RU2312900C2

RU2312900C2 - Converter steel producing method

Info

Publication number: RU2312900C2
Application number: RU2006103769/02A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Сергеевич Сеничев (RU); Геннадий Сергеевич Сеничев; ченко Виталий Федорович Дь (RU); Виталий Федорович Дьяченко; Игорь Михайлович Захаров (RU); Игорь Михайлович Захаров; Борис Александрович Сарычев (RU); Борис Александрович Сарычев; Александр Федорович Сарычев (RU); Александр Федорович Сарычев; Олег Анатольевич Николаев (RU); Олег Анатольевич Николаев; Дмитрий Николаевич Чигасов (RU); Дмитрий Николаевич Чигасов; Сергей Васильевич Горосткин (RU); Сергей Васильевич Горосткин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-12-20
Also published as: RU2006103769A

Abstract

FIELD: metallurgy, namely steel melting production.

SUBSTANCE: method comprises steps of desulfurizing cast iron by means of palletized magnesium with degree 73.5 - 74.0% at further slagging off; while slagging off adding to melt 1.6 - 1.7% of nickel and 0.53 - 0.57% of ferromolybdenum; then beginning after-blowing of melt at temperature 1650 - 1660°C and ending it at 1700 - 1705°C while adding 0.62 - 0.64% of lime; then treating metal at correcting its chemical composition due to adding to melt carbon-containing material, nickel and necessary ferroalloys. Then melt is fed to evacuation plant and it is blown through with argon at flow rate 75 - 90 m³/h.

EFFECT: lowered labor consumption.

1 ex

Description

Изобретение относится к сталеплавильному производству и может быть использовано при выплавке легированной стали в конвертере.The invention relates to steelmaking and can be used in the smelting of alloy steel in a converter.

В кислородно-конвертерном процессе производства стали используют конвертера с верхней и нижней продувкой расплава, а также с комбинированной продувкой. Конвертеры с емкостью более 150 т считаются большегрузными и они применяются в основном для выплавки углеродистых сталей обыкновенного качества и конструкционных. Технология производства конвертерной стали достаточно подробно описана, например, в книге В.К.Бабича и др. «Основы металлургического производства (черная металлургия)». М.: Металлургия, 1988, с.60-72.In the oxygen-converter steelmaking process, a converter is used with upper and lower melt blowing, as well as with combined blowing. Converters with a capacity of more than 150 tons are considered heavy-duty and they are mainly used for smelting carbon steels of ordinary quality and structural. The production technology of converter steel is described in sufficient detail, for example, in the book of V.K. Babich et al. "Fundamentals of metallurgical production (ferrous metallurgy)." M .: Metallurgy, 1988, p. 60-72.

Предварительную обработку расплава в конвертерном процессе осуществляют на установках десульфурации чугуна, а окончательную обработку - на установках вакуумирования.The pre-treatment of the melt in the converter process is carried out at cast iron desulfurization plants, and the final processing at the vacuum plants.

Известен способ производства стали в сталеплавильном агрегате с ее раскислением и легированием жидкими комплексными раскислителями, при котором их вводят в ковш при определенной высоте его наполнения и с заданным средним расходом раскислителей при температуре на 100-250°С ниже температуры выпускаемой стали (см. а.с. СССР №969750, кл. С21С 5/56, опубл. в БИ №40, 1982).A known method of producing steel in a steelmaking unit with its deoxidation and alloying with liquid complex deoxidizers, in which they are introduced into the ladle at a certain height of its filling and with a given average deoxidant consumption at a temperature of 100-250 ° C below the temperature of the steel being produced (see a. S. USSR No. 969750, class C21C 5/56, published in BI No. 40, 1982).

Однако этот способ непригоден для конвертерного производства.However, this method is unsuitable for converter production.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ (технология) производства конвертерной стали для производства газонефтепроводных труб, описанный в работе Ю.А.Бодяева и др., опубликованный в сборнике трудов Центральной лаборатории ОАО «ММК» «Совершенствование технологии в ОАО «ММК», вып.5, Магнитогорск, Дом печати, 2001, с.52-55.The closest analogue to the claimed method is the method (technology) of the production of converter steel for the production of gas and oil pipes, described in the work of Yu.A. Bodyyaev et al., Published in the collection of works of the Central Laboratory of OJSC MMK "Improving the Technology in OJSC MMK, 5, Magnitogorsk, House of Printing, 2001, p. 52-55.

