SU926028A1

SU926028A1 - Method for refining low-carbon steel

Info

Publication number: SU926028A1
Application number: SU802987738A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Лукутин; Ефим Захарович Кацов; Василий Васильевич Поляков; Николай Григорьевич Гладышев; Вячеслав Алексеевич Синельников; Юрий Евгеньевич Самардуков
Original assignee: Институт Металлургии Им.А.А.Байкова; Научно-производственное объединение "Тулачермет"
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1980-10-02
Publication date: 1982-05-07

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к способам рафини ровани металлических расплавов от углерода, маганца и кислорода. Отливки из таких расплавов примен ют дл специальных переплавов. Кроме этого, рафинированный от углерода, марганца и кислорода расплав может быть исполь зован в качестве полупродукта при про изводстве электротехнических (трансформаторных ) сталей, нормы содержани углерода, марганца, кислоторастворимого алюмини в которых низки и достаточно узки. В частности, изобретение относитс к технологическим приемам , реализуемым в черной металлургии с использованием вакуумной обработки жидкой стали ковшевым способом В современной практике производства рафинированных от углерода, марганца и кислорода расплавов, используемых в виде отливок дл специальной переплавной металлургии, а также в качестве полупродукта дл производства электротехнических марок стали с низким и достаточно узким содержанием марганца (0,06-0,09%), находит широкое применение выплавка их в кислородных конверторах, поскольку возможность использовани в качестве шихты 100%-ного чугуна, чистого по цветным металлам, позвол ет получать в готовой металлопродукции очень низкие концентрации этих примесей. Вместе с тем удаление из конверторной стали углерода до менее 0,01 и марганца до 0,01-0,02%, осуществл емое на этапе ее выплавки в конверторе, св зано с выраженным переокислением металла и шлака, что приводит к значительному снижению стойкости футеровки конверторов, а также к ухудшению технико-экономических и эксплуатационных характеристик их работы. Наиболее экономичным вл етс вынесение операций по рафинированию жидкого металлического полупродукта от углерода и марганца из конвертора в ковш, где этот полупродукт подвергают вакуумной обработке , проводимой в окислительном режиме. Известен способ рафинировани малоуглеродистой стали, согласно которому в процессе вакуумировани нерас кисленного полупродукта в ковш из не го удал ют углерод с 0,02-0,06% до менее 0,01% и кислород до менее 0,010%. РафинироЕ5ание полупродукта от углерода и кислорода достигают пу тем регулировани исходного перед ва куумированием соотношени между окис лительным и восстановительным потенциалами системы металл-шлак, Регулирование указанного соотношени производ т путем введени в ковш на шла корректирующих добавок, содержащих кислород или углерод в количествах, обеспечивающих исходное весовое соот ношение между кислородом в металле, в окислах железа шлака, в добавках с одной стороны, и углеродом в метал ле и добавках - с другой стороны, в пределах 1,1-1,3 от стехиометрически необходимого соотношени дл полного окислени углерода. Количество шлака слитого в ковш из плавильного агрега та, в данном случае не превышает 0,5 0,9% от веса металла в ковше 1 . Использование технологических при емов данного способа дл рафинировани низкоуглеродистого конверторного полупродукта св зано со следующим недостатком. Регулирование соотношени между окислительным и восстановительным по тенциалами системы металл-шлак, осуществл емое в рассмотренных количест венных пределах, обеспечива получение в металле после окончани периода его вакуумного обезуглероживани содержани углерода менее 0,01% и кислорода менее 0,01%, термодинамически исключает окисление в этот период марганца, содержащегос в расплаве . Потребность в рафинировании расплава от марганца очевидна, так как при использовании обычных перет дельных чугунов дл выплавки в кислородных конверторах полупродукта с 0,05-0,15% углерода содержание в нем марганца может составл ть 0,150 ,20%. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ рафинировани малоуглеродистой стали с содер1жанием углерода 0,05-0,10% и 0,100 ,20% марганца, включающий регулирование отношени между окислительным и восстановительным потенциалами системы металл-шлак, вакуумирование с продувкой металла инертным газом, раскисление стали 12. Технологические особенности известного способа обеспечивают снижение содержани кислорода в стали и углерода до менее, чем 0,015% (в подавл ющем числе случаев содержание углерода снижают до менее, чем 0,010%). Использование технологических приемов известного способа дл рафинировани малоуглеродистой стали св зано со следующим недостатком. Соотношение между восстановительным и окислительным потенциалами сисемы металл-шлак, соблюдаемое в рассмотренных количественных пределах п. 0,3-0,7 соответствует I. О - 33,3величине п 1,ЗЗК где 2. с - суммарное весовое количество углерода в металле и углеродсодержащих добавках; О - суммарное весовое количество кислорода в металле, в окислах ;: елеза шлака и в добавках окислительного типа; 1,33 - коэффициент, учитывающий cтexиoмёtpичecкoe соотношение участвующих в реакции компонентов (углерода и кислорода ) . Эта величина, вл сь достаточной дл реализации стабильного глубокого обезуглероживани металла при вакуумировании и получени в нем содержани углерода менее 0,010%, не обеспечивает требуемой степени окислени марганца при вакуумной обработке конверторного полупродукта, содержащего в исходном состо нии 0,05-0,15% углерода и до О, марганца. Целью изобретени вл етс повышение качества стали, снижение себестоимости ее производства. