Способ производства стали с нормируемым содержанием серы

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ С НОРМИРУЕМЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРЫ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(72) Авторы Андрианов Николай ВикторовичГуненков Валентин ЮрьевичТищенко Владимир АндреевичПишикин Вадим СерафимовичОленченко Александр ВасильевичПивцаев Виталий ВасильевичДюдкин Дмитрий АлександровичБать Сергей ЮрьевичКисиленко Владимир ВасильевичОнищук Виталий Прохорович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) Способ производства стали с нормируемым содержанием серы, включающий раскисление алюминием жидкой стали, ее десульфурацию и внепечную обработку кальцийсодержащей, а затем серосодержащей порошковыми проволоками, отличающийся тем, что десульфурацию стали проводят до содержания серы 0,025 и ниже, обработку кальцийсодержащей проволокой проводят в два этапа на первом этапе вводят проволоку, содержащую 20-40 кальция от его общего количества, необходимого для модифицирования стали, на втором этапе вводят проволоку, содержащую 60-80 кальция от его общего количества, необходимого для модифицирования стали, а между двумя этапами обработки жидкий металл перемешивают путем продувки инертным газом с интенсивностью 0,44,0 л/тмин в течение не менее 5 минут или путем вакуумирования. Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей с нормируемым содержанием серы с внепечной обработкой жидкого расплава в ковше порошковыми реагентами. В качестве прототипа принят способ производства автоматной стали (с нормируемым содержанием серы), включающий внепечную обработку раскисленной алюминием и десульфурированной до содержания серы 0,015 сначала кальцийсодержащей, а затем серосодержащей порошковыми проволоками 1. 9896 1 2007.10.30 Недостатком прототипа является ввод кальцийсодержащей проволоки за один прием,что не дает возможности значительному количеству трансформированных неметаллических оксисульфидных включений всплыть до начала обработки серосодержащей проволокой, что приводит к ухудшению разливаемости металла, ухудшению качества и к повышенному браку. Отсутствие вакуумирования жидкого металла приводит к повышенной загрязненности неметаллическими включениями и также ухудшает качество стали. К тому же десульфурация стали перед модифицированием стали до содержания серы 0,015 приводит к значительному увеличению затрат на производство стали. Задача, решаемая изобретением, состоит в усовершенствовании способа производства стали с нормируемым содержанием серы путем изменения режима ввода кальцийсодержащих материалов, осуществляя его в два этапа, регламентацией расхода кальцийсодержащих материалов на каждом из этапов и вакуумированием жидкого металла между двумя этапами ввода кальцийсодержащей проволоки. Технический результат, получаемый при использовании заявляемого изобретения, состоит в полном модифицировании и глобуляризации всех неметаллических включений,снижении загрязненности стали неметаллическими включениями, улучшении разливаемости и качества металла, снижении брака, уменьшении технологической обрези и в целом затрат на производство стали. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что способ производства стали с нормируемым содержанием серы включает раскисление алюминием жидкой стали, ее десульфурацию и внепечную обработку кальцийсодержащей, а затем и серосодержащей порошковыми проволоками. По изобретению десульфурацию стали проводят до содержания серы 0,025 и ниже. Обработку кальцийсодержащей проволокой проводят в два этапа на первом этапе вводят проволоку, содержащую 20-40 кальция от его общего количества,необходимого для модифицирования стали, на втором этапе вводят проволоку, содержащую 60-80 кальция от его общего количества, необходимого для модифицирования стали. Между двумя этапами обработки жидкий металл перемешивают путем продувки инертным газом с интенсивностью 0,4-4,0 л/тмин в течение не менее 5 минут или путем вакуумирования. Между существенными признаками и техническим результатом - полном модифицировании и глобуляризации всех неметаллических включений, снижении загрязненности стали неметаллическими включениями, улучшении разливаемости и качества металла,снижении брака, уменьшении технологической обрези и в целом затрат на производство стали - существует причинно-следственная связь, которая объясняется следующим образом. Известно, что для получения сталей с хорошими характеристиками обрабатываемости легированию серой нужно подвергать металл, в котором уже проведено кальцием полное модифицирование и глобуляризация всех неметаллических включений. С одной стороны, этого можно достичь снижая содержание серы перед вводом кальцийсодержащих материалов, причем, как было установлено последними проведенными исследованиями, достаточно снижать серу до содержания серы 0,025 и ниже. А вот кальцийсодержащие материалы необходимо вводить в два этапа. Двойной ввод кальцийсодержащих материалов обеспечивает на первом этапе первичное модифицирование неметаллических включений и дополнительное снижение серы. После первого этапа ввода кальция проводится