RU2031755C1

RU2031755C1 - Method to apply vacuum treatment to a steel containing too small amount of carbon at continuous casting in a flow line

Info

Publication number: RU2031755C1
Application number: RU93038315A
Authority: RU
Inventors: С.В. Колпаков; В.В. Рябов; Г.Н. Ролдугин; В.В. Капнин; И.В. Сафонов; С.М. Чиграй; В.Н. Хребин; Ю.Ф. Суханов; Е.И. Ермолаева; В.И. Уманец; В.И. Лебедев; А.Ф. Копылов
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: method to apply vacuum treatment to a steel, containing too small amount of carbon at continuous casting in a flow line lies in the fact that when releasing from converter carbon content is defining in the steel within 0.020 to 0.040 per cent. The steel is deoxidized in casting ladle up to residual oxygen content ranging within 0.030 to 0.050 per cent. Process of applying vacuum treatment to a steel in flow line is performed at residual pressure within 0.5 to 5.0 kPa. The steel is fed from vacuum chamber through a pipe branch in the middle area of the intermediate ladle, subdivided into three areas by cross partitions. Then the steel is deoxidized and alloyed by aluminum in the middle area the intermediate ladle. Inert gas is fed into end areas of the intermediate ladle at 1...3 m³/h flow rate, as well as slag mixture containing carbon within 0.1 to 5.0 per cent is fed to metal meniscus in the intermediate ladle at flow rate within 0.3 to 0.7 kg/t and to metal meniscus in crystallizers at 0.5 to 1.2 kg/t steel flow rate. EFFECT: high quality and productivity. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of steel.

Известен способ поточного вакуумирования углеродистой стали при непрерывной разливке, включающий выплавку стали в конвертере, продувку стали аргоном и ее раскисление в разливочном ковше, подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуумкамеру, создание в ней необходимого по технологии остаточного давления, обработку металла в вакуумкамере, подачу металла из вакуумкамеры через патрубки непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. В этих условиях вакуумкамера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуумнасосом [1]. A known method of flow evacuation of carbon steel during continuous casting, including smelting steel in a converter, purging steel with argon and its deoxidation in a casting ladle, supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating the residual pressure required by the technology, processing the metal in a vacuum chamber, feeding it metal from the vacuum chamber through the nozzles directly into the molds under the metal level. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate bucket connected to the vacuum pump [1].

Недостатком известного способа является недостаточная производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуумкамеры происходит переполнение кристаллизаторов. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того, при известном способе невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки. The disadvantage of this method is the lack of performance and stability of the process of continuous casting of metals. This is due to the fact that in the event of a leak in the vacuum chamber, overflow of crystallizers occurs. Under these conditions, the continuous casting process is terminated. In addition, with the known method, it is impossible to adjust the flow of metal into the molds depending on the changing technological parameters of the casting process.

Наиболее близким по технической сущности является способ поточного вакуумирования углеродистой стали при непрерывной разливке, включающий выплавку стали в конвертере, продувку стали аргоном и ее раскисление в разливочном ковше, подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуумкамеру, создание в ней необходимого по технологии остаточного давления, обработку металла в вакуумкамере, подачу металла из вакуумкамеры через патрубок в промежуточный ковш с единой рабочей полостью и далее через удлиненные разливочные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижнего торца патрубка и герметизации вакуумкамеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере [2]. The closest in technical essence is the method of continuous evacuation of carbon steel during continuous casting, including smelting steel in a converter, purging steel with argon and its deoxidation in a casting ladle, supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating the residual pressure required by the technology, processing metal in a vacuum chamber, metal feed from a vacuum chamber through a nozzle into an intermediate ladle with a single working cavity and then through elongated pouring glasses into crystallization Ators under the metal level. After raising the metal level in the intermediate ladle above the lower end of the nozzle and sealing the vacuum chamber with liquid metal, they begin to decrease the residual pressure in the chamber [2].

Недостатком известного способа является невозможность получения годных непрерывнолитых слитков из стали с особонизким содержанием углерода. Это объясняется тем, что в известном способе не регламентированы параметры содержания углерода в стали на выпуске из конвертера, содержания остаточного кислорода в стали после ее раскисления, диапазон значений остаточного давления в вакуумкамере, а также массовые пределы вводимых в сталь легирующих элементов и раскислителей. Кроме того, подача металла из вакуумкамеры в промежуточный ковш с единой рабочей полостью приводит к повышенному содержанию в непрерывнолитых слитках неметаллических включений. The disadvantage of this method is the inability to obtain suitable continuously cast ingots from steel with a particularly low carbon content. This is because the known method does not regulate the parameters of the carbon content in the steel at the outlet from the converter, the residual oxygen content in the steel after its deoxidation, the range of residual pressure in the vacuum chamber, and the mass limits of the alloying elements and deoxidants introduced into the steel. In addition, the supply of metal from the vacuum chamber to the intermediate ladle with a single working cavity leads to an increased content of non-metallic inclusions in continuously cast ingots.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении выхода годных непрерывнолитых слитков с гарантированным содержанием углерода, улучшении качества непрерывнолитых слитков, снижение расхода легирующих элементов и раскислителей. The technical effect when using the invention consists in increasing the yield of continuously cast ingots with a guaranteed carbon content, improving the quality of continuously cast ingots, reducing the consumption of alloying elements and deoxidizing agents.