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу рафинировани малоуглеродистой стали с содержанием 0,05-0,15% углерода и 0,10-0,20% марганца , включащему регулирование отношени между окислительным и воестановительным потенциалами системы металл-шлак , вакуумирование с продувкой металла инертным газом, раскисление стали, перед вакуумированием в шлак ввод т добавки, содержащие ки лород или углерод в количестве, обес печивающем исходное весовое.отношени между кислородом в металле, в окисла железа шлака и в добавках, с одной i стороны, и углеродом в металле и s добавках - с другой стороны, в пределах 5-6 от стехиометрически необходимого дл полного окислени углерода , расплав подвергают вакуумному обезуглероживанию, после чего удал ют из ковша шлак, а металл раскисл ют алюминием. Количество алюмини дл раскислени составл ет при этом 1,10-1,15 от рассчетного количества дл раскислени 0,06 кислорода металла. . Использование в качестве окислительных добавок агломерата, железной руды или прокатной окалины вызвано тем, что эти материалы состо т в основном из .легковосстановимых окислов железа. При вакуумировании окислы же леза легко восстанавливаютс углеродом , даже когда его содержание в рас плаве составл ет менее 0,02%. Восста навлива сь, окислы железа вл ютс основным источником кислорода, который переходит в металл, и участвует в окислении углерода или других элементов , обладающих повышенным средством к кислороду. Обычно при вакуумиро вании окло 70-80% углерода окисл етс за счет кислорода окислов железа. Использование других окислов, например окислов марганца, исключено по причине восстановлени из них марганца (углеродом) и перехода его в расплав , а окислов элементов, обладающих высоким средством к кислороду (510, fIgO, CrjOs, ABjOj), - по причине их практической инертности к возможности восстановлени углеродом в вакуме при содержании углерода 0,15-0,05%. Обычно восстановление этих окислов в весьма ограниченных размерах наблюдаетс в процессе вакуумировани при содержании углерода 0,70-1,2%. Величина исходного отношени между окислительным и восстановительным потенциалами системы металл-шлак (п 5-6) позвол ет получать в металле в конце периода его обезуглероживани содержание углерода в пределах 0,002-0,008% и кислорода 0,05-0,06%. Уровень содержани кислорода завышен дл целевой реализации реакции глубокого обезуглероживани металла до . 0,002-0,008% углерода, но он вл еТс минимально допустимым дл целей глубокого рафинировани расплава от марганца и получени в конце периода обезуглероживани 0,01-0,02% марганца практически с любого технически оправданного его содержани в стали перед вакуумированием (0,15-0,20%). На чертеже приведена зависимость содержани марганца в расплаве после окончани периода глубокого обезугле- . роживани металла от его начальной концентрации в металле перед вакуумированием дл различных исходных велкчин отношени (п) между окислительным и восстановительным потенциалами системы металл-шлак. Как видно из приведенных данных, стабильное удаление марганца с 0, ,19 до 0,01-0,20% в период вакуумного обезуглероживани расплава происходит только в случае использовани величины п в пределах 5-6 и более 6. В остальных случа х, когда величина п соответственно равна около 2 или 2,1Ц ,8 стабильного удалени марганца до 0,01-0,02% добитьс нельз . При величине п 2,1-,8 (конкретно при п 3,0-,8) стабильное удаление марганца до 0,01-0,02 происходит при использовании полупродукта, в котором перед вакуумированием содержание марганца составл ет около 0,. Такие концентрации Марганца в конверторной стали обычно достигают при окислении углерода в конверторе до 0,02% и менее , что св зано с переокислением металла , шлака (содержание FeO в шлаке составл ет более 40%) и с резкимухудшением условий службы футеровки конвертора. Опытным путем установлено, что при вакуумировакии полупродукта, дл которого величина п 5-6, после окончани периода обезуглероживани расплава содержание кислорода в металле всегда находитс в пределах 0,050 ,06% при условии продувки расплава инертным газом и интенсивного перемешивани его со шлаком. Пределы по содержанию кислорода в металле (0,05-0,06%) достаточно узки, чтопозвол ет качественно осу- ществить операцию