RU1768651C

RU1768651C - Method of steel production

Info

Publication number: RU1768651C
Application number: SU874245279A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Яковлевич Наконечный; Виталий Юрьевич Табунщиков; Александр Юрьевич Зайцев; Лидия Николаевна Кологривова; Василий Серафимович Колпаков; Юрий Федорович Вяткин; Владимир Николаевич Радченко; Александр Анатольевич Троянский; Серафим Захарович Афонин; Валентина Михайловна Певцова; Манат Жаксыбергенович Толымбеков; Владимир Григорьевич Мизин
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1987-05-27
Publication date: 1992-10-15

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к выплавке и обработке стали в ковше. Цель изобретени -повыше- ние степени использовани восстановител и качества стали за счет снижени содержани серы и неметаллических включений. При производстве стали, включающем выплавку расплава, выпуск металла в ковш с основной футеровкой, подачу шлакообразу- ющих десульфурирующих материалов, рассредоточенную подачу алюмини и продувку аргоном после окончани выпуска , первую порцию алюмини и известь подают с началом выпуска металла в ковш совместно с карбидом кальци при соотношении извести к алюминию и карбиду кальци , равном (4,0-5,0):(0,3-0,6):(1,5-2,0). В период наполнени ковша от 1 /3 до 1 /2 его высоты ввод т марганцевый агломерат и подают смесь алюмини и карбида кальци , вз тых в соотношении (1,0-1,2):(2,5-3,5), при этом расход алюмини составл ет 0,35-0,40 кг на 1 кг марганца в агломерате. Приведенные режимы ввода материалов позвол ют на 17% увеличить степень использовани восстановител и увеличить качество метгзп- ла. 1 табл. (ЛThe invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the smelting and processing of steel in a ladle. The purpose of the invention is to increase the degree of utilization of the reducing agent and the quality of the steel by reducing the sulfur content and non-metallic inclusions. In the production of steel, including melt smelting, the release of metal into the ladle with the main lining, the supply of slag-forming desulphurizing materials, the dispersed supply of aluminum and the purge with argon after the end of production, the first portion of aluminum and lime is fed with the start of the metal production into the ladle together with calcium carbide at the ratio of lime to aluminum and calcium carbide equal to (4.0-5.0) :( 0.3-0.6) :( 1.5-2.0). During the filling period of the bucket from 1/3 to 1/2 of its height, manganese agglomerate is introduced and a mixture of aluminum and calcium carbide is fed, taken in the ratio (1.0-1.2): (2.5-3.5), wherein the consumption of aluminum is 0.35-0.40 kg per 1 kg of manganese in the sinter. These input modes of materials allow a 17% increase in the use of a reducing agent and an increase in the quality of metallurgical materials. 1 tab. (L

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к способам производства и обработки стали в ковше.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for the production and processing of steel in a ladle.

Целью изобретени вл етс повышение степени использовани восстановител и качества стали за счет снижени содержани серы и неметаллических включений.The aim of the invention is to increase the degree of use of the reducing agent and the quality of the steel by reducing the sulfur content and non-metallic inclusions.

Сущность способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

Подача шлакообразующих в начале выпуска позвол ет обеспечить наибольшую площадь контакта металла со шлаком, при этом подача алюмини обеспечивает хорошее раскисление металла, что улучшает услови десульфурации металла, а карбид кальци позвол ет повысить сульфидную емкость шлака и тем самым уменьшить расход шлакообразующих, что в дальнейшем положительно сказываетс на степени восстановлени марганца из агломерата.The filing of slag-forming materials at the beginning of production allows the largest contact area between the metal and slag, while the supply of aluminum ensures good metal deoxidation, which improves the conditions for metal desulfurization, and calcium carbide increases the sulphide capacity of the slag and thereby reduces the consumption of slag-forming materials, which is further positive affects the degree of reduction of manganese from the agglomerate.