Указанный технический эффект достигается тем, что выплавляют сталь в конвертере, продувают сталь аргоном и раскисляют ее в разливочном ковше, подают сталь из разливочного ковша в вакуумкамеру, создают в ней необходимое по технологии остаточное давление, обрабатывают сталь в вакуумкамере, подают сталь из вакуумкамеры в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы через разливочные стаканы под уровень металла и вытягивают из кристаллизаторов непрерывнолитые слитки. The indicated technical effect is achieved by melting the steel in the converter, purging the steel with argon and deoxidizing it in the casting ladle, feeding steel from the casting ladle to the vacuum chamber, creating the residual pressure required by the technology, processing the steel in the vacuum chamber, feeding steel from the vacuum chamber to the intermediate the ladle through the nozzle and further into the molds through pouring glasses to the metal level and continuously cast ingots are drawn from the molds.

При выпуске стали из конвертера устанавливают содержания углерода в стали в пределах 0,020-0,040% ; раскисляют сталь в разливочном ковше до содержания в ней остаточного кислорода в пределах 0,030-0,050%, процесс поточного вакуумирования производят при остаточном давлении в пределах 0,5-5,0 кПа; раскисляют и легируют сталь в средней зоне промежуточного ковша алюминием с массовой долью в пределах 0,04-0,06%; подают сталь через патрубок в среднюю зону промежуточного ковша, разделенного на три зоны поперечными перегородками, подают инертный газ через пористые пробки в крайние зоны промежуточного ковша с расходом в пределах 1-3 м³/ч, а также подают шлаковую смесь с содержанием углерода в пределах 0,1-5,% на мениск металла в промежуточном ковше с расходом 0,3-0,7 кг/т и на мениск металла в кристаллизаторах с расходом 0,5-1,2 кг/т.When releasing steel from the converter, the carbon content in the steel is set within 0.020-0.040%; steel is deoxidized in the casting ladle to a residual oxygen content in it in the range of 0.030-0.050%, the process of flow evacuation is performed at a residual pressure in the range of 0.5-5.0 kPa; deoxidize and alloy steel in the middle zone of the intermediate ladle with aluminum with a mass fraction in the range of 0.04-0.06%; steel is supplied through a pipe to the middle zone of the intermediate ladle, divided into three zones by transverse partitions, inert gas is supplied through porous plugs to the extreme zones of the intermediate ladle with a flow rate of 1-3 m ³ / h, and a slag mixture with a carbon content of 0.1-5% on the meniscus of the metal in the tundish with a flow rate of 0.3-0.7 kg / t and on the meniscus of the metal in the molds with a flow rate of 0.5-1.2 kg / t.

Кроме того, в промежуточном ковше производят микролегирование стали посредством ввода добавок: титана, ванадия, ниобия, циркония, кальция, бора и редкоземельных металлов. In addition, in the tundish, microalloying of steel is carried out by introducing additives: titanium, vanadium, niobium, zirconium, calcium, boron and rare-earth metals.

Повышение выхода годных непрерывнолитых слитков с гарантированным содержанием углерода будет происходить вследствие доведения содержания углерода в стали во время выплавки в конвертере до минимально возможного содержания и последующего обезуглероживания в проточной вакуумной камере до необходимого значения. An increase in the yield of continuously cast ingots with guaranteed carbon content will occur as a result of bringing the carbon content in steel during smelting in the converter to the minimum possible content and subsequent decarburization in the flowing vacuum chamber to the required value.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие уменьшения содеpжания в металле неметаллических включений из-за углеродного раскисления стали в вакуумной камере и при последующем раскислении в промежуточном ковше при минимальном содержании остаточного кислорода в стали. Improving the quality of continuously cast ingots will occur due to a decrease in the content of nonmetallic inclusions in the metal due to carbon deoxidation of steel in a vacuum chamber and subsequent deoxidation in an intermediate ladle with a minimum residual oxygen content in steel.