раскислени металла алюминием, ориентиру сь при определении количества необходимого алюмини только на данный уровень окисленности металла, а также рее стали в ковше, и получить после реализации этой операции содержание кислорода в металла 0,005% и кислоторастворимого алюмини в пределах 0,005-0,007%This invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for refining metallic melts from carbon, maganz and oxygen. Castings from such melts are used for special remelting. In addition, the melt refined from carbon, manganese and oxygen can be used as an intermediate in the production of electrical (transformer) steels, and the carbon and manganese standards for which are acid-soluble aluminum are low and fairly narrow. In particular, the invention relates to technological methods implemented in ferrous metallurgy using vacuum treatment of liquid steel using a ladle method. In modern practice, the production of melts refined from carbon, manganese and oxygen is used in the form of castings for special melted metallurgy, and also as an intermediate product electrical steel grades with a low and fairly narrow content of manganese (0.06-0.09%), smelting them in oxygen converters is widely used, since the possibility of using as a charge of 100% pig iron, which is pure in nonferrous metals, makes it possible to obtain very low concentrations of these impurities in the finished metal products. However, the removal of carbon from the converter steel to less than 0.01 and manganese to 0.01-0.02%, carried out at the stage of its smelting in the converter, is associated with a pronounced peroxidation of the metal and slag, which leads to a significant decrease in the durability of the lining converters, as well as the deterioration of the technical, economic and operational characteristics of their work. The most economical is the removal of operations for refining liquid metal intermediate from carbon and manganese from the converter to the ladle, where this intermediate is subjected to vacuum treatment, carried out in an oxidative mode. There is a known method for refining mild steel, according to which, in the process of evacuating non-acidic intermediate in a ladle, carbon is removed from 0.02-0.06% to less than 0.01% and oxygen to less than 0.010%. Refining the carbon and oxygen intermediate product by adjusting the starting material before vacuuming the ratio between the oxidizing and reducing potentials of the metal-slag system. Adjusting this ratio is made by introducing corrective additives in the bucket containing oxygen or carbon in amounts that provide the initial weight the ratio between oxygen in metal, in iron oxides of slag, in additives on the one hand, and carbon in metal and additives on the other hand, in the limit x 1.1-1.3 of the stoichiometric ratio required for the complete oxidation of carbon. The amount of slag poured into the ladle from the smelting unit, in this case, does not exceed 0.5–0.9% of the weight of the metal in the ladle 1. The use of technological means of this method for refining a low-carbon converter intermediate is associated with the following disadvantage. Adjusting the ratio between the oxidizing and reducing potentials of the metal-slag system, carried out within the considered quantitative limits, ensuring that after the end of the period of its vacuum decarburization, the carbon content is less than 0.01% and oxygen is less than 0.01%, the oxidation rate this period of melted manganese. The need for refining the melt from manganese is obvious, since when using conventional cast iron for smelting in the oxygen converters of the intermediate product from 0.05-0.15% carbon, the manganese content in it can be 0.150, 20%. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of refining low carbon steel with a carbon content of 0.05-0.10% and 0.100, 20% manganese, including controlling the ratio between the oxidation and reduction potentials of the metal-slag system, evacuation with blowing metal inert gas, the deoxidation of steel 12. The technological features of the known method provide a reduction in the oxygen content in steel and carbon to less than 0.015% (in the overwhelming number of cases leroda reduced to less than 0.010%). The use of technological methods of the known method for refining mild steel is associated with the following disadvantage. The ratio between the reduction and oxidation potentials of the metal-slag system observed in the considered quantitative limits pp. 0.3-0.7 corresponds to I. O - 33.3 to the value of p 1, ЗЗК where 2. с is the total weight of carbon in the metal and carbon-containing additives; O is the total weight amount of oxygen in the metal, in oxides;: slag iron and in the oxidizing type; 1.33 is the coefficient taking into account the stereo ratio of the components involved in the reaction (carbon and oxygen). This value, sufficient to realize stable deep