в транспортировочный тигель, со стыковочной камерой, которая имеет стыковочное отверстие и установлена для того, чтобы посредством стыковочного отверстия пристыковаться к загрузочному отверстию транспортировочного тигля, с отсасывающим устройством, которое установлено для откачки газа из стыковочной камеры и/или из пристыкованного к стыковочной камере транспортировочного тигля, и с отсасывающей трубой, которая имеет проходящий между впускным отверстием и выпускным отверстием воздушный канал, причем впускное отверстие расположено вне стыковочной камеры, а выпускное отверстие расположено таким образом, что протекающий через воздушный канал и выходящий из выпускного отверстия расплав металла попадает через стыковочное отверстие.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению полуфабриката в виде полупродукта для сталеплавильного производства. Полупродукт выполнен в виде стальной капсулы, наполненной окислами железа с содержанием железа не менее 55% и влажностью не более 12% и металлоломом крупностью не более 250 мм, причем массовая доля окислов железа в полупродукте составляет 10-70%.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению полуфабриката в виде полупродукта для сталеплавильного производства. Полупродукт выполнен в виде стальной капсулы, наполненной железосодержащим материалом, в качестве которого использованы предварительно раздробленные отходы зачистки поверхности стальных заготовок перед прокаткой и окалина крупностью от 5 до 250 мм.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве конструкционных низколегированных сталей. В способе осуществляют получение в сталеплавильном агрегате полупродукта и его внепечную обработку в сталеразливочном ковше путем введения в жидкий металл алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла в сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм.

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для управления процессом горения дуги при электродуговой плавке металлов. Способ включает загрузку холодной шихты в футерованный огнеупором кожух и опускание с помощью привода и системы управления в него графитового электрода, подключенного к источнику питания.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к получению стали в конвертере. Способ включает загрузку металлолома и полупродукта, содержащего окислы железа, заливку жидкого чугуна, продувку плавки и ввод шлакообразующих.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговой электросталеплавильной печи. Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи включает завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака, подачу в печь магнезиального материала, выпуск плавки с оставлением в печи части металла и шлака, в качестве магнезиального материала используют содержащий гидроксид магния минерал брусит, который подают после выпуска части шлака периода рафинирования металла и/или в конце плавки до начала слива металла в ковш.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству стали в дуговых сталеплавильных печах. В способе осуществляют подачу в печь шихты, плавление, вспенивание шлака посредством продувки кислородом и вдуванием углеродосодержащего материала в конце периода плавления и в окислительный период, выпуск расплава в ковш.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству углеродистых и низколегированных трубных марок сталей, раскисленных алюминием. Способ включает выплавку полупродукта в дуговой сталеплавильной печи, выпуск полупродукта в сталеразливочный ковш с одновременной присадкой раскислителей, легирующих и части шлакообразующих материалов, доведение металла по химическому составу и температуре, а также окончательное раскисление и модифицирование кальцием на установке печь-ковш, вакуумную обработку с последующей продувкой металла аргоном и разливку металла на машине непрерывного литья заготовок.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали посредством выплавки в сталеплавильных агрегатах, преимущественно в дуговых электропечах. Способ включает выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск нераскисленного металла в сталеразливочный ковш в течение времени T1 при температуре ti, например, с использованием эркерного сталевыпускного канала, внепечную обработку посредством использования установки ковш-печь, продувку металла аргоном в течение времени Т2 и последующую разливку металла из этой установки. Выпуск металла в сталеразливочный ковш осуществляют при температуре нераскисленного металла ti менее 1650°С, преимущественно в диапазоне от 1610 до 1645°С, в течение времени Т1 в диапазоне от 2 до 4 минут, а продувку металла аргоном осуществляют в течение времени Т2 менее 50 минут, преимущественно в диапазоне от 35 до 48 минут. Изобретение позволяет сократить длительность и энергопотребление производства стали, тем самым снизить себестоимость конечной продукции без ухудшения ее качества, при этом продукты производства используют для изготовления труб общего назначения, обсадных труб для нефтегазового сектора и магистральных трубопроводов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Наверх