RU1788975C - Способ стабилизации теплового состо ни металла перед разливкой - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при производстве сталей в большегрузных сталеплавильных агрегатах, в том числе в конвертерах, при последующей разливке ее на установках непрерывной разливки. Сущность: стабилизацию жидкого металла по температуре в ковше производ т дискретными присадками, состо щими из двух- трех порций, в зависимости от химсостава, температуры перегрева металла выше значений ликвидус выплавл емой марки стали и плотности охладител  с одновременной продувкой инертным газом, при этом сначала ввод т недокат прокатных цехов с интенсивностью продувки аргоном 70-80 м3/ч, а затем - окисленные окатыши с интенсивностью продувки аргоном 30-50 м3/ч. Ё

Description

Изобретение относитс  к области черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали в большегрузных конвертерах при последующей разливке ее на установках непрерывной разливки.

Известен способ выплавки хромистой стали из хромистых чугунов, включающий продувку стали в два периода, удаление хромистого шлака, отличающийс  тем, что присадку охладителей осуществл ют в шлаковую фазу в начале первого периода продувки в количестве не более 10% от веса садки, а во втором периоде продувки присаживают охладители в количестве 10-15% от веса садки.

Недостатком известного способа охлаждени  жидкого металла  вл етс  ограниченность решени  проблемы качества

стали путем воздействи  на сталь перед ее разливкой. Это выражаетс  в том, что в данном способе нет приема регулировани  температуры стали в сталеразливочном ковше после выпуска плавки из конвертера.

Известен способ управлени  плавкой стали в конвертере.

Способ включает контроль расхода кислорода и нейтрального газа во врем  продувки жидкой стали, также состава отход щих газов и изменение соотношени  расходов кислорода и нейтрального газа. Определ ют возможный прирост температуры в процессе продувки стали в, конвертере , и по этому приросту температуры расчитывают дозу охладител  и ввод т ее в агрегат дл  снижени  температуры. В период снижени  температуры, вызванной ввеVJ

00

00

о VI ел

со

t

денной дозой охладител , поддерживают соотношение расходов кислорода и нейтрального газа с заданной скоростью изменени  температуры до заданного значени  содержани  углерода в стали и при очередном достижении критической температуры стали процедуру расчета и ввода охладител  повтор ют.

Недостаток известного способа охлаждени  жидкого металла в конвертере идеи- тичен недостатку предыдущего аналога.

Наиболее близким по сущности и технологическому осуществлению в сравнении с изобретением  вл етс  способ стабилизации конвертерной стали в ковше, изложенный в типовой технологической инструкции по выплавке стали в конвертерах.

Дл  регулировани  теплового состо ни  стали после выпуска из конвертера в ковш опускают вблизи траверсы большого подъема широкосл бовую заготовку при помощи малого подъема крана разливочного пролета, Длительность пребывани  заготовки в расплаве зависит от ее размера и температуры перегрева металла.

Способ практически не прит зателен, но регулирование температуры стали при этом не  вл етс  надежно стабильным, а грубым приближением стабильности. Весьма часто, примерно, из 10 случаев половина приходитс  на долю плавок, когда дополнительно воздействует на металл после охлаждени  заготовкой. Такие меры, например второй или третий раз опускать заготовку в ковш, или выдерживать металл в ковше перед разливкой, нарушают ритмичность технологического процесса производства стали. Более того, данный способ плохо автоматизирован и невысок по культуре производства .

Цель изобретени  - повышение качества стали, увеличение выхода годной стали.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что нар ду с присадкой различных охладителей по ходу плавки в конвертере, присадки охладителей в сталеразливочный ковш, продувку в ковше тазами, выдержку жидкого металла в ковше перед разливкой, стабилизацию жидкого металла по температуре осуществл ют в сталеразливочном ковше дискретными присадками, состо щими из двух-трех порций металлодобавок в зависимости от плотности железосодержащей массы и температуры перегрева металла выше-значений ликвидус выплавл емой марки стали, при этом сначала присаживают металлодобавки с большей плотностью, например недокат прокатных цехов, и продувают расплав с максимальным расходом аргона 70-80 м /ч, а затем

присаживают металлодобавки с меньшей плотностью, например окисленные или ме- таллизованные окатыши, и продувают расплав с расходом 30-50 м /ч.