decarburization of the metal during evacuation and its carbon content is less than 0.010%, does not provide the required degree of manganese oxidation during the vacuum treatment of the converter intermediate containing 0.05 to 0.15% carbon in the initial state. and up to oh, manganese. The aim of the invention is to improve the quality of steel, reducing the cost of its production. The goal is achieved in that according to the method of refining mild steel with a content of 0.05-0.15% carbon and 0.10-0.20% manganese, including regulation of the ratio between the oxidative and reductive potentials of the metal-slag system, vacuuming with metal blowing Inert gas, steel deoxidation, before evacuation, additives containing oxygen or carbon in an amount to provide the initial weight ratio between oxygen in the metal, iron oxide of the slag and in additives, on the one i side, are introduced into the slag; glerodom in the metal additives and s - on the other hand, in the range 5-6 of the stoichiometrically required for complete carbon oxidation, the melt is subjected to vacuum decarburization, then removed from the ladle slag and the metal is aluminum deoxidized. The amount of aluminum for deoxidation is then 1.10-1.15 of the calculated amount for deoxidation of 0.06 metal oxygen. . The use of sinter, iron ore or mill scale as oxidizing additives is due to the fact that these materials consist mainly of lightly reducing iron oxides. When evacuating, iron oxides are easily reduced by carbon, even when its content in the melt is less than 0.02%. Restored, iron oxides are the main source of oxygen that goes into the metal and is involved in the oxidation of carbon or other elements that have an increased means of oxygen. Usually, when evacuating about 70-80% carbon, it is oxidized by the oxygen of iron oxides. The use of other oxides, for example, manganese oxides, is excluded due to the reduction of manganese (carbon) from them and its transfer to the melt, and oxides of elements with high means to oxygen (510, fIgO, CrjOs, ABjOj), because of their practical inertness to the possibility of reducing carbon in vacuum with a carbon content of 0.15-0.05%. Usually, the reduction of these oxides in very limited sizes is observed in the process of vacuuming at a carbon content of 0.70-1.2%. The value of the initial ratio between the oxidation and reduction potentials of the metal-slag system (p 5-6) allows to obtain in the metal at the end of the decarburization period the carbon content in the range of 0.002-0.008% and oxygen 0.05-0.06%. The oxygen content is overestimated to target the implementation of the deep metal decarburization reaction to. 0.002-0.008% carbon, but it is ETs minimum acceptable for the purpose of deep refining the melt from manganese and obtaining at the end of the decarburization period 0.01-0.02% of manganese from almost any technically justified content in the steel before evacuating (0.15 0.20%). The drawing shows the dependence of the manganese content in the melt after the end of the period of deep bezugule. the birth of the metal from its initial concentration in the metal before the evacuation of the ratio (n) between the oxidation and reduction potentials of the metal – slag system for different initial velcquins. As can be seen from the above data, stable removal of manganese from 0, 19 to 0.01-0.20% during the period of vacuum decarburization of the melt occurs only when the value of n is within 5-6 or more 6. In other cases, when the value of n is respectively equal to about 2 or 2.1 C, 8 of a stable removal of manganese to 0.01-0.02% cannot be achieved. With a value of n 2.1-, 8 (specifically with n 3.0-, 8), a stable removal of manganese up to 0.01-0.02 occurs when using an intermediate product, in which the content of manganese before vacuum is about 0 ,. Such concentrations of manganese in converter steel are usually achieved by oxidizing carbon in the converter to 0.02% or less, which is due to the over-oxidation of the metal, slag (the content of FeO in the slag is more than 40%) and the sharp deterioration in the service life of the converter lining. It has been experimentally established that with vacuuming of an intermediate product, for which the value is 5-6, after the end of the melt decarburization period, the oxygen content in the metal is always in the range of 0.050.06%, provided that the melt is purged with an inert gas and intensively mixed with the slag. The limits on the oxygen content in the metal (0.05-0.06%) are quite narrow, which makes it possible to qualitatively carry out the operation of metal deoxidation with aluminum, orienting to determine the amount of aluminum required only for this level of metal oxidation, and also steel in the ladle and to obtain, after the implementation of this operation, the oxygen content in the metal is 0.005% and acid-soluble aluminum in the range 0.005-0.007%