Кроме того, уменьшение содержания азота в непрерывнолитых слитках из-за подачи стали на поточное вакуумирование с относительно большим содержанием остаточного кислорода приводит к ограничению поглощающей способности стали к восприятию азота из воздуха. Снижение содержания азота приводит к повышению пластических свойств готовой металлопродукции и повышению ее нестареющих свойств. In addition, a decrease in the nitrogen content in continuously cast ingots due to the supply of steel to flow evacuation with a relatively high content of residual oxygen leads to a limitation of the absorption capacity of steel for the perception of nitrogen from air. A decrease in the nitrogen content leads to an increase in the plastic properties of the finished metal products and an increase in its ageless properties.

Снижение расхода легирующих элементов и раскислителей будет происходить вследствие проведения углеродного раскисления стали в вакуумкамере в процессе поточного вакуумирования. Кроме того, снижение содержания азота в стали приводит к дополнительному снижению расхода раскислителей и легирующих в виде алюминия. При этом при низком содержании азота в стали уменьшается расход алюминия, как легирующего элемента в этом случае, на связывание азота и образование нитридов алюминия. В этом случае повышаются нестареющие свойства готовой металлопродукции. The reduction in the consumption of alloying elements and deoxidizers will occur due to the carbon deoxidation of steel in a vacuum chamber in the process of in-line evacuation. In addition, a decrease in the nitrogen content in steel leads to an additional reduction in the consumption of deoxidizers and alloys in the form of aluminum. At the same time, at a low nitrogen content in the steel, the consumption of aluminum, as an alloying element in this case, for nitrogen binding and the formation of aluminum nitrides decreases. In this case, the ageless properties of the finished metal products increase.

Диапазон содеpжания углерода в стали в пределах 0,020-0,040% при ее выпуске из конвертера объясняется необходимостью в дальнейшем проведении поточного вакуумирования стали. При меньших значениях в процессе конвертерной плавки интенсифицируется процесс сгорания железа, а процесс удаления углерода из стали растягивается во времени. При больших значениях не будет происходить обезугле- роживание стали в процессе поточного вакуумирования до необходимых пределов вследствие малого времени нахождения каждого объема разливаемой стали в проточной вакуумкамере. The range of carbon content in steel in the range of 0.020-0.040% upon its release from the converter is explained by the need for further in-line evacuation of steel. At lower values, the process of iron burning is intensified during converter smelting, and the process of removing carbon from steel is stretched over time. At large values, steel decarburization will not occur during in-line evacuation to the required limits due to the short time each volume of cast steel is in the flow chamber.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от величины необходимой пластичности прокатанной металлопродукции из непрерывнолитых слябов. The specified range is set in inverse proportion to the required plasticity of rolled metal products from continuously cast slabs.

Диапазон содержания остаточного кислорода в стали после ее раскисления в пределах 0,030-0,050% объясняется содержанием в стали углерода. При меньших значениях невозможно будет провести обезуглероживание стали в проточной вакуумкамере до необходимых пределов. При больших значениях будет происходить интенсивное образование неметаллических включений в стали в промежуточном ковше и кристаллизаторах. The range of residual oxygen content in the steel after its deoxidation in the range of 0.030-0.050% is explained by the carbon content in the steel. At lower values, it will not be possible to decarburize the steel in the flow chamber to the required limits. At large values, intensive formation of non-metallic inclusions in steel in the intermediate ladle and molds will occur.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от содержания углерода в стали. The specified range is set in direct proportion to the carbon content in the steel.

Диапазон значений остаточного давления в проточной вакуумкамере в пределах 0,5-5,0 кПа объясняется закономерностями процесса обезуглероживания стали. При больших значениях не будет обеспечиваться снижение содержания углерода в стали до необходимых пределов. Меньшие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. при этом не будет обеспечиваться дальнейшее снижение содержания углерода. The range of residual pressure in the flow chamber within 0.5-5.0 kPa is explained by the laws of the decarburization process of steel. At high values, the carbon content in the steel will not be reduced to the required limits. It does not make sense to establish lower values, since a further decrease in the carbon content will not be ensured.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от содержания в стали углерода и кислорода, т.к. при малых содержаниях в стали углерода и кислорода реакция обезуглероживания затруднена и происходит при более глубоком вакууме, что трудно достижимо. The specified range is set in direct proportion to the content of carbon and oxygen in steel, because at low carbon and oxygen contents in steel, the decarburization reaction is difficult and occurs at a deeper vacuum, which is difficult to achieve.

