RU2061761C1

RU2061761C1 - Method of treating steel in ladle

Info

Publication number: RU2061761C1
Application number: RU94008471A
Authority: RU
Inventors: Р.С. Айзатулов; Ю.А. Пак; С.В. Климов
Original assignee: Пак Юрий Алексеевич
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, namely steel treatment in ladles. SUBSTANCE: method comprises steps of introduction to a metal a gas with predetermined rate and adding onto a surface of the metal a heat insulating material over (0.6-4.8) min before termination of gas introduction to the metal; controlling the rate of the gas introduction over a range, consisting (10-36)% of a predetermined one after the heat insulating material had been added. Steps of the gas introduction and addition of the heat insulating material may be combined. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке стали различного назначения в металлургических агрегатах, конкретнее, при обработке стали в ковше. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the smelting of steel for various purposes in metallurgical units, more specifically, when processing steel in a ladle.

Известен способ производства стали в ковертере, предусматривающий выпуск металла и шлака в ковш, последовательную обработку металла в ковше газон и присадку на поверхность расплава теплоизолирующего материала, например, вермикулита [1]
Присадка теплоизолирующего материала после окончания перемешивания металла газом не позволяет рассредоточить материал по поверхности ковша и обслуживает большие и нестабильные теплопотери металла за время разливки его на установках непрерывной разливки стали (УНРС), а именно от 8 до 20 ^oС [1] Аналогичная нестабильная от плавки к плавке потеря температуры наблюдается при применении и других теплоизолирующих материалов, а именно в случае использования керамзитового гравия в 2 раза, доменного шлака более чем в 2 раза и др.A known method of production of steel in the carpet, involving the release of metal and slag into the bucket, sequential processing of metal in the bucket, a lawn and an additive on the melt surface of insulating material, such as vermiculite [1]
The addition of heat-insulating material after the metal has been mixed with gas does not allow the material to disperse over the surface of the bucket and serves large and unstable heat losses of the metal during its casting at continuous steel casting (UNRS), namely from 8 to 20 ^o C [1] Similar unstable from melting for smelting, temperature loss is observed when using other heat-insulating materials, namely, in the case of using expanded clay gravel 2 times, blast furnace slag more than 2 times, etc.

Значительные и нестабильные потери температуры металла за время его разливки на УНРС приводят к изменениям режима взаимодействия шлак-металл и формирования, охлаждения литого слитка и возникновению дефектов: поперечных и продольных трещин, заворотов шлака, образующих эндогенные неметаллические включения, затягиванию калиброванных дозаторов малого сечения при окончании разливки металла. Затягивание дозаторов обусловливает разливку металла на меньшем количестве ручьев, что, в свою очередь, увеличивает время разливки и приводит к еще большим теплопотерям металла и браку литой заготовки. Significant and unstable losses of metal temperature during its casting on the UNRS lead to changes in the mode of slag-metal interaction and formation, cooling of the cast ingot and the appearance of defects: transverse and longitudinal cracks, slag inversions forming endogenous non-metallic inclusions, tightening of calibrated small cross-section batchers at the end metal casting. Tightening the dispensers causes the casting of metal on a smaller number of streams, which, in turn, increases the casting time and leads to even greater heat loss of the metal and reject cast billet.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ обработки металла в ковше, при котором после окончания продувки металла инертным газом на шлак присаживают 0,2 2,0 кг/т отходов обогащенного угля, содержащих 20 40% горючей массы [2]
Применение теплоизолирующих материалов, в состав которых входит горючая составляющая, сокращает теплопотери, но при этом выделяются вредные газы (CO, CO₂ и др.), ухудшающие экологию цеха и не достигается стабильных теплопотерь от плавки к плавке из-за невозможности обеспечения равномерного распределения теплоизолирующего материала по поверхности сталеразливочного или промежуточного ковша УНРС. При этом расход теплоизолирующего материала в количестве 0,2- 0,8 кг/т явно недостаточен.Closest to the claimed solution is a method of processing metal in a ladle, in which, after purging the metal with an inert gas, 0.2 2.0 kg / t of enriched coal waste containing 20 to 40% of the combustible mass is added to the slag [2]
The use of heat-insulating materials, which include a combustible component, reduces heat loss, but harmful gases (CO, CO ₂ , etc.) are released that degrade the environment of the workshop and stable heat losses from melting to smelting are not achieved due to the inability to ensure uniform distribution of heat-insulating material on the surface of the steel casting or intermediate ladle of the UNRS. At the same time, the consumption of heat-insulating material in an amount of 0.2-0.8 kg / t is clearly insufficient.

Предлагаемый способ позволяет сократить теплопотери металла и брак литой заготовки. The proposed method allows to reduce the heat loss of the metal and the marriage of cast billets.