Уменьшение расхода извести ниже за вл емого соотношени ведет к повышению температуры плавлени шлака ввиду недостаточного офлюсовзни карбида кальци и, следовательно, к снижению степени десульфурации и ухудшению качества металла , а также из-за малого количества шлака происходит интенсивное вторичное окисление алюмини в металле, образованию неметаллической фазы в виде тугоплавкого АЫЭзи, следовательно, к ухудшению качества стали.A decrease in the consumption of lime below the stated ratio leads to an increase in the melting temperature of the slag due to insufficient fluxing of calcium carbide and, consequently, to a decrease in the degree of desulfurization and deterioration of the quality of the metal, as well as due to the small amount of slag, intense secondary oxidation of aluminum in the metal occurs, and non-metallic phase in the form of a refractory AYEzi, therefore, to a deterioration in the quality of steel.

Увеличение расхода извести сверх за вл емого соотношени также нецелесообAn increase in lime consumption in excess of the claimed ratio is also inappropriate

оabout

0000

о елabout eating

разно, так как при этом снижаетс концентраци в шлаке карбида кальци и сульфидна емкость шлака уменьшаетс , что ведет к снижению степени десульфурации и снижению качества стали. К тому же повышенное количество шлака ведет к снижению извлечени марганца из агломерата в сталь и, соответственно, к ухудшению качества стали.differently, since this decreases the concentration of calcium carbide in the slag and the sulphide capacity of the slag decreases, which leads to a decrease in the degree of desulfurization and a decrease in the quality of steel. In addition, an increased amount of slag leads to a decrease in the extraction of manganese from the sinter into steel and, consequently, to a deterioration in the quality of the steel.

Уменьшение расхода алюмини ниже за вл емого соотношени ведет к незначительной раскисленности металла, повышению растворимости в нем серы а следовательно, и к уменьшению степени десульфурации и ухудшению качества стали.A decrease in the consumption of aluminum below the declared ratio leads to a slight deoxidation of the metal, an increase in the solubility of sulfur in it, and, consequently, to a decrease in the degree of desulfurization and a deterioration in the quality of steel.

Увеличение расхода алюмини сверх за вл емого соотношени также нецелесообразно , так как повышенное содержание его в металле сверх необходимого приводит к более интенсивному его вторичному окислению и повышенному содержанию в металле неметаллической фазы , что ухудшает качество стали. .An increase in the consumption of aluminum in excess of the claimed ratio is also impractical, since an increased content of it in the metal in excess of the necessary leads to a more intensive secondary oxidation of the metal and an increased content of the nonmetallic phase in the metal, which affects the quality of the steel. .

Уменьшение расхода карбида кальци ниже за вл емого соотношени ведет к снижению сульфидной емкости шлака и, следовательно, к ухудшению качества стали за счет снижени степени десульфурации, а также малое количество шлака способствует интенсивному угару алюмини от вззимо- дейстои с кислородом воздуха и повышению содержани неметаллических включений А(20з и, следовательно, к ухудшению качества стали.A decrease in the consumption of calcium carbide below the stated ratio leads to a decrease in the sulphide capacity of the slag and, consequently, to a deterioration in the quality of steel due to a decrease in the degree of desulfurization, and also a small amount of slag contributes to the intense burning of aluminum from inter-viability with oxygen and an increase in the content of non-metallic inclusions A (20h and, consequently, deterioration in the quality of steel.

Увеличение расхода карбида кальци сверх за вл емого соотношени ведет к увеличению температуры плавлени шлака ввиду недостатка извести на офлюсование карбида и. следовательно, к ухудшению десульфурации и ухудшению качества металла , а также повышенное количество тугоплавкого шлака ухудшает кинетические услови восстановлени марганца из агломерата , снижению концентрации его в металла и, следовательно, к ухудшению за счет этого качества металла.An increase in the consumption of calcium carbide in excess of the declared ratio leads to an increase in the melting point of the slag due to the lack of lime for fluxing of the carbide and. consequently, a deterioration in desulfurization and a deterioration in the quality of the metal, as well as an increased amount of refractory slag, worsen the kinetic conditions for the reduction of manganese from the agglomerate, a decrease in its concentration in the metal, and, consequently, a deterioration due to this quality of the metal.