Диапазон подачи массовых долей раскислителя в сталь в виде алюминия в пределах 0,4-0,06% объясняется с одной стороны необходимостью удаления остаточного кислорода в стали после ее углеродного раскисления в вакуумкамере, а с другой стороны - необходимостью получения нестареющих свойств металлопродукции, например, холоднокатаного металла для автомобильной промышленности. Эти свойства обеспечиваются при связывании азота алюминием в нитриды при соотношении массовых долей алюминия к азоту не менее 10/1. The range of supply of mass fractions of deoxidizing agent to steel in the form of aluminum in the range of 0.4-0.06% is explained, on the one hand, by the need to remove residual oxygen in steel after its carbon deoxidation in a vacuum chamber, and on the other hand, by the need to obtain non-aging properties of metal products, for example, cold rolled metal for the automotive industry. These properties are ensured by the binding of nitrogen by aluminum to nitrides at a ratio of mass fractions of aluminum to nitrogen of at least 10/1.

При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимые нестареющие свойства холоднокатаного листа. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. при этом происходит перерасход алюминия без дальнейшего улучшения потребительских свойств металлопродукции. At lower values, the necessary non-aging properties of the cold-rolled sheet will not be provided. It does not make sense to establish large values, since this leads to an over consumption of aluminum without further improving the consumer properties of metal products.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от содержания азота в стали. The specified range is set in direct proportion to the nitrogen content in the steel.

Диапазон расхода инертного газа в крайних зонах через каждую пористую пробку в днище промежуточного ковша в пределах 1-3 м³/ч объясняется закономерностями всплывания неметаллических включений. При меньших значениях не будет обеспечиваться интенсификация всплывания неметаллических включений. При больших значениях будет нарушаться сплошное покрытие шлаковой смесью мениска металла в промежуточном ковше, что приведет к окислению металла.The range of inert gas flow in the extreme zones through each porous plug in the bottom of the intermediate ladle within 1-3 m ³ / h is explained by the patterns of non-metallic inclusions floating up. At lower values, the emergence of non-metallic inclusions will not be intensified. At high values, the continuous coating of the slag mixture of the meniscus of the metal in the tundish will be disrupted, which will lead to the oxidation of the metal.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от весового расхода металла. The specified range is set in direct proportion to the weight flow rate of the metal.

Диапазон содержания углерода в шлаковой смеси в пределах 0,1-5,0% объясняется необходимостью устранения процесса комкования шлаковой смеси и уменьшения скорости ее расплавления. При меньших значениях будет происходить комкование шлаковой смеси, что приведет к ухудшению работы смеси на мениске металла. При больших значениях будет происходить науглероживание стали. The range of carbon content in the slag mixture in the range of 0.1-5.0% is explained by the need to eliminate the process of clumping of the slag mixture and reduce the rate of its melting. At lower values, clumping of the slag mixture will occur, which will lead to a deterioration in the work of the mixture on the meniscus of the metal. At high values, carbonization of steel will occur.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от температуры разливаемого металла. The specified range is set in inverse proportion to the temperature of the cast metal.

Диапазон расходов шлаковой смеси в промежуточный ковш и кристаллизаторы в пределах соответственно 0,3-0,7 кг/т и 0,5-1,2 кг/т объясняется необходимостью устранения вторичного окисления металла, его теплоизоляции и обеспечения ассимиляции неметаллических включений. При меньших значениях не будет обеспечиваться защита металла на мениске. При больших значениях будет происходить перерасход шлаковой смеси без дальнейшего улучшения ее служебных свойств. The range of flow rates of the slag mixture into the intermediate ladle and molds in the range of 0.3-0.7 kg / t and 0.5-1.2 kg / t, respectively, is explained by the need to eliminate secondary oxidation of the metal, its thermal insulation and ensure the assimilation of non-metallic inclusions. At lower values, the metal on the meniscus will not be protected. At high values, the slag mixture will be overspended without further improvement in its service properties.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". The analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinguishing features of the proposed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

Способ поточного вакуумирования углеродистой стали с особонизким содержанием углерода при непрерывной разливке осуществляют следующим образом. The method of continuous evacuation of carbon steel with a particularly low carbon content during continuous casting is as follows.

П р и м е р. В конвертере емкостью 300 т выплавляют малоуглеродистую качественную сталь марки 08Ю для холодной штамповки. Температура металла в конвертере перед выпуском составляет 1660-1680^оС. Массовая доля элементов в металле перед выпуском для стали особо высокой штампуемости в процентах составляет: С = 0,020-0,040%; S = 0,010-0,020%, Р = 0,008-0,01%; Cr≅0,03%; Ni≅0,03%; Cu≅0,06%.PRI me R. In a converter with a capacity of 300 tons, low-carbon high-quality steel grade 08Y is smelted for cold stamping. Metal temperature in the vessel before release of 1660-1680 ° ^C. Mass fraction of the metal elements before release to become particularly high formability in percent is: C% = 0,020-0,040; S = 0.010-0.020%, P = 0.008-0.01%; Cr 0.03%; Ni 0.03%; Cu ≅ 0.06%.

