RU2154544C1

RU2154544C1 - Method of continuously casting electric steel

Info

Publication number: RU2154544C1
Application number: RU99101228A
Authority: RU
Inventors: В.П. Настич; Л.Б. Казаджан; В.П. Барятинский; В.И. Савченко; Б.И. Пономарев; В.Г. Таран; В.С. Щелканов; А.Н. Ковалев; В.И. Лебедев
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: when tapping electric steel from casting ladle into tundish ladle through refractory tube, argon-nitrogen gas mixture is injected under metal level into refractory tube. Volume percentage of nitrogen (M) in gas mixture is found from relationship: M = KQ[([Al] +[N]/[(Al- 0.006)-(N+0.001)], where Q is weight intake of steel through refractory tube, t/min; K empiric coefficient characterizing physico-chemical principles of nitrogen absorption by steel equal to 5.65-8.3; [Al] required aluminum content in ingots, wt %; [N] required nitrogen content in ingots, wt %; Al aluminum content in steel in casting ladle, wt %; N nitrogen content in steel in casting ladle, wt %; 0.001 and 0.006 are empiric coefficients. EFFECT: increased accuracy in ensuring specified concentration of nitrogen in cast metal and therefore improved quality of continuously cast ingots. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к способам защиты струи металла из сталеразливочного ковша в промежуточный в процессе непрерывной разливки электротехнической анизотропной стали. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to methods for protecting a stream of metal from a steel-pouring ladle into an intermediate one in the process of continuous casting of electrical anisotropic steel.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки стали, включающий подачу жидкого металла из основного сталеразливочного ковша в промежуточный ковш, защиту струи металла огнеупорной трубой, пристыкованной к днищу сталеразливочного ковша и входящей своим нижним торцом под уровень металла в промежуточном ковше, из которого жидкую сталь подают через погружные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы. В процессе непрерывной разливки в огнеупорную трубу подают аргон (См. Защита стали в процессе непрерывной разливки. Лейтес А.В. М.: Металлургия, 1984, с. 18-23, рис. 7 - XVI). The closest in technical essence is the method of continuous casting of steel, including the supply of molten metal from the main casting ladle to the intermediate ladle, protecting the metal stream with a refractory pipe docked to the bottom of the steel casting ladle and entering its lower end under the metal level in the intermediate ladle, from which molten steel served through immersion refractory glasses in the mold. In the process of continuous casting argon is fed into the refractory pipe (See. Protection of steel during continuous casting. A. Leites, M .: Metallurgy, 1984, p. 18-23, Fig. 7 - XVI).

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков из электротехнических марок стали. Это объясняется тем, что в процессе непрерывной разливки электротехнических марок стали не обеспечивается необходимое гарантированное содержание азота в непрерывнолитых слитках. Это происходит вследствие отсутствия способа корректировки содержания азота в разливаемой стали и тем самым в непрерывнолитых слитках из электротехнических марок стали. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots from electrical steel grades. This is because in the process of continuous casting of electrical steel grades, the required guaranteed nitrogen content in continuously cast ingots is not provided. This is due to the lack of a method for adjusting the nitrogen content in the cast steel and, therefore, in continuously cast ingots from electrical steel grades.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении точности обеспечения заданной концентрации азота в разливаемом металле и качества непрерывнолитых слитков из электротехнических марок стали. The technical effect when using the invention is to increase the accuracy of ensuring a given nitrogen concentration in the cast metal and the quality of continuously cast ingots from electrical steel grades.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ непрерывной разливки электротехнической стали включает подачу стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш через огнеупорную трубу под уровень металла в промежуточном ковше, подачу аргона в огнеупорную трубу, подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков, а также определение содержания в стали азота и алюминия, отличающийся тем, что в процессе непрерывной разливки в огнеупорную трубу подают смесь газов аргона и азота, при этом долю азота в смеси газов устанавливают по зависимости:

где M - объемная доля азота в газовой смеси;
Q - весовой расход металла через огнеупорную трубу, т/мин;
[Al] - необходимое содержание алюминия в слитках, мас.%;
[N] - необходимое содержание азота в слитках, мас.%;
Al - содержание алюминия в сталеразливочном ковше, мас.%;
N - содержание азота в сталеразливочном ковше, мас.%;
0,001 и 0,006 - эмпирические коэффициенты;
K - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности усвоения сталью азота, равный 5,65-8,3.The specified technical effect is achieved by the fact that the method of continuous casting of electrical steel includes feeding steel from a steel ladle to an intermediate ladle through a refractory pipe under the metal level in the intermediate ladle, feeding argon into the refractory pipe, feeding metal from the intermediate ladle to the molds and drawing ingots from them, as well as determining the content of nitrogen and aluminum in the steel, characterized in that in the process of continuous casting a mixture of argon and nitrogen gases is fed into the refractory pipe, while Zot in the gas mixture is set depending on:

where M is the volume fraction of nitrogen in the gas mixture;
Q is the mass flow rate of the metal through the refractory pipe, t / min;
[Al] is the required aluminum content in ingots, wt.%;
[N] is the required nitrogen content in ingots, wt.%;
Al is the aluminum content in the steel ladle, wt.%;
N is the nitrogen content in the steel ladle, wt.%;
0.001 and 0.006 are empirical coefficients;
K is an empirical coefficient characterizing the physicochemical laws of nitrogen assimilation by steel, equal to 5.65-8.3.

При этом величину [Al]•[N] устанавливают в пределах (140-200)•10⁶, мас. %.The value of [Al] • [N] is set in the range (140-200) • 10 ⁶ , wt. %

Повышение точности концентрации азота в разливаемом металле будет достигаться за счет подачи в защитную трубу смеси аргона и азота, а также регулирования доли азота в газовой смеси в зависимости от изменения текущих значений технологических параметров в процессе непрерывной разливки и химсостава разливаемой стали. Улучшение качества непрерывнолитых слитков из анизотропной электротехнической стали будет происходить вследствие достижения точного гарантированного содержания азота в слитках. При этом обеспечивается повышение концентрации азота в анизотропной электротехнической стали, а также получение из слитков холоднокатаной металлопродукции с высокими параметрами текстуры и электромагнитных характеристик. Improving the accuracy of the concentration of nitrogen in the cast metal will be achieved by feeding a mixture of argon and nitrogen into the protective pipe, as well as regulating the proportion of nitrogen in the gas mixture depending on changes in the current values of technological parameters during continuous casting and chemical composition of the cast steel. Improving the quality of continuously cast ingots of anisotropic electrical steel will occur as a result of achieving an accurate guaranteed nitrogen content in the ingots. This ensures an increase in the concentration of nitrogen in anisotropic electrical steel, as well as the production of ingots of cold-rolled metal products with high texture parameters and electromagnetic characteristics.

Диапазон значений эмпирического коэффициента "K" в пределах 5,65-8,3 объясняется физико-химическими закономерностями усвоения азота разливаемой электротехнической сталью. При меньших и больших значениях не будет обеспечиваться необходимое содержание азота в непрерывнолитых слитках. The range of values of the empirical coefficient "K" in the range of 5.65–8.3 is explained by the physicochemical laws of nitrogen assimilation by cast electrical steel. At lower and higher values, the required nitrogen content in continuously cast ingots will not be provided.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от весового расхода стали через огнеупорную трубу. The specified range is set in direct proportion to the weight flow rate of steel through the refractory pipe.

Диапазон значений произведения [Al]•[N] = (140-200)-10⁶ объясняется требованием обеспечения оптимальных условий текстурообразования в холоднокатаной анизотропной электротехнической стали.The range of values of the product [Al] • [N] = (140-200) -10 ⁶ is explained by the requirement to ensure optimal conditions for texture formation in cold-rolled anisotropic electrical steel.

При меньших значениях этого произведения объемная плотность алюмонитридной фазы не обеспечивает протекание вторичной рекристаллизации и формирование ребровой текстуры. At lower values of this product, the bulk density of the aluminitride phase does not provide secondary recrystallization and the formation of the rib texture.

При больших значениях этого произведения объемная плотность алюмонитридной фазы превышает допустимые пределы с преобладанием крупных, трудно диссоциирующих включений. Эти частицы тормозят нормальный рост зерен вторичной рекристаллизации, искажают магнитную структуру и приводят к резкому снижению магнитных характеристик готовой стали. For large values of this product, the bulk density of the aluminitride phase exceeds acceptable limits with the predominance of large, difficultly dissociating inclusions. These particles inhibit the normal growth of secondary recrystallization grains, distort the magnetic structure and lead to a sharp decrease in the magnetic characteristics of the finished steel.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от содержания кремния в стали. The specified range is set in direct proportion to the silicon content in the steel.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основе 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 непрерывной разливки электротехнической стали осуществляют следующим образом. The method of continuous casting of electrical steel is as follows.