Рассмотренный уровень содержани в расплаве кислоторастворимого а юмини вл етс оптимальным как дл про- изводства из него отливок, предназначенных дл переплавных процессов, так и в случае производства из этого расплава электротехнической (трансформаторной ) стали, где пределы по содер- 5 The considered content of acid-soluble aluminum in the melt is optimal both for the production of castings for remelting processes from it, and in the case of the production of electrical (transformer) steel from this melt, where the limits are

жанию кислоторастворимого алюмини (0,,007) вл ютс одной из основных предпосылок получени требуемого уровн электромагнитных свойств.Acid-soluble aluminum (0,., 007) is one of the main prerequisites for obtaining the required level of electromagnetic properties.

Получение низких и весьма узких пределов по содержанию углерода и марганца в расплаве вл етс оптималь ным дл отливок, используемых в переплавных процессах. Кроме этого, в случае необходимости, например дл про- 25 изводства трансформаторной стали, гд нормы по содержанию углерода и мар- ганца низки и достаточно узки, такой расплав легко легировать углеродом до 0,02-0, и марганцем до 0,060 ,09, ориентиру сь практически толь ко на вес металла в ковше. Применение продувки Вакуумируемого расплава инертным газом через донные пористые элементы ковша позвол ет обеспечить требуемую интенсивност4 перемешивани металла со шлаком, поступление кислорода из шлака в металл со скоростью и полнотой, необходимыми дл достижени в расплаве устойчивых концентраций углерода в пределах 0,002-0, обеспечить практически посто нный уровень содержани кислорода в металле (0,05-0,06) после завершени реакции обезуглероживани при изменении исходной величины п в пределах обеспечить равномерное распределение раскислител и легирующих компонентов по всему объему металла в ковше. Необходимость удалени шлака из ковша после окончани периода обезуглероживани металла и до момента его раскислени алюминием обусловлена тем, что окисление марганца до 0,01-0,02 в период обезуглероживани св зано с образованием в металле окислов марганца и их всплыванием в шлак. Последующее раскисление обезуглероженного и рафинированного от марганца расплава алюминием, при условии наличи в ковше шлака и продувки металла инертным газом, неизбежно св зано со следующими нежелательными влени ми: восстановлением марганца из его окислов в шлаке (степень восстановлени марганца в этих уело-. ВИЯХ переменна и зависит от исходногоObtaining low and very narrow limits on the carbon and manganese content in the melt is optimal for castings used in remelting processes. In addition, if necessary, for example, for the production of transformer steel, where the carbon and manganese standards are low and quite narrow, such a melt is easy to dop with carbon to 0.02–0, and manganese to 0.060, 09, orienting Subscribe to almost the weight of the metal in the ladle. The use of vacuuming the melt with an inert gas through the bottom porous elements of the ladle ensures the required intensity of metal mixing with the slag, oxygen supply from the slag to the metal with the speed and completeness necessary to achieve stable concentrations of carbon in the range of 0.002-0 to almost constant the level of oxygen in the metal (0.05-0.06) after the completion of the decarburization reaction when the initial value n is changed within the limits ensure an even distribution deoxidizing and alloying components throughout the volume of the metal in the ladle. The need to remove slag from the ladle after the end of the metal decarburization period and until aluminum deoxidation is due to the fact that manganese oxidation to 0.01-0.02 during the decarburization period is associated with the formation of manganese oxides in the metal and their floating into the slag. The subsequent deoxidization of molten aluminum melted from manganese, provided that the slag is in the bucket and the metal is purged with an inert gas, is inevitably associated with the following undesirable effects: the reduction of manganese from its oxides in the slag (the degree of manganese reduction in these areas). depends on the source

зом, когда в металле сддержание кислорода достигает 0,05-0,06, шлак также характеризуетс узкими, но достаточно высокими пределами по содержанию окислов железа, которые составл ют 18-20 (в пересчете на FeO) -. таким образом, наличие шлака в ковше неизбежно повлекло бы за собой резкое увеличение количества алюмини . содержани окислов марганца в шлаке, степени перемешивани металла со шлаком и т.д., что крайне затрудн ет получение в готовой стали узких пределов по содержанию марганца); в услови х продувки металла инертным ганеобходимого дл раскислени металла; раскисление шлака алюминием в услови х продувки расплава инертным газом в ковше может привести к рефосфорации металла, степень развити которой зависит от количества шлака и исходного содержани в нем п тиокиси фосфора; наличие шлака крайн.е затрудн ет реализацию операции легировани расплава добавками, часть которых имеет мелкодисперсную фракцию, запутывание этой части добавок в шлаке неизбежно . Пример 1. основном кислородном конверторе выплавл ют полупродукт следующего химического состава, %: С 0,16; Мп 0,18; Si 0,01; S 0,010; Р 0,010. Полупродукт сливают в вакуумный сталеразливочный ковш, имеющий высоту свободного объема на 1,5м большую, чем высота обычных ковшей. Слив полупродукта в ковш осуществл ют вместе с частью конечного конверторного шлака, количество которого составл ет 2,0% от веса плавки, т.е. 2,8 т. Вес металла в ковше определ ют взвешиванием - он составл ет I, т. По результатам анализа проб металла в шлака, отобранных из конвертора непосредственно перед выпуском , определ ют, что содержание кислорода в металле составл ет 0,030%, а содержание окислов железа в шлаке - 15% (в пересчете на FeO).When the content of oxygen in the metal reaches 0.05-0.06, the slag is also characterized by narrow but rather high limits on the content of iron oxides, which are 18-20 (in terms of FeO) -. Thus, the presence of slag in the ladle would inevitably entail a sharp increase in the amount of aluminum. the content of manganese oxides in the slag, the degree of mixing of the metal with the slag, etc., which makes it extremely difficult to obtain narrow limits on the content of manganese in the finished steel); under conditions of metal purging with an inert metal, required for deacidification; deoxidation of slag with aluminum under conditions of melt purging with an inert gas in the ladle can lead to metal refhosphorization, the degree of development of which depends on the amount of slag and the initial content of phosphorus pentoxide in it; the presence of slag is extremely difficult for the operation of melt doping with additives, some of which have a fine fraction, entanglement of this part of additives in the slag is inevitable. Example 1. The main oxygen converter melts an intermediate product of the following chemical composition,%: C 0.16; Mp 0.18; Si 0.01; S 0.010; P 0,010. The semi-product is poured into a vacuum steel-teeming ladle, which has a height of free volume 1.5 m larger than the height of ordinary buckets. The intermediate product is drained into the ladle together with a portion of the final converter slag, the amount of which is 2.0% by weight of the heat, i.e. 2.8 tons. The weight of the metal in the ladle is determined by weighing - it is I, t. According to the results of the analysis of samples of metal in the slag, taken from the converter just prior to release, it is determined that the oxygen content in the metal is 0.030%, and iron oxides in the slag - 15% (in terms of FeO).