Присадка металлодобавок большей плотности в виде недокатов в начале процесса стабилизации (охлаждени ) жидкого расплава в сталеразливочном ковше осно- 6АЦА НА возможности сразу подать несколько

0 недокатов и продуть дл  ускорени  растворени  твердых металлодобавок в жидком металле аргоном С минимальным расходом его при условии высокого перегрева стали в ковше.;

5 Присадка металлодобавок меньшей плотности в виде окатышей  вл етс  доводочной операцией и может быть сведена до минимума, если даже минимальные по массе присадки недоката в сталеразливочный

0 ковш позволили достигнуть ориентировочного уровн  температуры разливки стали. Как правило, присадка окатышей осуществл етс  в пределах 0,5-3,0 т. При этом продувку расплава аргоном осуществл ют с

5 меньшим расходом газа, т.е. с возможно минимальным эффектом перемешивани  со шлаком, т.к. удаление серы из стали в присутствии присаживаемых окатышей не происходит из-за снижени  основности шлака,

0 вследствие присадок окатышей.

Ассимилирующие свойства шлака в отношении не только серы, но и окисных неметаллических включений в период присадки окатышей снижаютс , поэтому не5 обходимость интенсивной продувки металла и шлака в ковше нецелесообразна.

Однако следует отметить, что без присадки окатышей и последующей неинтенсивной продувки металла аргоном,

0 невозможно точно попадать на требуемый уровень стабилизации температуры стали перед разливкой. Дискретна  (т.е. определенна  с заранее установленным весом) присадка металлодобавок с большой плот5 ностью, как показал опыт работы; недостаточна дл  обеспечени  подачи жидкого металла на УН PC требуемого уровн  стабильности по температуре стали.

Дискретные присадки металлодобавок

0 высокой плотности (недокаты) и менее высокой плотности (окатыши)  вл ютс  наперед заданными массами, которые заранее известны и приготовлены дл  осуществлени  процесса стабилизации теплового состо 5 ни  плавки в ковше. При этом, если массу присаживаемых недокатов можно подготовить заранее, компону , например, из 3-х порций разного веса одну присадку металлодобавок , то массу присаживаемых окисленных или металлизованных окатышей

представл етс  возможным измен ть сиюминутно , т.к. они могут поступать из дозиро- ванных, снабженных весами, бункеров хранени .

Недокаты в массе от 1,0 до 15,0 т заранее взвешиваютс  и определ ютс  по марке стали, содержанию углерода в них, также и порции окатышей определ ютс  на содержание в них железа, степени металлизации, степени окисленности.

Разработаны специальные таблицы - номограммы соотношений массы металло- добавок и снижени  температуры стали от их присадки в зависимости от марки присаживаемого металла, сорта окатышей и массы плавки конвертера, котора  может колебатьс  от 1 до 6%. При расчете эффективности охлаждени  предлагаетс  пользоватьс  показателем, характеризующим снижение температуры на 1 градус на 1 % веса присадки (от веса садки в момент присадки ). Значени  этого показател , называемого охлаждающим эффектом, обычно составл ют 10-20 град/% охлаждающей присадки. Эти значени  как правило относ т к крупногабаритному лому типа недо- кат. Дл  окатышей в зависимости от химического состава, но в основном от величины поверхности, эффективность охлаждени  составл ет 30-40 град/%. Различие упом нутого показател  зависит от уровн  полной удельной поверхности стального лома . Например, дл  двутавровых балок № 20 и 16 это составит 30 и 34,4 м2/т, а дл  более мелкого лома более 40 м /т. Плавление лома протекает в двух режимах: диффу- зионном без перемешивани  и кинетическом с перемешиванием расплава при температурах 1540-1700°С. Как правило , скорость плавлени  практически не зависит от содержани  углерода в расплаве, но зависит от следующих факторов: удельной поверхности присадок, химического состава их, температуры всей плавки, массы плавки, массы присадок.

Следует отметить, что не существует пр мой зависимости присадок металлодо- бавок и снижени  температуры расплава в ковше перед разливкой стали на УНРС. Тепловое состо ние ковша вместе с выпущенной массой плавки каждый раз неодинаково, в том числе и по причине непосто нства огнеупорной кладки ковша по степени нагрева. Поэтому масса сталераз- ливочного ковша с металлом плавки по разному во времени охлаждаетс  даже после присадки одних и тех же масс охладителей. Следует понимать, что происходит накладка расчётных характеристик всех параметров теплового состо ни  ковша и массы плавки

на опытный статистический массив данных. Это обсто тельство позврл  ет закладывать в программы ЭВМ поправочные коэффициенты , что  вл етс  актуальным аспектом

предлагаемого изобретени . Например, при существующих оборотах сталеразли- вочных ковшей с учетом разливки плавка на плавку тепловое состо ние футеровки ковша оцениваетс  индексом 1. При переходе

0 с одной марки на другую индекс практически не измен етс . При подаче под конвертер вновь футерованного ковша индекс существенно мен етс  в сторону увеличени  до 1,5 и выше при расчете охлаждаю щих

5 добавок (присадок) в ковш.