После выпуска металла из конвертера в сталеразливочный ковш емкостью 300 т последний подвергают обработке в форме продувки аргоном с объемным расходом газа не менее 30 м³/ч и с давлением не менее 8 кг/см², а также раскисления посредством ввода алюминиевой проволоки и легируют посредством ввода марганца. При этом содержание остаточного кислорода в стали после раскисления устанавливают в пределах 0,030-0,050% в прямой пропорциональной зависимости от содержания углерода в стали. Температура металла в ковше после продувки аргоном и раскисления составляет 1600-1610^оС.After the metal is discharged from the converter into a 300 t steel casting ladle, the latter is subjected to treatment in the form of an argon purge with a gas volume flow of at least 30 m ³ / h and a pressure of at least 8 kg / cm ² , as well as deoxidation by introducing aluminum wire and alloyed with input manganese. The residual oxygen content in the steel after deoxidation is set in the range of 0.030-0.050% in direct proportion to the carbon content in the steel. The temperature of the metal in the bucket after purging with argon and deoxidation is 1600-1610 ^about C.

После операции продувки и раскисления сталь подвергают процессу поточного струйного вакуумирования. After the operation of purging and deoxidation, the steel is subjected to a stream jet evacuation process.

В процессе поточного вакуумирования подают металл из разливочного ковша в вакуумкамеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуумкамере, подают металл в промежуточный ковш из вакуумкамеры через патрубок, установленный в ее днище и далее в кристаллизаторы через удлиненные разливочные стаканы под уровень. In the process of in-line evacuation, metal is fed from the casting ladle into the vacuum chamber, the residual pressure is created in it, the metal is processed in the vacuum chamber, metal is fed into the intermediate ladle from the vacuum chamber through a nozzle installed in its bottom and then to the crystallizers through elongated casting glasses under the level.

В вакуумкамере устанавливают остаточное давление в пределах 0,5-5,0 кПа в прямой пропорциональной зависимости от содержания в стали углерода и кислорода. In a vacuum chamber, a residual pressure of 0.5-5.0 kPa is set in direct proportion to the content of carbon and oxygen in the steel.

Металл из вакуумкамеры подают в среднюю зону в промежуточном ковше, разделенного поперечными перегородками на три зоны. Разливочные стаканы устанавливают в крайних зонах. Поперечные перегородки ограничивают объем металла в средней зоне, где происходит интенсивное перемешивание металла под действием подводимой струи металла из патрубка. Через щели, выполненные между днищем промежуточного ковша и нижними торцами перегородок, металл перетекает в крайние зоны. В этих зонах из металла всплывают неметаллические включения к мениску металла в промежуточном ковше, где ассимилируются шлаковой смесью. The metal from the vacuum chamber is fed into the middle zone in the intermediate ladle, divided by transverse partitions into three zones. Filling glasses are installed in the extreme zones. The transverse partitions limit the volume of metal in the middle zone, where there is intense mixing of the metal under the action of the supplied metal stream from the pipe. Through slots made between the bottom of the intermediate bucket and the lower ends of the partitions, the metal flows into the extreme zones. In these zones, non-metallic inclusions float from the metal to the meniscus of the metal in the intermediate ladle, where they are assimilated by the slag mixture.

В среднюю зону промежуточного ковша симметрично от патрубка подают раскислитель в виде алюминиевой проволоки с расходом массовых долей в пределах 0,04-0,06% . В этих условиях происходит удаление оставшегося в стали кислорода после ее углеродного раскисления в вакуумкамере, а также обеспечивается получение нестареющих свойств прокатанной металлопродукции, например, сохранения механических свойств. Расход алюминиевой проволоки устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от содержания азота в стали. A deoxidizer in the form of an aluminum wire with a flow rate of mass fractions in the range of 0.04-0.06% is fed symmetrically from the nozzle into the middle zone of the intermediate bucket. Under these conditions, the oxygen remaining in the steel after its carbon deoxidation in the vacuum chamber is removed, and the aging properties of the rolled metal products are obtained, for example, maintaining the mechanical properties. The consumption of aluminum wire is set in direct proportion to the nitrogen content in the steel.

На мениск металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторах подают шлаковую смесь с содержанием углерода в пределах 0,1-5,% в обратной пропорциональной зависимости от температуры разливаемой стали. Расходы смеси в промежуточный ковш и в кристаллизаторы устанавливают соответственно в пределах 0,3-0,7 кг/т и 0,5-1,2 кг/т разливаемой стали. On the meniscus of the metal in the intermediate ladle and in the molds, a slag mixture is fed with a carbon content in the range of 0.1-5% in inverse proportion to the temperature of the cast steel. The flow rates of the mixture in the intermediate ladle and in the molds are set respectively in the range of 0.3-0.7 kg / t and 0.5-1.2 kg / t of cast steel.

