RU2230798C1 - Способ производства стали - Google Patents
Способ производства стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230798C1 RU2230798C1 RU2003101567A RU2003101567A RU2230798C1 RU 2230798 C1 RU2230798 C1 RU 2230798C1 RU 2003101567 A RU2003101567 A RU 2003101567A RU 2003101567 A RU2003101567 A RU 2003101567A RU 2230798 C1 RU2230798 C1 RU 2230798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- ladle
- manganese
- mass
- metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к внепечной обработке конвертерной, мартеновской стали в ковше. Технический результат – улучшение качества стали и экономия марганца. Способ включает выплавку стали, выпуск в ковш и корректировку химического состава подачей легирующих материалов, содержащих кремний, марганец, хром, и донную продувку металла в ковше инертным газом. В качестве легирующего материала используют стальной лом в кусках массой 2-15 кг, содержащий, масс.%: кремний 0,3-1,5; марганец 9,0-20,5; хром 0,2-1,0; железо и примеси – остальное, в количестве 1,5-4,0% от массы выплавленной стали. Подачу стального лома осуществляют тремя равными порциями по мере выпуска металла в ковш 1/3, 2/3 и всей выплавленной стали. Желательно, температуру выпуска стали в ковш поддерживать в пределах 1650-1670°С, а продувку металла в ковше вести с удельным расходом инертного газа 0,016-0,056 м3/ч·т. В качестве инертного газа возможно использование аргона. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к сталеплавильному производству, и может быть использовано в конвертерных и мартеновских цехах при внепечной обработке стали в ковше.
Известен способ производства стали с пониженной прокаливаемостью, включающий ее выплавку из марганцовистого передельного чугуна в мартеновской печи, выпуск в ковш с одновременным раскислением алюминием и корректировкой химического состава подачей легирующих сплавов (ферротитан, ферросилиций) по мере наполнения ковша от 1/3 до 2/3 его объема [1].
Недостаток известного способа состоит в том, что при выплавке стали из марганцовистого чугуна происходят потеря марганца и ухудшение качества стали.
Известен также способ производства стали, согласно которому выпущенную из мартеновской печи сталь обрабатывают на установке печь-ковш донной продувкой аргоном с одновременной корректировкой химического состава стали добавками алюминия, ферромарганца, ферросилиция и других ферросплавов. Корректировку осуществляют кусковыми ферросплавами фракции от 5 до 30 мм, а расход аргона при продувке составляет до 15 м3/ч [2].
Недостатки известного способа состоят в том, что в процессе подачи кусковых ферросплавов в ковш с одновременной донной продувкой аргоном происходит вынос ферросплавов в верхнюю часть ковша. Это приводит к перерасходу ферросплавов и ухудшению качества стали.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является способ производства стали, включающий ее выплавку в кислородном конвертере, выпуск в сталеразливочный ковш, корректировку химического состава подачей легирующих сплавов (мелкокусковых ферросплавов), содержащих кремний, марганец и хром, и донную продувку ковша аргоном с расходом 0,1-3,0 м3/т [3] - прототип.
Недостатки известного способа состоят в том, что раздельная подача в расплав стали мелкокусковых высококонцентрированных ферросплавов с одновременной донной продувкой аргоном сопровождается выносом их в верхнюю часть ковша, что приводит к повышению расхода ферросплавов, ухудшению гомогенности состава и качества стали.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении качества стали и экономии марганца.
Для решения поставленной технической задачи в известном способе производства стали, включающем ее выплавку в сталеплавильном агрегате, выпуск в сталеразливочный ковш, корректировку химического состава подачей легирующих материалов, содержащих кремний, марганец, хром, и донную продувку металла в ковше инертным газом, согласно изобретению в качестве легирующего материала используют стальной лом в кусках массой 2-15 кг, содержащий, мас.%:
Кремний 0,3-1,5
Марганец 9,0-20,5
Хром 0,2-1,0
Железо и примеси Остальное
в количестве 1,5-4,0% от массы выплавленной стали, при этом подачу стального лома осуществляют тремя равными порциями по мере выпуска в ковш 1/3, 2/3 и всей выплавленной стали.
Возможен также вариант выполнения способа производства стали, согласно которому температуру выпуска стали в ковш поддерживают в пределах 1650-1670°С, а продувку ковша ведут с удельным расходом инертного газа 0,016-0,056 м3/ч·т.