Количество порций присаживаемых ме- таллодобавок от одной до трех обосновываетс  тем, что, как правило, металлодобавка меньшей плотности (окатышей) может быть

0 отсыпана на любую массу в данный момент и поэтому может присаживатьс  в ковш одной порцией.

Количество порций металлодобавок большой плотности (недокаты) было опреде5 лено опытным путем и равно трем. Это объ сн етс  тем, что недокаты прокатного производства могут быть разного сечени  и длины и могут быть только заранее взвешены и подготовлены на стеллаже и на конвер0 тере. Опытным путем установлено, что сочетание масс недоката из трех в 95% случаев удовлетвор ет набранному весу без нарушени  ритма подачи ковша на сталеразливочный стенд, при разливке по

5 способу плавка на плавку.

Продувка металла в ковше аргоном с расходом его менее 70 м /ч необоснованно зат гивает процесс растворени  недоката в ковше, т.е. процесс охлаждени  стали, а

0 продувка металла аргоном с расходом более 80 м /ч, не позвол ет раствор ть недокат в ковше без оголени  металла из-под шлака. Окисление металла с поверхности ухудшает загр зненность стали нежела5 тельными примес ми.

Продувка металла в ковше с расходом аргона менее 30 м /ч практически не вли ет на результаты усвоени  металлом окатышей , а продувка металла с расходом аргона

0 более 50 м /ч показала, что после растворени  окатышей начинаетс  или становитс  заметным процесс ресульфурации стали. что нежелательно очевидно.

Ниже приведен пример исполнени 

5 изобретени , не исключающий других в пределах за вл енного в формуле.

П р и м е р. В процессе выплавки стали, например, 22ГЮ в 350 т конвертере по ходу плавки в конвертер присаживают охладители , которые рассчитаны на оптимальный режим обезуглероживани  расплава и удалени  примесей при соблюдении интенсивного шлакообразовани , в частности усвоени  извести.

Перед выпуском плавки из конвертера замер ют температуру стали, котора  равна 1700°С. После расчета массы плавки в ковше , зна  температуру огнеупорной кладки сталеразливочного ковша, задают в счетную машину массив упом нутых данных.

Получив массу присадки в килограммах, определ ют количество порций т желовесного лома с точностью до 1 тонны исход  из наличи  заранее взвешенных недокатов.

Разницу выданного машиной веса присадки и набранного веса недокатов возмещают насыпным весом окатышей.

После набора веса осуществл ют введение присадок в ковш на специальном месте на технологической линии конвертер-установка доводки стали и продувки аргоном - машина непрерывного лить  заготовок.

При подаче металлодобавок большей плотности продувают с большей интенсивностью , а при подаче металлодобавок с меньшей плотность ю продувают расплав с меньшей интенсивностью.

Экономическа  эффективность предлагаемого изобретени  заключаетс  в снижении брака непрерывнолитых сл бов с УНРС вследствие улучшени  качества поверхности , из-за стабилизации температуры, что, в свою очередь, стабилизирует скорость разливки по МНЛЗ и равномерное затекание шлакообразующей смеси в кристаллизато- ре между телом слитка и стенкой кристаллизатора .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ стабилизации теплового состо ни  металла перед разливкой, включающий присадку различных охладителей по ходу плавки в конвертере, присадку охладителей всталеразливочный ковш, продувку в ковше

   газами, выдержку жидкого металла в ковше перед разливкой, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  условий разливки и качества готовой продукции, стабилизацию жидкого металла по температуре в сталеразливочном ковше осуществл ют дискретными присадками, состо щими из двух-трех порций в зависимости от химсостава , температуры перегрева металла выше значений ликвидус выплавл емой марки

   стали и плотности охладител  с одновременной продувкой инертным газом, при этом сначала ввод т недокат прокатных цехов с интенсивностью продувки аргоном 70-80 м3/ч, а затем - окисленные окатыши

   с интенсивностью продувки аргоном 30-50 м3/ч.