Шлаковую смесь подают следующего состава, мас.%: шлакопортландцемент 30-32; графит литейный (аморфный) 0,5-6; плавиковый шпат 33-36; нефелиновый концентрат 19-22; силикатная глыба 5-8. The slag mixture is served in the following composition, wt.%: Slag Portland cement 30-32; foundry graphite (amorphous) 0.5-6; fluorspar 33-36; nepheline concentrate 19-22; silicate block 5-8.

В крайних зонах промежуточного ковша на участках между разливочными стаканами и поперечными вертикальными перегородками через пористые пробки, установленные в днище промежуточного ковша, подают инертный газ с расходом в пределах 1-3 м³/ч через каждую пористую пробку.In the extreme zones of the intermediate ladle, in the sections between the pouring nozzles and the transverse vertical partitions, inert gas is supplied through porous plugs installed in the bottom of the intermediate ladle with a flow rate of 1-3 m ³ / h through each porous plug.

Сталь с температурой 1550-1570^оС подают из промежуточного ковша емкостью 30 т в два кристаллизатора, из которых вытягивают слитки. В непрерывнолитых слябах массовая доля элементов составляет: С≅0,1%; Mn = 0,15-0,22%; Al = 0,030-0,060%; S≅0,015%; Р≅0,015%; Cr≅ ≅0,03%; Ni≅0,03%; Cu≅0,06%; Si≅ ≅0,02%; N₂ ≅0,006%.Steels with a temperature 1550-1570 ^{° C} is fed from a tundish capacity of 30 tons in two crystallizer from which the ingot is pulled. In continuously cast slabs, the mass fraction of elements is: С≅0.1%; Mn = 0.15-0.22%; Al = 0.030-0.060%; S ≅ 0.015%; P ,01 0.015%; Cr ≅ 0.03%; Ni 0.03%; Cu 0.06%; Si≅ ≅ 0.02%; N ₂ ≅0.006%.

При такой организации получения непрерывнолитых слябов с особонизким содержанием углерода в количестве ≅0,01% обеспечивается сокращение времени продувки конвертера, устранение интенсивного выгорания железа из стали вследствие выпуска стали из конвертера с содержанием углерода в пределах 0,020-0,040% . Кроме того, обеспечение содержания остаточного кислорода в стали после раскисления в пределах 0,030-0,050% позволяет проводить обезуглероживание стали в проточной вакуумкамере в условиях кратковременности пребывание стали в ней без образования неметаллических включений. With such an organization, the production of continuously cast slabs with a particularly low carbon content of ≅0.01% ensures a reduction in the purge time of the converter, elimination of intense burnout of iron from steel due to the release of steel from the converter with a carbon content in the range of 0.020-0.040%. In addition, ensuring the residual oxygen content in the steel after deoxidation in the range of 0.030-0.050% allows decarburization of the steel in the flow chamber under conditions of short duration, the stay of steel in it without the formation of non-metallic inclusions.

Проведение поточного вакуумирования стали при остаточном давлении в камере в пределах 0,5-5,0 кПа обеспечивает обезуглероживание стали до необходимых пределов. Carrying out in-line evacuation of steel at a residual pressure in the chamber in the range of 0.5-5.0 kPa provides decarburization of steel to the required limits.

Раскисление стали в средней зоне промежуточного ковша обеспечивает повышение нестареющих свойств готовой металлопродукции и удаление остаточного кислорода. Наличие крайних зон в промежуточном ковше обеспечивает дополнительную очистку стали от неметаллических включений вследствие их всплывания на мениск металла. Deoxidation of steel in the middle zone of the intermediate ladle provides an increase in the ageless properties of the finished metal products and the removal of residual oxygen. The presence of extreme zones in the intermediate ladle provides additional cleaning of steel from non-metallic inclusions due to their surfacing on the meniscus of the metal.

Подача инертного газа в крайние зоны промежуточного ковша через его днища позволяет интенсифицировать процесс всплывания неметаллических включений. The supply of inert gas to the extreme zones of the intermediate ladle through its bottoms makes it possible to intensify the process of floating non-metallic inclusions.

Подача на мениск металла в промежуточном ковше и в кристаллизаторах шлаковой смеси с углеродом в пределах 0,1-5,0% обеспечивает устранение науглероживание стали и гарантирует получение стали с заданным содержанием углерода. The supply to the meniscus of the metal in the intermediate ladle and in the mold slag mixture with carbon in the range of 0.1-5.0% ensures the elimination of carburization of steel and guarantees the production of steel with a given carbon content.