В цел х со людени величины ис- ходного соотношени (п) между окислительным и восстановительным потенциалами системы металл-шлак в пределах 5-6 непосредственно перед вакуумированием в ковше на шлак равномерно по всей его поверхности засыпают 3300 кг прокатной окалины, что обеспечивает п 5,5, после чего закрывают крышкой вакуумную камеру, включают пароэжекторный насос и расплав подвергают вакуумной обработке. По ходу вакуумировани непрерывно измер ют состав отход щих газов, определ в них суммарную концентрацию СО и СОг.. При достижении первого максимума на кривой изменени суммарного содержани СО и COg расплав начинают продувать в вакууме инертным газом через донные пористые элементы ковша. Окончание продувки инертным г зом и одновременно окончание периода обезуглероживани стали определ ют по линейному снижению суммарной концентрации СО и СОа. в отход щих газах после достижени второго максимума на кривой изменени этих газов. В этот момент металл содержит, %: yi- лерод 0,008, марганец 0,01, кремний 0,01, кислород 0,057. Окисленность шлака составл ет 19% (в пересчете На FeO).In order to follow the value of the initial ratio (p) between the oxidation and reduction potentials of the metal-slag system within 5-6, immediately before evacuating, in the ladle on the slag, 3300 kg of mill scale poured into the slag evenly over the entire surface, which provides p 5, 5, after which the vacuum chamber is closed with a lid, the steam-jet pump is switched on and the melt is subjected to vacuum treatment. In the course of evacuation, the composition of the exhaust gases is continuously measured, the total concentration of CO and COG is determined in them. When the first maximum on the change curve of the total content of CO and COg is reached, the melt begins to be blown with an inert gas in vacuum through bottom porous elements of the ladle. The end of inert purge and at the same time the end of the steel decarburization period is determined by a linear decrease in the total concentration of CO and CO. in the exhaust gases after reaching the second maximum on the change curve of these gases. At this moment, the metal contains,%: y-electrode 0.008, manganese 0.01, silicon 0.01, oxygen 0.057. Slag oxidation is 19% (in terms of FeO).

Отключив вакуумный насос от камеры , сообщают рабочее пространство камеры с атмосферой, извлекают ковш с металлом из камеры и удалили полностью шлак с поверхности металла в ковше. Затем ковш вновь помещают в вакуумную камеру, создают в камере остаточное давление 0,5 мм рт.ст. и в услови х продувки расплава инертным газом принудительно ввод т в него 10 кг чушкового алюмини . Закончив продувку стали инертным газом, отключают вакуумный насос, сообщают пространдтво камеры с атмосферой, открывают крышку камеры, засыпают последовательно экзотермическую и теплоизолирующую смесь на поверхность металла и подают ковш на разливку. Having disconnected the vacuum pump from the chamber, they report the working space of the chamber with the atmosphere, remove the bucket with metal from the chamber and remove completely the slag from the metal surface in the bucket. Then the bucket is again placed in a vacuum chamber, creating a residual pressure of 0.5 mm Hg in the chamber. and under conditions of purging the melt with an inert gas, 10 kg of pig aluminum is forcibly introduced into it. Having finished purging the steel with an inert gas, the vacuum pump is turned off, the chamber with atmosphere is reported, the chamber lid is opened, the exothermic and heat-insulating mixture is subsequently poured onto the metal surface and the ladle is fed for casting.

Химический состав стали перед разливкой следующий, %: С 0,008; Мп 0,01J Si 0,01 ; S 0,010; Р 0,010; А 0,008; О 0,005.The chemical composition of the steel before casting is as follows,%: С 0.008; Mp 0.01J Si 0.01; S 0.010; P 0.010; A 0.008; About 0.005.