Ввод марганцевого агломерата, алюмини с карбидом кальци ,в период наполнени ковша от 1/3 до 1/2 его высоты обеспечивает высокую степень восстановлени марганца при сохранении высокой десульфурирующей способности шлака.The introduction of manganese agglomerate, aluminum with calcium carbide, during the filling period of the ladle from 1/3 to 1/2 of its height provides a high degree of manganese reduction while maintaining the high desulfurization ability of the slag.

При вводе агломерата ранее 1/3 наполнени ковша, происходит его заметаллива- ние и, как следствие, недостаточна степень восстановлени марганца, что в свою очередь приводит к ухудшению качества металла за счет снижени содержани марганца, а повышенное содержание закиси марганца в шлаке приводит к снижениюWhen the agglomerate is introduced earlier than 1/3 of the bucket filling, it becomes noticeable and, as a result, the degree of manganese reduction is insufficient, which in turn leads to a deterioration in the quality of the metal due to a decrease in the manganese content, and an increased content of manganese oxide in the slag leads to a decrease

степени десульфурации и ухудшению качества стали.degree of desulfurization and deterioration in the quality of steel.

При позднем вводе агломерата после 1/2 наполнени ковша марганец неуспевает восстанавливатьс за врем выпуска, этот процесс переходит в медленный диффузионный режим и, следовательно, ухудшаетс качество стали за счет пониженного содержани марганца в стали, а повышен0 ное содержание закиси марганца в шлаке ухудшает процесс десульфурации, что также приводит к ухудшению качества стали.With late introduction of agglomerate after 1/2 filling of the ladle, manganese fails to recover during the production time, this process goes into a slow diffusion mode and, therefore, the quality of the steel deteriorates due to the low content of manganese in the steel, and the increased content of manganese oxide in the slag worsens the desulfurization process , which also leads to deterioration in the quality of steel.

Расход алюмини , равный 0,35-0,40 кг на 1 кг марганца в агломерате, вл етс The consumption of aluminum, equal to 0.35-0.40 kg per 1 kg of manganese in the sinter, is

5 стехиометрически необходимым дл полного восстановлени марганца из агломерата. Снижение расхода влечет ухудшение качества за счет заниженного содержани марганца в стали вследствие неполного его5 is stoichiometrically necessary for the complete reduction of manganese from an agglomerate. Reduced consumption entails a deterioration in quality due to the low manganese content in steel due to its incomplete

0 восстановлени из агломерата. Увеличение расхода приводит к увеличению остаточной концентрации алюмини в металле, и следовательно , к повышенному его вторичному окислению, что влечет за собой ухудшение0 recovery from agglomerate. The increase in consumption leads to an increase in the residual concentration of aluminum in the metal, and therefore to its increased secondary oxidation, which entails deterioration

5 качества за счет увеличени содержани включений А120з.5 quality by increasing the content of inclusions A120z.

При уменьшении расхода карбида кальци ниже за вл емого соотношени происходит снижение сульфидной емкости шлака,With a decrease in the consumption of calcium carbide below the declared ratio, the sulfide capacity of the slag decreases

0 снижение уровн десульфурации, что приводит к ухудшению качества стали.0 decrease in the level of desulfurization, which leads to a deterioration in the quality of steel.

Увеличение же расхода карбида кальци сверх за вл емого соотношени приводит к загустению шлакового расплава и,An increase in the consumption of calcium carbide in excess of the declared ratio leads to thickening of the slag melt and,

5 следовательно, к снижению уровн десульфурации и степени восстановлени марганца , что приводит к ухудшению качества выплавл емой стали.5 consequently, to a decrease in the level of desulfurization and the degree of reduction of manganese, which leads to a deterioration in the quality of the smelted steel.

