Способ внепечной обработки стали

21 7/06, 21 7/064 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) Способ внепечной обработки стали, включающий наведение высокоосновного шлака, раскисление стали алюминием, продувку аргоном расплава металла и ввод в него кальцийсодержащих материалов в виде порошковой проволоки, отличающийся тем, что ввод кальцийсодержащих материалов осуществляют в два этапа, при этом на первом этапе количество вводимых кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций определяют по следующему соотношению МСа(1,5 2,5),а на втором этапе - по следующему соотношению МСа(0,30,7)А,где МСа - количество кальция, усвоенного металлом, кг/т- количество серы, удаляемой из металла,А - остаточное содержание алюминия в металле, . Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке стали. В качестве прототипа принят способ внепечной обработки стали, включающий наведение высокоосновного шлака, раскисление стали алюминием, продувку расплава металла аргоном и ввод в металл кальцийсодержащих материалов в виде порошковой проволоки 1. Недостатком прототипа является недостаточная степень десульфурации стали и модифицирования неметаллических включений. Это поясняется следующим. Известно, что скорость процесса десульфурации пропорциональна величине площади межфазной поверхности шлак-металл. Перемешивание металла со шлаком аргоном позволяет в определенной степени увеличить площадь межфазной поверхности и, таким образом,3464 1 интенсифицировать процесс перехода примесей в шлак. Однако для проведения глубокой десульфурации продувку необходимо вести достаточно продолжительное время, что по технологии разливки не всегда является возможным, к тому же металл значительно охлаждается до 45 С/мин, что при времени продувки 10 мин составляет 4050 С. Кроме того, даже при продолжительной продувке требуемый эффект десульфурации не достигается при высокой активности кислорода. Задача, решаемая изобретением, состоит в усовершенствовании способа внепечной обработки металла путем создания условий для снижения активности кислорода в металле и одновременного повышения активности покровного шлака, а также получения максимальной поверхности контакта металла с кальцийсодержащими материалами. Технический результат, достигаемый при использовании способа, состоит в увеличении степени десульфурации, удалении неметаллических включений и глобуляризации оставшихся в металле включений. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известном способе внепечной обработки стали,включающем наведение высокоосновного шлака, раскисление стали алюминием, продувку аргоном расплава металла и ввод в него кальцийсодержащих материалов в виде порошковой проволоки, по изобретению кальцийсодержащие материалы в виде порошковой проволоки вводят в два этапа. Количество вводимых кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций устанавливают на первом этапе в зависимости от количества удаляемой из металла серы из соотношения МСа(1,52,5)кг/т,и на втором этапе в зависимости от содержания остаточного алюминия в металле по соотношению МСа(0,30,7) хкг/т,где МСа - количество кальция, усвоенного металлом, кг/т- количество серы, удаленной из стали,- остаточное содержание алюминия в стали, . Альтернативным отличительным признаком изобретения является использование в качестве кальцийсодержащих материалов силикокальция. Между существенными признаками изобретения и техническим результатом - повышением степени десульфурации, удалением неметаллических включений и глобуляризацией оставшихся в металле включений существует причинно-следственная связь, которая поясняется следующим. Удаление серы возможно, как известно, при низкой активности кислорода. При вводе же кальция в жидкую сталь, раскисленную алюминием, реакция взаимодействия алюминия с кислородом смещается в сторону образования продуктов реакции за счет снижения активности глинозема в результате образования кальцийалюминатных комплексов. Все это интенсифицирует процесс десульфурации, в котором более активно участвует покровный высокоосновный шлак, кальций и кальцийалюминатные включения. В итоге достигается более глубокая степень десульфурации при продувке обработанного металла. Поскольку кальций обладает низкой растворимостью в стали и практически удаляется в процессе продувки, то на первом этапе кальций вводят в сталь в количестве, достаточном для интенсификации процесса удаления серы в требуемом количестве. Как показали проведенные эксперименты, количество вводимого кальция может быть определено по зависимости МСа(1,52,5)кг/т. При вводе кальция в количестве меньшем, чем по приведенной зависимости, не достигается требуемой десульфурации, а в количестве большем, чем по зависимости, степень десульфурации практически не увеличивается, а кальций расходуется неэффективно. Второй этап ввода осуществляется после окончания продувки, непосредственно перед отдачей сталеразливочного ковша на разливку. При этом кальций вводят в количестве, определяемом содержанием остаточного алюминия в металле по зависимости МСа(0,30,7) хкг/т. Второй этап ввода кальция повышает степень модифицирования остаточных включений глинозема, в результате улучшается разливаемость стали. Пример реализации способа. Выплавленную в электросталеплавильной печи сталь 20 раскисляли алюминием из расчета получения его на уровне 0,020,04 . Затем наводили на поверхности металла высокоосновной шлак (основность 3.1) присадкой в ковш извести и плавикого шпата. В пробе содержание серы составляло 0,024 . В готовой стали по условиям поставки должно быть серы не более 0,015 . Таким образом, удалению подлежало 0,024 0,0140,010 серы. В качестве кальцийсодержащих материалов использовали силикокальций СК-30. При этом силикокальций вводили в сталь в виде порошковой проволоки. Требуемое количество усвоенного кальция определяли по соотношению МСа(1,52,5) хМСа 2 х 0,0100,02 кг/т. Требуемое количество силикокальция СК-30 при коэффициенте усвоения 0,15 составляет 2 3464 1 0,020,45/ 2 . 0,150,30 После ввода порошковой проволоки с силикокальцием продували расплав аргоном. За 45 мин до отдачи ковша на разливку брали пробу на остаточный алюминий и вводили вторую порцию порошковой проволоки с силикокальцием. Количество потребного кальция, усвоенного металлом, устанавливали по зависимости МСа(0,30,7) х ,МСа 0,5 х 0,0250,0125 кг/т,где 0,025- содержание остаточного алюминия. Количество силикокальция СК-30 при коэффициенте усвоения 0,15 составило 0,01250,28/ 2 . 0,150,30 Силикокальций в виде порошковой проволоки диаметром 13 мм вводили в ковш с помощью трайбаппарата. Всего в ковш ввели 420 м проволоки, в том числе на первом этапе ввода - 260 м и на втором этапе 160 м. Были получены следующие результаты по сере и неметаллическим включениям в готовом металле включения типа 23 составили 97(гдеи- количество неметаллических включений СаО и 2 О 3 соответственно), алюминатные включения 23 составляли 3 . Остаточное содержание кальция в металле составляло 0,0020 , серы - 0,013 . При скорости разливки 0,6 м/мин металл опытной обработки был разлит полностью. Металлопродукция имела однородную структуру, высокие пластические характеристики и ударную вязкость на образцах с острым надрезом 2,93,0 кгм/мм 2. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3