Сущность изобретения состоит в следующем. Подача в ковш стального лома в количестве 1,5-4,0% от массы выплавленной стали позволяет провести одновременное раскисление и легирование стали кремнием, марганцем и хромом. Благодаря подаче стального лома фракцией 2-15 кг равномерно, в три стадии, по мере выпуска расплава с температурой 1650-1670°С в ковш и оптимальной концентрации в ней легирующих элементов улучшается равномерность состава расплава в ковше. Процесс растворения стального лома указанного химического состава осуществляется по экзотермической реакции с выделением избыточного тепла, что компенсирует потерю тепла на нагрев кусков до их расплавления. Последующая донная продувка ковша аргоном с удельным расходом 0,016-0,056 м3/ч·т обеспечивает гомогенизацию расплава в ковше по составу, причем легирующие элементы не выносятся газом в верхнюю часть ковша. Помимо этого, хром, являясь упрочняющим элементом, обеспечивает получение равнопрочной стали при пониженном содержании в ней марганца. Все это позволяет уменьшить расход марганца на раскисление и легирование стали, улучшить ее качество.
Экспериментально установлено, что при массе кусков менее 2 кг или их количестве менее 1,5% от массы стали, продувка инертным газом приводит к вытеснению их в верхнюю часть ковша и неравномерности химического состава по его объему. Увеличение массы кусков более 15 кг или их количества более 4% от массы стали замедляет процесс их усвоения расплавом, что приводит к необходимости его подогрева и дополнительным энергозатратам.
При содержании кремния менее 0,3%, марганца менее 10% и хрома менее 0,2% ухудшаются раскисленность стали и ее механические свойства, расплав в ковше теряет температуру при добавлении стальных кусков. Увеличение содержания кремния более 1,5%, марганца более 20% и хрома более 1,0% приводит к перерасходу легирующих элементов, ухудшению гомогенности состава стали в ковше. Это, в свою очередь, потребует более интенсивной и длительной продувки инертным газом, приведет к потере температуры расплава.
Подача стального лома в сталеразливочный ковш за два этапа ухудшает равномерность состава расплава в ковше. При увеличении количества этапов до 4 расход марганца не уменьшается, а происходит лишь увеличение трудоемкости процесса, что нецелесообразно.
При температуре выпуска стали в ковш ниже 1650°С затрудняются процессы внепечной обработки, требуется ее дополнительный подогрев после раскисления и легирования. Повышение температуры более 1670°С требует интенсивного охлаждения расплава в ковше по условиям ее разливки, вследствие чего нецелесообразно.
Продувка с удельным расходом инертного газа менее 0,016 м3/ч·т не позволяет качественно рафинировать и раскислить расплав в ковше. Увеличение удельного расхода инертного газа более 0,056 м3/ч·т приводит к переохлаждению расплава и требует его дополнительного подогрева.
Пример реализации способа
Выплавку стали марки 35 для последующей сортовой прокатки в шестигранник проводят в двухванной мартеновской печи. Жидкий передельный чугун подают из доменного цеха. Стальная часть шихты состоит из вторичных черных металлов и оборотного лома. В качестве флюса используют известняк в количестве 25 т на плавку.
Выплавленную сталь доводят в печи и при температуре Тв=1660°С начинают выпускать в сталеразливочный ковш емкостью М=270 т. После выпуска первых 90 т, что соответствует 1/3 от всей М массы выплавленной стали, в сталеразливочный ковш заваливают 2,43 т стального лома в кусках массой q=8,5 кг следующего химического состава, мас.%:
Кремний 0,9
Марганец 15,0
Хром 0,6
Железо и примеси Остальное
Затем в ковш выпускают из мартеновской печи еще 90 т стали, доводя ее массу в ковше до 2/3 от всей выплавленной стали, и вновь заваливают 2,43 т того же стального лома. После этого в ковш выпускают оставшиеся 90 т выплавленной стали и вновь заваливают 2,43 т стального лома фракцией q=8,5 кг.
Общее количество стального лома в кусках, равномерно загруженного в сталеразливочный ковш, составляет 2,43 т × 3=7,29 т, что соответствует Q=2,7% от общей массы выплавленной стали.
В дальнейшем сталеразливочный ковш устанавливают на стенд и осуществляют донную продувку стали аргоном с удельным расходом А=0,036 м3/ч·т.
После завершения продувки аргоном готовую сталь марки 35 разливают в слитки и используют для производства сортового проката (шестигранника).
В табл.1 дан химический состав стального лома, используемого для раскисления и легирования расплава в сталеразливочном ковше. В табл.2 приведены варианты реализации способа и показатели их эффективности.
Из табл.1 и 2 следует, что при реализации предложенного способа (варианты 2-4) достигаются экономия марганца и улучшение качества стали, о чем свидетельствует максимальный выход годного сортового проката. В случаях запредельных значений заявленных параметров (варианты 1 и 5) и реализации способа-прототипа (с использованием только ферромарганца) имеют место снижение экономии марганца в кг на тонну стали и ухудшение качества сортового проката.
Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что при вводе в сталеразливочный ковш кусков массой 2-15 кг из стального лома предложенного состава в количестве 1,5-4,0% от массы расплава за три этапа по мере выпуска расплава из печи в ковш обеспечиваются наиболее полное усвоение марганца, одновременное раскисление расплава и его легирование хромом. За счет этого достигается экономия марганца и улучшается качество стали.
Дополнительно повысить степень использования марганца и качество стали позволяет продувка металла в ковше инертным газом с удельным его расходом 0,016-0,056 м3/ч·т при температуре расплава 1650-1670°С.
В качестве базового объекта при расчете экономической эффективности предложенного способа принята технология производства стали в ОАО “Северсталь”. Дополнительная прибыль за счет снижения затрат на ферромарганец составит 4,7 руб на тонну стали.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации №2164536, МПК С 21 С 5/04, 7/06, 2001 г.
2. Внепечная обработка стали с нагревом ее на установке “печь-ковш”. Технологическая инструкция ТИ 105-СТ.М-10-99. ОАО “Северсталь”, г. Череповец, 1999 г., с.4-9.
3. В.Г.Воскобойников и др. Общая металлургия. М., Металлургия, 1998 г., с.282-285, 612-613 - прототип.
Claims (3)
1. Способ производства стали, включающий ее выплавку в сталеплавильном агрегате, выпуск в сталеразливочный ковш, корректировку химического состава подачей легирующих материалов, содержащих кремний, марганец, хром, и донную продувку металла в ковше инертным газом, отличающийся тем, что в качестве легирующего материала используют стальной лом в кусках массой 2-15 кг, содержащий, мас.%:
Кремний 0,3-1,5
Марганец 9,0-20,5
Хром 0,2-1,0
Железо и примеси Остальное
в количестве 1,5-4,0% от массы выплавленной стали, при этом подачу стального лома осуществляют тремя равными порциями по мере выпуска металла в сталеразливочный ковш 1/3, 2/3 и всей выплавленной стали.
2. Способ производства стали по п.1, отличающийся тем, что температуру выпуска стали в ковш поддерживают в пределах 1650-1670°С, а продувку металла в ковше ведут с удельным расходом инертного газа 0,016-0,056 м3/ч·т.
3. Способ производства стали по п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют аргон.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003101567A RU2230798C1 (ru) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Способ производства стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003101567A RU2230798C1 (ru) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Способ производства стали |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2230798C1 true RU2230798C1 (ru) | 2004-06-20 |
RU2003101567A RU2003101567A (ru) | 2004-07-20 |
Family
ID=32846699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003101567A RU2230798C1 (ru) | 2003-01-20 | 2003-01-20 | Способ производства стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230798C1 (ru) |
-
2003
- 2003-01-20 RU RU2003101567A patent/RU2230798C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВОСКОБОЙНИКОВ В.Г. и др. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1998, с.282-285, 612 и 613. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8297340B2 (en) | Method of producing ductile iron | |
RU2230798C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2542157C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
RU2363736C2 (ru) | Способ и шихта для производства конструкционной стали с пониженной прокаливаемостью | |
RU2392333C1 (ru) | Способ производства низкоуглеродистой стали | |
RU2465337C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
SU1044641A1 (ru) | Способ легировани стали марганцем | |
RU2534715C2 (ru) | Способ и шихта для производства углеродистой конструкционной стали с пониженной прокаливаемостью в дуговой сталеплавильной печи | |
RU2145356C1 (ru) | Способ конвертерной плавки с использованием металлизованных материалов | |
SU1705390A1 (ru) | Лигатура дл стали | |
RU2688015C1 (ru) | Способ получения железоуглеродистых сплавов в металлургических агрегатах различного функционального назначения | |
RU2140458C1 (ru) | Способ передела ванадиевого чугуна | |
RU2094481C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
JP3135936B2 (ja) | アルミニウム含有ステンレス鋼のアルミニウム調整方法 | |
SU865924A1 (ru) | Способ получени высококачественной конструкционной стали | |
RU2241045C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
RU2608010C1 (ru) | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи | |
RU2023123623A (ru) | Недорогой способ плавления стали, используемой в полярных регионах, с применением расплавленного чугуна со сверхвысоким содержанием фосфора | |
RU2275431C2 (ru) | Способ раскисления стали алюминием | |
RU2084543C1 (ru) | Способ обработки в ковше металла, выпускаемого из сталеплавильного агрегата | |
RU1786103C (ru) | Способ производства титансодержащей стали | |
RU2312900C2 (ru) | Способ производства конвертерной стали | |
RU2055907C1 (ru) | Способ выплавки стали в мартеновской печи скрап-процессом | |
SU996070A1 (ru) | Способ изготовлени стальных слитков | |
SU1553558A1 (ru) | Способ выплавки среднеуглеродистой стали в мартеновской печи |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110121 |