Этот результат достигается за счет равномерного распределения по поверхности металла в ковше теплоизолирующего материала, реализуемого за счет присадки материала на поверхность металла в ковше за 0,6 4,8 минуты до окончания введения газа в металл, при этом, после присадки теплоизолирующего материала интенсивность введения газа регулируют в пределах 10 36% от заданной. Для достижения результата в более короткое время целесообразно совмещать зоны введения газа и теплоизолирующего материала между собой. This result is achieved due to the uniform distribution of the heat-insulating material over the metal surface in the bucket, which is realized due to the addition of material to the metal surface in the bucket 0.6 to 4.8 minutes before the end of the introduction of gas into the metal, and, after the addition of the heat-insulating material, the gas injection rate adjust within 10 36% of the specified. To achieve the result in a shorter time it is advisable to combine the zone of gas and heat insulating material with each other.

Продувка металла газом после присадки теплоизолирующего материала позволяет равномерно распределить материалы по поверхности металла. В зависимости от характера теплоизолирующего материала целесообразно после его присадки уменьшить и/или увеличивать на 10 36% интенсивность введения газа в металл. При даче теплоизолирующего материала, вступающего в обменные химические реакции (науглероживание, окисление, легирование и др.), например, молотый кокс, графитовый керамзит и др. интенсивность ввода газа необходимо сокращать на 20 36% от заданной с целью ограничения науглероживания металла. The purge of metal with gas after the addition of heat insulating material allows you to evenly distribute materials on the surface of the metal. Depending on the nature of the insulating material, it is advisable to reduce and / or increase by 10 36% the intensity of the introduction of gas into the metal after its addition. When supplying heat-insulating material that enters into chemical exchange reactions (carburization, oxidation, alloying, etc.), for example, ground coke, graphite expanded clay, and others, the gas injection rate must be reduced by 20 36% from the target to limit the carburization of the metal.

Применение теплоизолирующих материалов, инертных по отношению к жидкому металлу, но трудно распределяемых по поверхности металла в ковше (как правило с большой насыпной массой и высокой огнеупорностью), таких как обожженный доломит, нефелин, шунгизитовый сланец и др. требует повышения интенсивности ввода газа в металл после их присадки на величину 10 20% от первоначальной. The use of heat-insulating materials that are inert with respect to liquid metal, but difficult to distribute over the metal surface in a ladle (usually with a large bulk mass and high refractoriness), such as calcined dolomite, nepheline, schungizite shale, etc., requires an increase in the rate of gas injection into the metal after their addition by 10 to 20% of the initial value.

Практика использования теплоизолирующих материалов в сталеплавильных ковшах по предлагаемому способу показала, что расход материала должен составлять в основном от 12 до 45 кг на один квадратный метр поверхности металла в ковше (0,8 3,0 кг/т) и зависит в основном от степени распределения материала по поверхности ковша и значительно меньшей степени от вида применяемого материала. Присадка теплоизолирующего материала до окончания продувки за время менее 0,6, мин не удается равномерно распределить теплоизолирующий материал по поверхности металла в ковше, даже при применении мелких материалов с низкой огнеупорностью, таких, как молотый кокс (фракция 1 4 мм), графитовый керамзит (фракция 3 10 мм), вермикулитовый концентрат (фракция 0,5 3 мм) и др. Повышение интенсивности введения газа при этом и совмещение зоны введения газа и теплоизолирующего материала не позволяет равномерно распределить материал по поверхности ковша без дополнительного науглероживания или окисления алюминия металла окисью кремния керамзита или вермикулита. The practice of using heat-insulating materials in steelmaking ladles according to the proposed method showed that the material consumption should be generally from 12 to 45 kg per square meter of metal surface in the ladle (0.8 3.0 kg / t) and depends mainly on the degree of distribution material on the surface of the bucket and to a much lesser extent on the type of material used. Additive of heat-insulating material until the purge is completed in less than 0.6 min, it is not possible to evenly distribute the heat-insulating material on the metal surface in the bucket, even when using small materials with low refractoriness, such as ground coke (fraction 1 to 4 mm), graphite expanded clay ( fraction 3 10 mm), vermiculite concentrate (fraction 0.5 3 mm), etc. An increase in the intensity of gas injection in this case and the combination of the gas injection zone and the heat-insulating material do not allow uniform distribution of material over the surface of the bucket without additional carburization or metal oxide silicon aluminum oxidation expanded clay or vermiculite.

