Способ производства стали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н11 90884 1 (61) Дополнительное к авт. свид-еу ($1) hi. Kll. 3 (22) Заявлено 250680 (21) 2946289/22-02 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

С 21 С 5/52

Государственны Я комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 280232. Бюллетень Йо 8

Дата опублиновайня описанмя 28,0282 (ЗЗ) УДК 669.187..25(088.8) С.В.Климов, В.A.Ñàëàóòèí, Е.С.Лялин, И.В.ФрайФзиюк, Н.Т.Никокошев, В.К.Бобокин, И.Я.Костромин и В.И.Трахимович !...

/:,. центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной метат4тургии им. И.П.Бардина

". аа. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке в дуговых печах сталей с заданным содержанием азота, например электротехнической, нестареющей для автолиста, технически чистого железа.

Известен способ производства электротехнической низкоуглеродистой стали в дуговых печах, включающий продувку металла кислородом, скачивание окислительного шлака и выпуск метал-. ла. Перед выпуском из дуговой печи низкоуглеродистой стали в ковш содержание азота сос;авляет 0,0120,016% (13.

Высокое и нестабильное содержание азота в металле не позволяет получать одинаковый уровень электромагнитных свойств стали. Для подавления магнитного старения в сталь после выпуска вводят алюминий, недостаток или излишек которого резко снижает качество металлопроката (обычно горяче- или холоднокатаного листа) .

Известен также способ производства низкоуглеродистой стали в дуговой печи, при котором перед вводом в ванну кислорода скачивают окислительный шлак, а кислород подают одновременно через сводовую фуриу и трубку с интенсивностью соответственного 0,350,80 нмв/т мин и 0,05-0,30 нм /т мии, после чего металл со шлаком выпус" кают в ковш (2) .

Высокое содержание азота 0,0120,016% не позволяет получить требуемые электротехнические свойства листа, например коэрцитивную силу менее 0,5 Э, коэффициент магнитного старения менее 10%.

Получение низких, а тем более регламентированных концентраций азота в малоуглеродистых сталях при ис пользовании известных способов выплавки металла в дуговой печи невозможно .

Снизить концентрацию азота эа счет внепечной обработки нераскисленного металла вакуумом или газами практически не удается. Поэтому наиболее перспективным направлением получения низкоазотистого металла при выплавке его в дуговой печи является применение дополнительных приемов, сокращаккяих концентрацию азота в ста« ли при ее производстве в печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ выплавки стали в электропечи,по которому в ванну в определенные пери

908841 оды (периоды окисления) вдувают не менее одной струи чистого кислорода через расходуемые сопла, расположен» ные под зеркалом металла $33.

Этот способ не позволяет получать сталь с заданным содержанием азота, требует для своего осуществления сложную систему подачи и контроля кислорода и высокий расход расходуемых сопел, при этом выход из строя сопел (обметаливание) не позволяет завершить процесс обеэуглероживания стали в печи.

Цель изобретения - получение стали с регламентированным содержанием азота и повышение качества металлопродукции.

Поставленная цель достигается тем, что в способе производства стали, например электротехнической, включающем загрузку шихты, ее расплавление, ввод в ванну кислорода, шлакообраэующих, раскислителей и выпуск металла в ковш, ввод в ванну кислорода для обеэуглероживания металла осуществляют двумя независимыми последовательно организованными струями, с начала ввода и до получения в металле содержания углерода

0,05:0,12% — незаглубленной и перпендикулярной к поверхности ванны, а при окислении углерода с 0,05-:

0,12% до заданного содержания — эаглубленной в ванну под углом 20-60 к ее поверхности.

Введение кислорода в ванну двумя независимыми струями незаглубленной (через водоохлаждаемую форму) и заглубленной (через трубки) позволяет регулировать содержание азота в стали. 3а счет инжекции в ванну воздуха при продувке фурмой гложно увеличивать содержание азота, а при продувке через трубки — уменьшать.

Продувка металла фурмой до содержания углерода менее 0,05% приводит к переокислению металла и череэмерному насыщению его азотом, удалить который при последующей продувке заглубленной струей не всегда удается. При продувке металла через фурму до концентраций углерода 0,12% содержание азота в металле практически не увеличивается. Продувка металла заглубленной в ванну под углом

20-60о к ее поверхности струей кислорода позволяет снизить содержание азота в металле. Заглубление струи под углом менее 20 приводит к оголению металла (от шлака) и его переокислению, а под углом более 60о к разрушению подииы печи струей кислорода при уведичении давления в струе более 16 атм.

Пример 1. При выплавке. электротехнической стали Э0300 с заданным содержанием азота 0,006% в 100 т дуговую печь загружают скрап<

56

65 чугун, известь (30 кг/т), железорудные материалы (25 кг/т).