Пример. В процессе непрерывной разливки анизотропной электротехнической стали марки Э3А ее подают из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш через огнеупорную защитную трубу под уровень металла в промежуточном ковше. При этом подают аргон в огнеупорную трубу. Из промежуточного ковша сталь подают в кристаллизаторы через удлиненные сталеразливочные стаканы. Из кристаллизаторов вытягивают слитки с переменной скоростью. Перед разливкой определяют в сталеразливочном ковше содержание азота, алюминия и кремния. Example. In the process of continuous casting of anisotropic electrical steel of grade E3A, it is fed from the steel pouring ladle to the intermediate ladle through a refractory protective tube under the metal level in the intermediate ladle. In this case, argon is fed into the refractory pipe. From the intermediate ladle, steel is fed into the molds through elongated steel pouring glasses. Variable speed ingots are drawn from the crystallizers. Before casting, the contents of nitrogen, aluminum and silicon are determined in the ladle.

В процессе непрерывной разливки в огнеупорную трубу подают смесь газов аргона и азота, при этом долю азота в смеси газов устанавливают по зависимости:

где M - объемная доля азота в газовой смеси;
Q - весовой расход металла через огнеупорную трубу, т/мин;
[Al] - необходимое содержание алюминия в слитках, мас.%;
[N] - необходимое содержание азота в слитках, мас.%;
Al - содержание алюминия в сталеразливочном ковше, мас.%;
N - содержание азота в сталеразливочном ковше, мас.%;
0,001 и 0,006 - эмпирические коэффициенты;
K - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности усвоения сталью азота, равный 5,65-8,3.In the process of continuous casting, a mixture of argon and nitrogen gases is fed into the refractory pipe, while the proportion of nitrogen in the gas mixture is set according to:

При нормированной подаче в огнеупорную трубу азота происходит дополнительное азотирование разливаемой стали и обеспечивается за счет этого оптимальное содержание азота в слитках. When normalized supply of nitrogen to the refractory pipe occurs, additional nitriding of the cast steel occurs and, due to this, the optimum nitrogen content in the ingots is ensured.

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 малой доли содержания азота в газовой смеси не обеспечивается его необходимое содержание в непрерывнолитых слитках. In the first example, due to the small proportion of nitrogen in the gas mixture, its necessary content in continuously cast ingots is not provided.

В пятом примере вследствие большой доли содержания азота в газовой смеси его содержание в непрерывнолитых слитках превосходит необходимое значение. In the fifth example, due to the large proportion of nitrogen in the gas mixture, its content in continuously cast ingots exceeds the required value.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие обеспечения необходимой доли азота в газовой смеси достигается с большей точностью содержание азота в непрерывнолитых слитках. In the optimal examples 2-4, due to the necessary fraction of nitrogen in the gas mixture, the nitrogen content in continuously cast ingots is achieved with greater accuracy.

Применение изобретения позволяет получить холоднокатаную металлопродукцию из анизотропной электротехнической стали с высоким качеством магнитной структуры, что позволяет повысить выход высших марок металлопродукции на 20-40%. The application of the invention allows to obtain cold rolled metal products from anisotropic electrical steel with a high quality magnetic structure, which allows to increase the yield of higher grades of metal products by 20-40%.

Claims

1. The method of continuous casting of electrical steel, including the supply of steel from the casting to the intermediate ladle through the refractory pipe under the metal level in the intermediate ladle, the supply of argon to the refractory pipe, the supply of steel from the intermediate ladle to the molds and the extraction of ingots from them, as well as the determination of the content in nitrogen and aluminum steel, characterized in that in the process of continuous casting nitrogen is additionally supplied to the refractory pipe, while the volume fraction of nitrogen in the gas mixture is established according to empirical addictions

where M is the volume fraction of nitrogen in the gas mixture;
Q - weight flow rate of steel through the refractory pipe, t / min;
[A1] is the required aluminum content in ingots, wt.%;
[N] is the required nitrogen content in ingots, wt.%;
Al is the aluminum content in the steel in the steel ladle, wt.%;
N is the nitrogen content in the steel in the steel ladle, wt.%;
0.001 and 0.006 are empirical coefficients;
K is an empirical coefficient characterizing the physicochemical laws of nitrogen assimilation by steel, equal to 5.65 - 8.3.

2. The method according to claim 1, characterized in that the value of [Al] [N] is set in the range (140 - 200) • 10 ^-6 , wt.%.