Разливка стали произведена на УНР в квадратный кристаллизатор сечением 100 100 мм. Заготовки реализуют дл специальных переплавов.Steel casting was carried out on the UPR in a square mold with a section of 100 100 mm. The billets are sold for special remelting.

Как вариант способа, при использовании рафинированного расплава дл производства трансформаторной стали, в него после реализации операции раскислени алюминием последовательно ввод т посредством специального устройства S кг молотого электродного бо , через дозаторы - 5830 кг рафинированного от алюмини и титана ферросилици и кг ферромарганца (75% Мп). Завершив введение в расплав всех присадок, в цел х равномерного их распределени расплав, продувают в течение k мин инертным газом. Дополнительна цель продувки стали в этот период - удаление из нее водорода , внесенного в значительном количестве вместе с ферросилицием. Закончив продувку стали инертным газом, отключают вакуумный насос, сообщают пространство камеры с атмосферой, открывают крышку камеры, засыпают теплоизолирующую смесь на поверхность металла и подают ковш на разливку.As a variant of the method, when using refined melt for the production of transformer steel, after the deoxidation operation with aluminum is sequentially introduced using a special device S kg of ground electrode bo, through dispensers 5830 kg of refined aluminum and titanium ferrosilicon and kg of ferromanganese (75% MP) ). Having completed the introduction of all the additives into the melt, in order to distribute them evenly, the melt is blown with an inert gas for k min. An additional goal of steel purging during this period is the removal of hydrogen from it, which was introduced in significant quantities along with ferrosilicon. Having finished purging the steel with an inert gas, shut off the vacuum pump, report the space of the chamber to the atmosphere, open the chamber lid, pour the heat-insulating mixture onto the metal surface and feed the ladle to the pouring.

Химический состав стали перед разливкой , %: С 0,035; Мп 0,08; 5 3,30 Р 0,010; 0 0,005; Atp 0,007; S 0,025 (дл получени такого содержани серы используют полупродукт, выплавленный в конверторе, содержание серы в котором составл ет 0,025%).The chemical composition of the steel before casting,%: C 0.035; Mp 0.08; 5 3.30 P 0.010; 0 0.005; Atp 0.007; S 0.025 (to obtain such a sulfur content, an intermediate melted in a converter is used, the sulfur content of which is 0.025%).

Разливка трансформаторной стали производитс в изложницы дл слитков весом 13 т. Слитки последовательно прокатывают на сл бы, а сл бы - на гор чекатаный подкат толщиной 2 мм. Рулоны подката подвергают травлению в потоке. После 1-ой холодной прокатки на толщину 0,7 мм и рекристаллизационного отжига ленту подвергают окончательной деформации на 0,35 мм, затем - обезуглероживанию и высокотемпературному отжигу. IThe casting of transformer steel is made into molds for ingots weighing 13 tons. The ingots are successively rolled onto a slab and slab onto a hot rolled rolled steel 2 mm thick. Rolls rolled back etched in the stream. After the first cold rolling to a thickness of 0.7 mm and recrystallization annealing, the tape is subjected to final deformation by 0.35 mm, then to decarburization and high-temperature annealing. I

Готовый металл толщиной 0,35 мм имеет следующее сдаточные электротехнические свойства: 1 ,01 Вт/вг; В 1,91 Тл.The finished metal with a thickness of 0.35 mm has the following electrical properties: 1, 01 W / Vg; In 1.91 T.

Дл обоих, вариантов примера осуществлени способа операци по удалению шлака из ковша может быть заменена операцией перелива (на воздухе или в вакууме) металла через шиберное устройство первого сталеразливочного ковша во второй сталеразливочный ковш.For both, the embodiments of the method for removing slag from the ladle can be replaced by overflow (in air or under vacuum) of the metal through the slide device of the first pouring ladle into the second pouring ladle.

Перелив металла осуществл ют до момента попадани шлака во второй сталеразливочный ковш. .Предпочтительна эта схема дл производства данным способом трансформаторной стали, где потери температуры при переливе практически компенсируютс за счет теплового эффекта растворени кремни в расплаве на основе железа. Пример 2. Процесс осуществл ют как в примере 1, но перед вакуу 92 12 мированием выдерживают величину отношени между окислительным и восстановительным потенциалами системы металл-шлак соответственно равным 5 и 6. Основные параметры плавок при величине п 5 и п 6 приведены в таблице. - .The metal is poured before the slag enters the second steel-teeming ladle. This scheme is preferred for the production of transformer steel by this method, where temperature losses during overflow are practically compensated for by the thermal effect of silicon dissolving in the iron-based melt. Example 2. The process is carried out as in Example 1, but before vacuuming 92 12 with peace, the ratio between the oxidation and reduction potentials of the metal-slag system is 5 and 6, respectively. The main parameters of the heats for n 5 and n 6 are shown in the table. -.