Эта технология включает десульфурацию чугуна гранулированным магнием с последующим скачиванием шлака, заливку расплава в конвертер, продувку с присадкой извести, промежуточное скачивание шлака, додувку, слив металла с продувкой аргоном и обработку расплава с коррекцией химсостава и характеризуется введением ограничений на использование магнийсодержащих материалов во время завалки и продувки металла, а также продувкой металла во время его выпуска аргоном через пористые пробки, установленные в днище сталеразливочного ковша.This technology includes desulphurization of cast iron with granular magnesium, followed by slag charging, pouring the melt into a converter, blowing lime with an additive, intermediate slag charging, blowing, pouring metal with argon purging, and melt processing with chemical correction and is characterized by restrictions on the use of magnesium-containing materials during filling and purging the metal, as well as purging the metal during its discharge with argon through porous plugs installed in the bottom of the steel pouring ladle.

Недостатком известной технологии является невозможность получения с ее помощью качественной легированной стали в большегрузных (емкостью более 150 т) конвертерах. Выплавка легированной стали в конвертерах осложняется тем, что необходимо присаживать большое количество раскисляющих и легирующих элементов, усвоение которых затруднено.A disadvantage of the known technology is the impossibility of producing high-quality alloy steel with its help in heavy-duty (with a capacity of more than 150 tons) converters. The smelting of alloy steel in converters is complicated by the fact that it is necessary to plant a large number of deoxidizing and alloying elements, the absorption of which is difficult.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение конвертерной легированной стали в большегрузных конвертерах и снижение трудозатрат.The technical task of the invention is the production of converter alloy steel in heavy converters and reducing labor costs.

Для решения этой задачи в способе производства конвертерной легированной стали, включающем десульфурацию чугуна гранулированным магнием с последующим скачиванием шлака, заливку расплава в конвертер, продувку с присадкой извести, промежуточное скачивание шлака, додувку, продувку расплава аргоном и обработку его для корректировки химического состава, согласно изобретению десульфурацию чугуна осуществляют со степенью 73,5...74,0%, при промежуточном скачивании шлака в расплав добавляют 1,6...1,7% никеля и 0,53...0,57% ферромолибдена, додувку начинают при температуре 1650...1660°С и заканчивают при 1700...1705°С, добавляя 0,62...0,64% извести, обрабатывают расплав для корректировки его химического состава добавлением в него углеродсодержащего материала, никеля и ферросплавов, после чего расплав передают на установку вакуумирования и продувают аргоном с расходом 75...90 м³/час.To solve this problem in a method for the production of converter alloy steel, including desulphurization of cast iron with granular magnesium, followed by downloading slag, pouring the melt into the converter, blowing with lime additive, intermediate slag downloading, blowing, blowing the melt with argon and processing it to adjust the chemical composition according to the invention pig iron desulfurization is carried out with a degree of 73.5 ... 74.0%, with intermediate slag downloading, 1.6 ... 1.7% of nickel and 0.53 ... 0.57% of ferromolybdenum are added to the melt; at a temperature of 1650 ... 1660 ° C and end at 1700 ... 1705 ° C, adding 0.62 ... 0.64% of lime, the melt is processed to adjust its chemical composition by adding carbon-containing material, nickel and ferroalloys to it, after which the melt is transferred to an evacuation unit and purged with argon at a flow rate of 75 ... 90 m ³ / h.

Сущность заявляемого способа заключается в оптимизации параметров плавки и количества добавок в расплав и применения вакуумирования стали с продувкой расплава аргоном на завершающей стадии ее производства.The essence of the proposed method is to optimize the melting parameters and the amount of additives in the melt and the use of vacuum steel with melt blowing with argon at the final stage of its production.