В промежуточный ковш вводят микролегирующие добавки в виде, например, проволоки из следующих элементов: титана, ванадия, ниобия, циркония, кальция, бора, редкоземельных металлов. Введение этих добавок позволяет связать остаточное содержание углерода и азота в карбонитриды. Последнее позволяет значительно повысить пластические свойства готовой металлопродукции, обеспечить процесс горячего оцинкования листов без потерь их пластических свойств, а также обеспечить отсутствие старения металлопродукции. При этом обеспечивается усвоение добавок в пределах 90-95%. Microalloying additives are introduced into the intermediate ladle in the form, for example, of wires of the following elements: titanium, vanadium, niobium, zirconium, calcium, boron, rare earth metals. The introduction of these additives allows you to bind the residual content of carbon and nitrogen in carbonitrides. The latter allows to significantly increase the plastic properties of finished metal products, to ensure the process of hot-dip galvanizing of sheets without loss of their plastic properties, and also to ensure the absence of aging of metal products. This ensures the assimilation of additives in the range of 90-95%.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method with various technological parameters.

В первом примере вследствие малого содержания углерода в стали при ее выпуске из конвертера увеличивается угар железа во время выплавки. При малом содержании остаточного кислорода в стали после раскисления становится невозможным проведение обезуглероживания стали в проточной вакуумной камере до необходимых пределов. Вследствие малого расхода аргона через пористые пробки в промежуточном ковше не обеспечивается всплывание неметаллических включений в крайних зонах промежуточного ковша, что приводит к браку слитков по неметаллическим включениям. Вследствие малого объема подаваемого алюминия в промежуточный ковш не обеспечиваются необходимые нестареющие свойства готовой металлопродукции. При малом содержании углерода в шлаковой смеси происходит ее комкование, что приводит к браку слитков по качеству поверхности. Вследствие малых расходов шлаковой смеси в промежуточном ковше и в кристаллизаторах не обеспечивается необходимая защита металла, что приводит к браку слитков по неметаллическим включениям. In the first example, due to the low carbon content in the steel, when it is released from the converter, the iron loss during smelting increases. With a low residual oxygen content in the steel after deoxidation, it becomes impossible to decarburize the steel in a flowing vacuum chamber to the required limits. Due to the low consumption of argon through porous plugs in the intermediate ladle, non-metallic inclusions are not allowed to float in the extreme zones of the intermediate ladle, which leads to the rejection of ingots by non-metallic inclusions. Due to the small volume of aluminum supplied to the tundish, the necessary non-aging properties of the finished metal products are not provided. With a low carbon content in the slag mixture, it clumps, which leads to the rejection of ingots by surface quality. Due to the low costs of the slag mixture in the intermediate ladle and in the molds, the necessary metal protection is not provided, which leads to the rejection of ingots by non-metallic inclusions.

В пятом примере вследствие большого содержания углерода в стали при ее выпуске из конвертера становится невозможным необходимое обезуглероживание стали в процессе поточного вакуумирования. При большом содержании остаточного кислорода в стали после раскисления будет происходить интенсивное образование неметаллических включений в стали в промежуточном ковше и в кристаллизаторах. Вследствие большого значения остаточного давления в вакуумной камере не обеспечивается снижение содержания углерода в стали до необходимого значения в процессе поточного вакуумирования. Вследствие большого расхода алюминия в промежуточный ковш, происходит его переход без дальнейшего повышения нестареющих свойств готовой металлопродукции. Вследствие большого расхода инертного газа через пористые пробки в крайних зонах промежуточного ковша происходит нарушение сплошности покрытия шлаковой смесью мениска металла в промежуточном ковше, что приводит к добавочному окислению стали. Вследствие большого содержания углерода в шлаковой смеси происходит нежелательное науглероживание стали. Вследствие больших расходов шлаковой смеси происходит ее перерасход без улучшения ее служебных свойств. In the fifth example, due to the high carbon content in the steel, when it is discharged from the converter, the necessary decarburization of the steel becomes impossible during in-line evacuation. With a high content of residual oxygen in the steel after deoxidation, intensive formation of non-metallic inclusions in steel in the intermediate ladle and in molds will occur. Due to the large value of the residual pressure in the vacuum chamber, the carbon content in the steel is not reduced to the required value in the process of flow evacuation. Due to the large consumption of aluminum in the tundish, it goes over without further increasing the ageless properties of the finished metal products. Due to the high consumption of inert gas through porous plugs in the extreme zones of the intermediate ladle, the continuity of the coating with the slag mixture of the meniscus of the metal in the intermediate ladle is violated, which leads to additional steel oxidation. Due to the high carbon content in the slag mixture, undesirable carburization of steel occurs. Due to the high costs of the slag mixture, it is overused without improving its service properties.