По расплавлении.шихты в печь для повышения степени удаления фосфора и углерода дополнительно вводят железорудные окатыши (18 кг/т) и известь (15 кг/т). После спуска шлака самотеком приступают к окислительному периоду плавки. устанавливают срез

Фурми на 300 мм от поверхности ванны и вводят кислород через эту вертикальную водоохлаждаемую сводовую фурму с расходом 2400 мЗ/ч. Начальное содержание углерода 0,35%. 3а 7 мин продувки фурмой содержание углерода снижают до 0,12%, а содержание азота в стали повышается с 0,007 до

0,010%. Вводят трубку в ванну металла под углом 20о к ее поверхности с эаглублением газоподающего торца трубки на 400 мм от поверхности ванны. Прекращают продувку фурмой и подают кислород в трубку с расходом

3000 м3/ч в течение 4 мин. Содержание углерода снижается с 0,12% до

0,020%, а азота с 0,010% до 0,006%.

Спускают шлак самотеком вводят изI весть (30 кг/т), плавиковый шпат (2 кг/т) и выпускают металл из печи.

Содержание азота в глеталле 0,006%.

В ковш вводят 0,1 кг/т алюминия и разливают металл на УНРС. Спецсвойства стали повышаются на 30%.

Пример 2. При выплавке стали ЭП 355 с заданным содержанием азота 0,003% в 100 т дуговую печь загру>кают скап, чугун, окатыши прямого восвосстановления железа, известь (20 кг/т), окалину (0,5 кг/т).По расплавлении шихты спускают шлак самотеком и вводят на шлак известь (15 кг/т). Устанавливают срез фурмы на 150 мм оТ поверхности ванны и вводят кислород с расходом 1800 м /ч.

Начальное содержание углерода 0,15%, азота 0,004%. После продувки кислородом в течение 5 мин содержание углерода составляет 0,09%, а азота

0,007%. Прекращают продувку ванны с фурмой и начинают ввод кислорода о трубкой, введенной под углом 40 к поверхности ванны. За 6 мин продувки содержание углерода доводят до

0,015%, а азота 0,003%. Прекращают ввод кислорода. Раскисляют металл .введением ферротитана (3 кг/т) и выпускают металл в ковш. Спецсвойства стали повышаются на 17%.

Пример 3. При выплавке трансформаторной стали в 100 т дуговой печи с заданныгл содержанием азота

0,011% в печь загружают окатыши прямого восстановления железа, чугун и известь (30 кг/т). После расплавления шихты начинают продувку металла кислородом через свбдовую фурму, срез которой устанавливают над поверхностью ванны на расстоянии 600. мм.

908841

Составитель Л.Магаюмова

Редактор lO. Ковач Техред Й.Кастелевич Корректор Г.Orap

Заказ 755/30 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул.Проектная, 4

Содержание углерода в ванне по расплавлению 0,30%, азота 0,004%. После

12 мин продувки ванны кислородом содержание углерода снижают до 0,05%, а содержание азота повышают до 0,011%, Заглубляют трубку под углом 60 к поверхности ванны и с расходом

180 м /ч продувают металл в течении

2 мин. Содержание углерода снижают до 0,030%, а содержание азота остается без изменения. Ваттные потери снижаются на 0,2 В/кг.

Проведено опробование предлагаемого способа производства специальных электротехнических сталей (30100, 3О300, Эр0100, ЭП355 и др.), в которых регламентировано содержание 1$ азота. Сочетание продувки металла заглубленной и незаглубленной струями позволяет регулировать содержание азота (увеличивать или уменьшать) с целью получения заданных магнитных ха-,ф рактеристик холоднокатаного листа.Стабилизация свойств металлопродукции позволяет получить экономический эФфект в среднем 2,75 руб. на тонну листа электротехнической стали. 2S

Формула изобретения

Способ производства стали, например электротехнической, в дуговой печи, включающий загрузку шнхты, ее расплавление, ввод в ванну кислорода, шлакообразующих, раскислителей и выпуск металла в ковш, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения стали с регламентированным содержанием азота и пов.лаення качества мЕ" таллопродукции, ввод в ванну кислоро. да для обезуглероживания металла осуществляют двумя независимыми последовательно организованными струями, с начала ввода и.до получения в металле содержания углерода 0,050,12% - незаглубленной и перпендикулярной к поверхности ванны, а при окислении углерода с 0,05-0,12% до заданного содержания - заглубленной в ванну под углом 20-60О к ее поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 431241, кл. С 21 С 7/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

В 298213, кл. С 21 С 7/00, 1969.

3. Заявка ФРГ Ф 2356924, кл. С 21 С 5/52, 1976.