вакуумирование жидкого металла, что обеспечивает всплывание основой массы глобуляризированных неметаллических включений. После первичного модифицирования и удаления основной массы неметаллических включений вводится вторая порция кальцийсодержащих материалов, которая уже обеспечивает окончательное и полное модифицирование и глобуляризацию оставшихся включений. При таких условиях обработки легирование металла серой из проволоки будет происходить стабильно, с обеспечением 2 9896 1 2007.10.30 заданного содержания серы, требуемых характеристик стали и полной разливаемости металла. Таким образом, чтобы полностью модифицировать и глобуляризировать все неметаллические включения, снизить загрязненность стали неметаллическими включениями,улучшить разливаемость и качество металла, снизить брак, уменьшить технологическую обрезь и в целом затраты на производство стали, при производстве сталей с нормируемым содержанием серы кальцийсодержащие материалы при внепечной обработке необходимо вводить в два этапа с регламентацией расхода кальция на каждом из этапов и вакуумированием жидкого металла между двумя этапами ввода кальцийсодержащей проволоки. Заявленный способ производства стали с нормируемым содержанием серы используется следующим образом. В дуговой электросталеплавильной печи выплавляют сталь заданной марки, выпускают ее в ковш, проводя раскисление, в том числе алюминием, и другие технологические операции. Во время выплавки и выпуска металла проводят специальные технологические операции (отсечка шлака, присадка рафинирующей шлаковой смеси с расходом 2,0 кг/т и т.д.), которые обеспечивают содержание серы в металле 0,025 и ниже. Затем ковш с жидким металлом передается на установку внепечной обработки стали, где производится усреднительная продувка, отбирается проба и определяется химический анализ стали. В случае получения необходимого содержания серы и алюминия в ковш вводится первая порция кальцийсодержащей проволоки с расходом 2040 кальция от общего количества, необходимого для модифицирования стали. В нашем случае это 50 м порошковой проволоки с наполнением силикокальцием СК 30 225 г/м (28 от общего количества кальция на обработку). После ввода первой порции кальцийсодержащей проволоки проводится вакуумирование жидкого металла длительностью 10 минут на установке . После этого вводится вторая порция силикокальциевой проволоки в количестве 130 м (72 от общего количества кальция на обработку). После ввода второй порции кальцийсодержащей порошковой проволоки в течение 23 минут производится продувка инертным газом, а затем в ковш вводится серосодержащая порошковая проволока для обеспечения необходимого содержания серы. После ввода серосодержащей проволоки в течение 23 минут производится продувка инертным газом, после чего ковш с жидким металлом передается на разливку, в процессе которой отбираются пробы для определения химического состава металла и неметаллических включений. По указанной технологии проведены 20 обработок. На всех плавках достигалось заданное содержание серы в металле, количество неметаллических включений составило в среднем 0,012 , металл разливался без замечаний,технологическая обрезь составила 1,2 кг/т, брак - 0,005 т/т. На этой же дуговой электросталеплавильной печи выплавлены 10 плавок стали по способу-прототипу. Жидкую сталь выпускали в ковш и раскисляли алюминием. Во время выплавки и выпуска металла проводят специальные технологические операции (отсечка шлака, присадка рафинирующей шлаковой смеси с расходом 5,0 кг/т и т.д.), которые обеспечивают содержание серы в металле 0,015 и ниже. Затем ковш с жидким металлом передается на установку внепечной обработки стали, где производится усреднительная продувка, отбирается проба и определяется химический анализ стали. В случае получения необходимого содержания серы и алюминия в ковш вводится кальцийсодержащая проволока с расходом 180 м. После ввода второй порции кальцийсодержащей порошковой проволоки в течение 23 минут производится продувка инертным газом, а затем в ковш вводится серосодержащая порошковая проволока для обеспечения необходимого содержания серы. После ввода кальцийсодержащей порошковой проволоки в течение 23 минут производится продувка инертным газом, а затем в ковш вводится серосодержащая порошковая проволока для обеспечения необходимого содержания серы. После ввода се 3 9896 1 2007.10.30 росодержащей проволоки в течение 23 минут производится продувка инертным газом,после чего ковш с жидким металлом передается на разливку, в процессе которой отбираются пробы для определения химического состава металла и неметаллических включений. На сравнительных плавках достигалось заданное содержание серы в металле, однако количество неметаллических включений составило в среднем 0,042 , 10 металла не смогли разлить из-за залипания отверстий сталеразливочных стаканов неметаллическими включениями, технологическая обрезь составила 12,5 кг/т, брак - 0,025 т/т, затраты на обработку по способу-прототипу были на 5,2 долл. США выше, чем по заявляемому способу. Источники информации 1.6064 С 1, 2004 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4