В шестом примере, прототипе, невозможно обеспечить получение годных непрерывнолитых слитков из стали с особонизким содержанием углерода, вследствие отсутствия регламентации содержания углерода в стали на выпуске из конвертера, содержания остаточного кислорода в стали после ее раскисления, диапазонов значений остаточного давления в вакуумкамере, массовых пределов вводимых в сталь легирующих элементов и раскислителей, а также параметров использования шлаковой смеси. Кроме того, подача металла из вакуумкамеры в промежуточный ковш с единой рабочей полостью приводит к повышенному содержанию в непрерывнолитых слитках неметаллических включений. In the sixth example, the prototype, it is impossible to obtain suitable continuously cast ingots from steel with a particularly low carbon content, due to the lack of regulation of the carbon content in the steel at the outlet from the converter, the residual oxygen content in the steel after its deoxidation, the ranges of residual pressure in the vacuum chamber, and the mass limits introduced in steel alloying elements and deoxidizers, as well as the parameters of the use of slag mixture. In addition, the supply of metal from the vacuum chamber to the intermediate ladle with a single working cavity leads to an increased content of non-metallic inclusions in continuously cast ingots.

В примерах 2-4 вследствие оптимизации технологических параметров повышается выход годных непрерывнолитых слитков с гарантированным содержанием углерода в стали, уменьшенным содержанием в слитках неметаллических включений и уменьшенным содержанием азота в стали. In examples 2-4, due to the optimization of technological parameters, the yield of continuously cast ingots with a guaranteed carbon content in steel, a reduced content of non-metallic inclusions in the ingots, and a reduced nitrogen content in steel is increased.

Применение предлагаемого способа обеспечивает снижение расхода алюминия на 1,0-1,5 кг/т стали, снижение содержания азота на 0,0015-0,0020%, снижение количества и крупности оксидных неметаллических включений в 1,5-2 раза, улучшение пластических характеристик холоднокатаного автомобильного листа, обеспечивает возможность горячего цинкования холоднокатаных листов без потери пластических свойств. При этом выход годных непрерывнолитых слитков с заданными свойствами увеличивается на 15-20%. Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ поточного вакуумирования стали при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате. The application of the proposed method provides a reduction in aluminum consumption by 1.0-1.5 kg / t of steel, a decrease in nitrogen content by 0.0015-0.0020%, a decrease in the amount and size of oxide non-metallic inclusions by 1.5-2 times, and an improvement in plastic characteristics of cold-rolled automotive sheet, provides the possibility of hot-dip galvanizing of cold-rolled sheets without loss of plastic properties. Moreover, the yield of continuously cast ingots with desired properties increases by 15-20%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is accepted as the method of continuous evacuation of steel during continuous casting, used at the Novolipetsk Metallurgical Plant.

Claims

1. METHOD OF STREAM VACUUM VACUUMING OF STEEL WITH A SPECIALLY LOW CARBON CONTENT AT CONTINUOUS CASTING, including steel smelting in the converter, steel purging with argon and its deoxidation in the casting ladle, steel supply from the casting ladle to the vacuum chamber, pressure is required to create it, it is necessary to create pressure in it in a vacuum chamber, its supply to the intermediate ladle through the nozzle and then to the molds through pouring glasses under the metal level and drawing the ingots from the molds, characterized in that when steel is released from the converter, the carbon content in it is set in the range of 0.020-0.040%, the steel is deoxidized in the casting ladle to the residual oxygen content in it in the range of 0.030-0.050%, the steel is treated in a vacuum chamber at a residual pressure in the range of 0.5-5, 0 kPa, the intermediate ladle is divided by transverse partitions into the middle and extreme zones, while steel is fed from the vacuum chamber through the nozzle into the middle zone of the intermediate ladle and the steel in it is deoxidized and alloyed with aluminum with mass fractions in the range 0.04 - 0.06% , and in the extreme ones tundish inert gas is fed through the porous tube at a rate in the range of 1 - 3 m ³ / h, the meniscus of the metal in the tundish the slag is carried out feeding the mixture with a carbon content in the range 0.1 - 0.5% at 0.3 - 0.7 kg / t, and on the meniscus of the metal in the molds - with a flow rate of 0.5 - 1.2 kg / t of steel.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the intermediate ladle microalloying of steel is carried out by introducing additives in the form of titanium, or vanadium, or niobium, or zirconium, or calcium, or boron, or rare earth metals.