Применение аргона удешевляет процесс и не вызывает известных отрицательных для стали последствий, которые неизбежны при использовании, например, азота (он хорошо усваивается сталью и является для нее вредной примесью). Ведение плавки в большегрузном конвертере также удешевляет процесс и повышает производительность. Введение в металл определенной навески легирующих элементов позволяет получить сталь с требуемым содержанием элементов. Отдача меньшего количества легирующих элементов приводит к необходимости их присадки при внепечной обработке, что не всегда возможно ввиду наличия корки шлака. Вакуумирование металла перед разливкой стали на МНЛЗ позволяет снизить содержание водорода в расплаве, который оказывает отрицательное влияние на свойства металла.The use of argon reduces the cost of the process and does not cause known negative consequences for steel, which are unavoidable when using, for example, nitrogen (it is well absorbed by steel and is a harmful impurity for it). Maintaining heat in a heavy-duty converter also reduces the cost of the process and improves productivity. The introduction of a certain sample of alloying elements into the metal makes it possible to obtain steel with the required content of elements. The return of a smaller amount of alloying elements leads to the need for their additives during out-of-furnace treatment, which is not always possible due to the presence of slag crust. Evacuation of metal before casting steel at the continuous casting machine allows to reduce the hydrogen content in the melt, which has a negative effect on the properties of the metal.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли в кислородно-конвертерном цехе (ККЦ) ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью при выплавке стали с содержанием никеля и молибдена в большегрузных конвертерах с верхней продувкой варьировали основные параметры процесса и количества добавляемых в расплав компонентов.Experimental verification of the proposed method was carried out in an oxygen-converter shop (CCC) of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works. For this purpose, during the smelting of steel with nickel and molybdenum content in heavy-duty converters with top blowing, the main process parameters and the amounts of components added to the melt were varied.

Наилучшие результаты - соответствие выплавленной конвертерной легированной стали всем требованиям при минимальных производственных затратах, получены при использовании вышеописанной предлагаемой технологии. Отклонения от нее в любую сторону проводили к ухудшению получаемых результатов.The best results are the conformity of the smelted converter alloy steel to all requirements at the minimum production costs, obtained using the above proposed technology. Deviations from it in either direction led to a deterioration in the results.

Так, уменьшение степени десульфурации чугуна менее 73,5% приводило к недопустимо большому содержанию серы как в чугуне, используемом на плавку, так и в металле на выпуске из конвертера, что, в свою очередь, не позволяет обеспечить требуемое содержание серы в готовой стали, при упомянутой степени более 74,0% качество стали заметно не улучшалось, но возрастали трудозатраты. Рост трудозатрат выражается в необходимости дополнительного расходования дорогостоящих материалов для десульфурации и увеличения времени десульфурации чугуна.Thus, a decrease in the degree of pig iron desulfurization of less than 73.5% led to an unacceptably high sulfur content both in cast iron used for smelting and in metal at the outlet from the converter, which, in turn, does not make it possible to provide the required sulfur content in the finished steel, with the mentioned degree of more than 74.0%, the quality of steel did not noticeably improve, but labor costs increased. The increase in labor costs is expressed in the need for additional expenditure of expensive materials for desulfurization and an increase in the time of desulfurization of cast iron.

Добавка в расплав при промежуточном скачивании шлака других количеств никеля и ферромолибдена (менее и более оптимальных 1,6...1,7% и 0,53...0,57% соответственно) ухудшали требуемые свойства конвертерной легированной стали. Аналогичным образом влияло и снижение температуры металла перед додувкой менее 1650°С, а ее увеличение свыше 1660°С не улучшало качество стали, но повышало трудозатраты. Температура после додувки менее 1700°С приводит к ухудшению процесса растворения раскислителей и легирующих элементов и к необходимости проведения длительного нагрева при внепечной обработке, что приводит к увеличению затрат. Повышение же температуры окончания додувки выше 1705°С отрицательно влияет на стойкость футеровки конвертера, приводит к необоснованному переокислению металла, что отрицательно сказывается на его качестве. Уменьшение добавки извести при додувке менее 0,62% не позволяло получить требуемую основность шлака, а ее увеличение более 0,64% приводило к излишнему загущению шлака и, как следствие, к ухудшению его рафинирующей способности.The addition of other amounts of nickel and ferromolybdenum (less and more optimal 1.6 ... 1.7% and 0.53 ... 0.57%, respectively) to the melt during intermediate slag loading reduced the required properties of converter alloy steel. Similarly, a decrease in the temperature of the metal before the blowdown was less than 1650 ° C, and its increase over 1660 ° C did not improve the quality of steel, but increased labor costs. The temperature after the blowdown is less than 1700 ° C leads to a deterioration of the dissolution process of deoxidizers and alloying elements and to the need for long-term heating during out-of-furnace treatment, which leads to an increase in costs. An increase in the temperature of the end of the purge above 1705 ° C negatively affects the stability of the lining of the converter, leads to unreasonable reoxidation of the metal, which negatively affects its quality. A decrease in lime addition during a blowdown of less than 0.62% did not allow to obtain the required slag basicity, and its increase of more than 0.64% led to excessive thickening of the slag and, as a consequence, to a deterioration in its refining ability.