Пример. Сталь с содержанием мар0 ганца 0,45-0,65% получали следующим образом .Example. Steel with a manganese content of 0.45-0.65% manganese was prepared as follows.

Полупродукт с содержанием углерода 0,15% и температурой 1630°С получали в 100 кг конвертере, после чего с отсечкой шлака его выпускали в ковш с магнезитовойThe intermediate product with a carbon content of 0.15% and a temperature of 1630 ° C was obtained in a 100 kg converter, after which it was released into the ladle with magnesite with a slag cut-off

5 футеровкой диаметром 30 см и высотой 45 см. С началом выпуска в ковш единой порцией вводили смесь извести, алюмини и карбида кальци , вз тые в соотношении (3,5-5,5):(0,2-0.7}:(1,3-2,2) с общим расходом5 lining with a diameter of 30 cm and a height of 45 cm. With the start of production, a mixture of lime, aluminum and calcium carbide, taken in the ratio (3.5-5.5) :( 0.2-0.7} :( 1 , 3-2,2) with a total consumption

0 смеси 6,0 кг/т металла. При наполнении ковша на 1/4; 1/3; 1/2 в него единой порцией загружали марганцеворудный агломерат (ТУ 14-9-324-87) с массовой долей марганца 41% и основностью 1,4 в количе5 стве 12.8 кг/т металла (5,25 кг марганца). Сразу после загрузки агломерата в ковш вводили равномерно до наполнени ковша на 1/2; 2/3; 3/4 смесь из алюмини и карбида кальци , вз тых в соотношении (0,81 ,4):(2,0-4,0) при расходе алюмини 0,3; 0,35; 0,37; 0,40; 0,45 кг на 1 кг марганца в агломерате. По окончании выпуска металл продували аргоном в течение 7 мин с расходом 0,08 км3/т. По ходу плавки отбирали пробы металла дл определени химсостава .. Готовый металл разливали в два слитка развесом по-50 кг и прокатывали на карты толщиной 16 мм, из которых вырезали образцы дл проведени металлографических исследований по ГОСТ 1778-70 метод ШИ. Результаты плавок приведены в таблице (№ 1-21).0 mixture 6.0 kg / t of metal. When filling the bucket 1/4; 1/3; 1/2 manganese ore sinter (TU 14-9-324-87) with a mass fraction of manganese of 41% and a basicity of 1.4 in the amount of 12.8 kg / t of metal (5.25 kg of manganese) was loaded into it in a single portion. Immediately after loading the agglomerate into the ladle, they were introduced uniformly until the ladle was 1/2 full; 2/3; 3/4 mixture of aluminum and calcium carbide, taken in the ratio (0.81, 4) :( 2.0-4.0) with an aluminum flow rate of 0.3; 0.35; 0.37; 0.40; 0.45 kg per 1 kg of manganese in the sinter. At the end of the production, the metal was purged with argon for 7 min with a flow rate of 0.08 km3 / t. During the melting, metal samples were taken to determine the chemical composition. The finished metal was poured into two ingots weighing 50 kg each and rolled onto cards 16 mm thick, from which samples were cut for metallographic studies according to GOST 1778-70 by the SHI method. The results of swimming trunks are given in the table (No. 1-21).

Выплавку стали с содержанием марганца 0,45-0,65% по способу, согласно прототипу проводили следующим образом. Полупродукт с содержанием углерода 0,15% и температурой 1670°С получали в 100 кг конвертере и выпускали в ковш с магнезитовой футеровкой диаметром 30 см и высотой 45 см с отсечкой конвертерного шлака. Перед выпуском металла на дно ковша присаживали алюминий в количестве 0,06% от массы металла (0,06 кг), силико- марганец в количестве 0,7 кг и начинали выпуск металла.Smelting steel with a manganese content of 0.45-0.65% by the method according to the prototype was carried out as follows. The intermediate product with a carbon content of 0.15% and a temperature of 1670 ° C was obtained in a 100 kg converter and released into a ladle with a magnesite lining with a diameter of 30 cm and a height of 45 cm with a cut-off of converter slag. Before the release of metal, aluminum was planted on the bottom of the bucket in an amount of 0.06% by weight of the metal (0.06 kg), silico-manganese in an amount of 0.7 kg and metal production was started.