Таким образом, преимуществами изобретени по сравнению с известным способом вл ютс возможность по вышени качества стали, снижение себестоимости ее производства, а также устранение недостатков известного способа.. Повышение качества малоуглеродистой стали достигают за счет вынесени операции глубокого рафинировани сталипо углероду, кислороду и особенно по марганцу из конвертора в ковше, где с помощью вакуумной обработки рафинирование этой стали осуществл ют до более низких концентраций рассмотренных компонентов. Снижение себестоимости производ ства малоуглеродистой рафинированной от углерода, марганца и кислорода стали обеспечиваетс за счет улуч шени стойкости футеровки конверторов , увеличени производительности конверторов, увеличени выхода жидкой стали и сокращени расхода алюмини дл раскислени металла, а так же значительного сокращени расхода раскислителей дл раскислени шлака. Последний факт неизбежен, так как ра финированный расплав по известному способу раскисл ют при налимиии окис лительного шлака в ковше и при приме нении продувки расплава инертным газом в процессе раскислени расплава. Дл расчета (Экономического эффекта сопоставлены две технологические схемы выплавки электротехнической стали в кислородном конверторе: с остановкой продувки при содержании углерода 0,05-0,15 и марганца 0,15-0,20%; с остановкой продувки при содержании углерода в металле ,02% с целью достижени в расплаве не более 0, марганца. В результате работы по технологическому режиму дл 1 О т конверторов достигаетс улучшение следующих технико-экономических показателей: увеличение стойкости футеровки конвертора на 30-40 плавок; увеличение производительности конвертора на 8-3%, увеличение выхода жидкой стали на 7 кг/т; сокращение расхода извести на I кг/т; сокращение расхода алюмини на раскисление металла на 0,25 кг/т стали; сокращение расхода силикокальци н 3,0 кг/т, предназначенного только дл раскислени шлака. Такой расход силикокальци , цена которого составл ет 5бО руб./т, примен ют при производстве релейной стали с содержанием .углерода менее 0,01%. Удельный экономический эффект дл стали, предназначенной дл переплавных процессов, по сравнению с использованием приемрв известной технологии составл ет 1,92 руб./т.Thus, the advantages of the invention in comparison with the known method are the possibility of increasing the quality of steel, reducing the cost of its production, as well as eliminating the disadvantages of the known method. Improving the quality of low carbon steel is achieved by introducing a deep refining operation to carbon, oxygen and especially manganese. from the converter in the ladle, where using vacuum processing the refining of this steel is carried out to lower concentrations of the components considered. Reducing the cost of production of low carbon refined from carbon, manganese and oxygen steel is achieved by improving the durability of the converter lining, increasing converter performance, increasing the yield of liquid steel and reducing the consumption of aluminum for metal deoxidation, as well as a significant reduction in deoxidation for slag deoxidation. The latter fact is inevitable, since the melted melt is deoxidized by a known method with the presence of oxidizing slag in the ladle and with the application of melt blowing with an inert gas in the process of melting the melt. To calculate (Economic effect, two technological schemes for the smelting of electrical steel in an oxygen converter are compared: with stopping the blowdown with a carbon content of 0.05-0.15 and manganese 0.15-0.20%; with stopping the blowing with carbon content in the metal, 02 % in order to achieve no more than 0 manganese in the melt. As a result of the work on the technological mode for 1 o t converters, the following technical and economic indicators are improved: an increase in the durability of the converter lining by 30-40 heats; converter by 8-3%, increase in the yield of liquid steel by 7 kg / t; reduction of lime consumption by I kg / t; reduction of aluminum consumption for metal deoxidation by 0.25 kg / t of steel; reduction of silicocalcide consumption of 3.0 kg A tonne intended only for slag deoxidation. Such a consumption of silicocalcium, the price of which is 5bO / t, is used in the production of relay steel with a carbon content of less than 0.01%. The specific economic effect for steel intended for melting processes compared to using the well-known technology and is 1.92 rub / ton.

Claims

Claim

The method of refining mild steel with a content of 0.050.15% carbon and 0.10-0.20% manganese, including regulating the relationship between the oxidation and reduction potentials of the metal-slag system, evacuating with a metal blowing with an inert gas, steel deoxidation, characterized in that, in order to improve the quality of steel and reduce the cost of its production, additives are added to the slag before evacuation, containing oxygen or »5 carbon in an amount that provides

926028 14 the initial weight ratio between the oxygen in the metal, in the iron oxides of the slag and in the additives on the one hand, and the carbon in the metal and in the additives 5 on the other, within 5–6 _1y from the stoichiometrically necessary to complete oxidation of carbon, after evacuation, slag is removed from the ladle, and the metal is deoxidized with aluminum.