Перемешивание металла инертным газом после присадки теплоизолирующего материала в течение более 4,8 мин приводит к изменению состава стали в основном по элементам C, AI, Si, Ti за счет окисления их окисью кремния материала или перехода углерода из материала в сталь. При этом обработка металла после присадки материала в течение более чем 4,8 мин не приводит к более равномерному распределению засыпки по поверхности расплава, но обусловливает дополнительные теплопотери металла в ковше. Stirring the metal with an inert gas after the addition of a heat insulating material for more than 4.8 minutes leads to a change in the composition of the steel mainly in the elements C, AI, Si, Ti due to their oxidation by silicon oxide of the material or the transition of carbon from the material into steel. In this case, the processing of the metal after the addition of the material for more than 4.8 minutes does not lead to a more uniform distribution of the charge over the surface of the melt, but causes additional heat loss of the metal in the ladle.

Регулирование (сокращение или увеличение интенсивности введения газа после присадки теплоизолирующего материала) менее чем на 10% от исходной увеличивает время распределения материала и не является достаточным для обеспечения равномерного распределения за время 4,8 мин или применении труднораспределяемых материалов. Regulation (reduction or increase in the rate of gas injection after the addition of heat-insulating material) by less than 10% of the initial time increases the distribution time of the material and is not sufficient to ensure uniform distribution over 4.8 minutes or the use of hardly distributed materials.

Регулирование (сокращение или увеличение) интенсивности введения газа в пределах более 36% от исходной приводит к изменению состава металла. Regulation (reduction or increase) in the intensity of gas injection within more than 36% of the original leads to a change in the composition of the metal.

Совмещение зоны введения и теплоизолирующего материала целесообразно для сокращения времени распределения, особенно в начальный момент, а также для распределения по поверхности ковша материалов, предрасположенных к спеканию, например, нефелина, агломерата и др. The combination of the introduction zone and the heat-insulating material is advisable to reduce the distribution time, especially at the initial moment, as well as to distribute sintering materials, such as nepheline, agglomerate, etc., over the surface of the bucket.

Пример. Выпускают металл из металлургического агрегата в ковш. В ковше металл продувают газом с интенсивностью 0,01м<М^>3<D>/т•мин. Измеряют температуру металла, по которой определяют время окончания продувки. За 4,8 минуты до времени окончания продувки на поверхность шлака присаживают керамзит в количестве 2 кг/т, после чего интенсивность ввода газа в металл сокращают на 36% то есть до 0,0064м<М^>3<D>/т•мин. Присадку керамзита и газа осуществляют в центр поверхности расплава в ковше, то есть совмещают между собой. Example. They release metal from a metallurgical unit into a bucket. In the bucket, metal is purged with gas with an intensity of 0.01 m <M ^> 3 <D> / t • min. Measure the temperature of the metal, which determines the end time of the purge. Expanded clay is placed in the amount of 2 kg / t 4.8 minutes before the end of the purge time, after which the rate of gas injection into the metal is reduced by 36%, that is, to 0.0064 m <M ^> 3 <D> / t • min . The additive of expanded clay and gas is carried out in the center of the surface of the melt in the bucket, that is, combine with each other.

В таблице даны варианты осуществления способа, не исключающие другие варианты в объеме предмета изобретения. The table shows the options for implementing the method, not excluding other options in the scope of the subject invention.

Из данных таблицы следует, что более равномерное распределение по поверхности ковша теплоизолирующего материала позволяет сократить теплопотери металла с 0,26 0,28 до 0,04 0,11^oС/мин, а брак литой заготовки с 1,4 1,9 до 0,4 0,6% При этом совмещение зон введения газа и теплоизолирующего материала позволяет сократить время распределения на 2,1 мин в случае присадки 1,8 кг/т керамзита на поверхность металла в ковше. Экономия за счет сокращения теплопотерь и брака непрерывнолитой заготовки составляет 1,2 1,8 руб/т. ТТТ1From the table it follows that a more uniform distribution of heat-insulating material on the surface of the bucket can reduce metal heat loss from 0.26 0.28 to 0.04 0.11 ^o C / min, and cast billet marriage from 1.4 1.9 to 0 , 4 0.6% At the same time, the combination of gas injection zones and heat-insulating material allows to reduce the distribution time by 2.1 min in the case of additive 1.8 kg / t expanded clay on the metal surface in the bucket. The savings due to the reduction of heat losses and rejects of continuously cast billets are 1.2 1.8 rubles / ton. TTT1

Claims

1. A method of processing steel in a ladle, including the introduction of gas into a metal with a given intensity and an additive on the metal surface of a heat-insulating material, characterized in that the heat-insulating material is seated for 0.6 4.8 minutes before the end of the introduction of gas into the metal, and after the addition of heat-insulating material, the gas injection rate is changed by 10-36% of the set.

2. The method according to claim 1, characterized in that the zone of introduction of the gas and the insulating material are combined with each other.