По наполнении 2/5 объема ковша в него присаживали алюминий в количестве 0,08% от массы металла (0,08 кг), а по наполнении 3/4 объема ковша в него присаживали известь в количестве 1,0% от массы металла (1,0 кг). По окончании чыпуска металл ковше продували аргоном с расходом 0,04 нм3/т стали. По ходу плавки отбирали пробы металла на химический состав. Готовый металл разливали на 2 слитка развесом по 50 кг и прокатывали на карты толщиной 16 мм, от которых отбирали пробы на металлографические исследовани по ГОСТ 1778- 70, метод HIM. Результаты плавки приведены в таблице (Nfe 22).Upon filling 2/5 of the volume of the bucket, aluminum was added to it in an amount of 0.08% by weight of the metal (0.08 kg), and when filling 3/4 of the volume of the bucket, lime was added to it in an amount of 1.0% by weight of the metal (1 , 0 kg). At the end of the run, the metal bucket was purged with argon at a rate of 0.04 nm3 / t of steel. During the melting, metal samples were taken for chemical composition. The finished metal was poured into 2 ingots weighing 50 kg each and rolled onto cards 16 mm thick, from which samples were taken for metallographic studies according to GOST 1778-70, HIM method. The melting results are shown in the table (Nfe 22).

Как видно из таблицы, наилучшие показатели получены на плавках NfeNs 2, 3, 4, где соблюдены все за вл емые признаки. Плавки NsNfe 1,5-21 проведены с нарушением за вл емых пределов, что привело кAs can be seen from the table, the best indices were obtained on NfeNs 2, 3, 4 swimming trunks, where all of the claimed features were observed. NsNfe 1.5-21 heats were carried out in violation of the stated limits, which led to

ухудшению качестве металла, выразившеес в снижении уровн десульфурации и в увеличении количества неметаллических включений. Плавка № 22 проведена по технологии прототипа и из таблицы видно, чтоdeterioration in the quality of the metal, manifested in a decrease in the level of desulfurization and in an increase in the number of non-metallic inclusions. Smelting No. 22 was carried out according to the technology of the prototype and the table shows that

показатели этой плавки значительно хуже показателей плавок № 2, 3, 4. Таким образом , только совокупность за вл емых признаков обеспечивает достижение поставленной цели изобретени ,the performance of this heat is significantly worse than the performance of swimming trunks No. 2, 3, 4. Thus, only the totality of the claimed features ensures the achievement of the goal of the invention,

Claims

Formula invented and

A method for the production of steel, including smelting metal, cutting off furnace slag, introducing aluminum into the ladle with the beginning of production, releasing metal, introducing aluminum,

lime and manganese-containing materials for filling the bucket upon discharge, purging with argon after the end of the discharge, characterized in that, in order to increase the degree of use of the reducing agent

and the quality of steel due to a decrease in the content of sulfur and non-metallic inclusions, manganese agglomerate is used as manganese-containing materials, while two

portions of calcium carbide, the first portion of which is introduced together with lime and aluminum at the beginning of production with the ratio (1.5-2.0) :( 4.0-5.0) :( 0.3-0.6), and the second portion is mixed with aluminum after

the input of the agglomerate during the release of metal during the filling period of the bucket by 1 / 3-1 / 2 of the height, and the ratio of aluminum to calcium carbide in the mixture is (1-1.2) :( 2.5-3.5), and the aluminum consumption is 0 , 35-0.40 kg per

1 kg of manganese in the agglomerate.