Расход аргона на установке вакуумирования в пределах 75...90 м³/час следует считать оптимальным в аспекте получения требуемых свойств легированной стали и затрат на ее производство. Расход аргона менее 75 м³/час не позволяет обеспечить циркуляцию металла во время вакуумирования, а более 90 м³/час приводит к увеличению потерь металла в газоходе вакуум-камеры. Необходимость использования в заявляемой технологии свежеобожженной извести и аргона была показана выше.The argon consumption in the vacuum installation within 75 ... 90 m ³ / h should be considered optimal in terms of obtaining the required properties of alloy steel and the cost of its production. An argon consumption of less than 75 m ³ / h does not allow for the circulation of the metal during evacuation, and more than 90 m ³ / h leads to an increase in metal losses in the duct of the vacuum chamber. The need for the use in the inventive technology of freshly baked lime and argon was shown above.

Была также проведена сравнительная проверка известной технологии выплавки стали, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше). При этом выход качественной легированной стали с требуемыми свойствами составил около 75%, тогда как при использовании предлагаемого способа этот показатель был в пределах 94...97%. Кроме того, производственные затраты при известной технологии были больше, в среднем, на 8 абс.%.A comparative check was also carried out of the known steel smelting technology, selected as the closest analogue (see above). In this case, the yield of high-quality alloy steel with the required properties was about 75%, while when using the proposed method, this indicator was in the range of 94 ... 97%. In addition, production costs with known technology were higher, on average, by 8 abs.%.

Таким образом, опытная проверка найденного технологического решения показала его приемлемость для достижения поставленной цели и преимущества перед известной технологией.Thus, an experimental verification of the technological solution found has shown its acceptability to achieve the goal and advantages over the known technology.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Конвертерная легированная сталь выплавляется в 370-тонном конвертере с верхней продувкой.Converter alloy steel is smelted in a 370-ton top-purge converter.

Десульфурацию чугуна со степенью 73,7% осуществляют гранулированным магнием. При промежуточном скачивании шлака в расплав добавляют 1,65 вес.% никеля и 0,55% ферромолибдена (ФМ060).Desulphurization of cast iron with a degree of 73.7% is carried out by granular magnesium. During intermediate slag downloading, 1.65 wt.% Nickel and 0.55% ferromolybdenum (FM060) are added to the melt.

Додувку начинают при t=1655°С, а заканчивают при t=1703°C, добавляя 0,63% извести. При обработке металла с корректировкой его химсостава в расплав добавляют порошковую проволоку с графитом (90 кг), никель (200 кг), ферромолибден (120 кг) и феррохром (300 кг).The purge is started at t = 1655 ° C, and finished at t = 1703 ° C, adding 0.63% lime. When processing metal with adjusting its chemical composition, a flux-cored wire with graphite (90 kg), nickel (200 kg), ferromolybdenum (120 kg) and ferrochrome (300 kg) are added to the melt.

На установке вакуумирования осуществляется донная продувка аргоном с его расходом 82 м³/час.On the installation of evacuation is carried out bottom purge with argon with a flow rate of 82 m ³ / hour.

По данным технико-экономических исследований, выполненных в ККЦ и Центральной лаборатории контроля ОАО «ММК», использование предлагаемого способа при производстве конвертерной легированной стали повышенного качества позволит увеличить прибыль от ее реализации с одновременным снижением производственных расходов. Ориентированный экономический эффект составит при этом на комбинате 60...70 млн. р/год (в ценах I кв. 2005 г.).According to technical and economic studies carried out at the KCC and the Central Control Laboratory of OJSC MMK, the use of the proposed method in the production of converter alloy steel of high quality will increase the profit from its sale while reducing production costs. At the same time, the oriented economic effect at the plant will be 60 ... 70 million rubles / year (in prices of the 1st quarter of 2005).

Claims

A method for the production of converter alloy steel, including desulphurization of cast iron with granular magnesium, followed by downloading slag, pouring the melt into a converter, purging with lime additive, intermediate slag downloading, purging, purging the melt with argon and processing it to adjust the chemical composition, characterized in that the pig iron is desulphurized with a degree of 73.5 ... 74.0%, with intermediate slag downloading, 1.6 ... 1.7% of nickel and 0.53 ... 0.57% of ferromolybdenum are added to the melt, the purge is started at a temperature of 1650. ..1660 ° С and finish at 1700 ... 1705 ° C, adding 0.62 ... 0.64% of lime, the melt is processed to adjust its chemical composition by adding carbon-containing material, nickel and ferroalloys to it, after which the melt is transferred to a vacuum unit and purged with argon with a flow rate of 75 ... 90 m ³ / h.