Способ легирования малоуглеродистой стали алюминием
Использование: металлургия, конкретнее, обработка выплавленной стали в сталеразливочном ковше. Сущность: выпускают сталь из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш, определяют содержание углерода в стали, измеряют температуру металла, вводят в сталь алюминий, а также продувают металл нейтральным газом, алюминий вводят в сталь двумя порциями. При этом первую порцию алюминия вводят после замера температуры в количестве 1,0-1,4 кг/т стали, а вторую порцию вводят после повторного измерения температуры в количестве, определяемом из зависимости: M=(0,02-0,09)t,, где М - количество второй порции вводимого алюминия, кг/т стали; t - увеличение температуры стали после ввода первой порции алюминия, oС; (0,02-0,09) - эмпирический коэффициент, учитывающий интенсивность раскисления стали, кг/тoС. 1 табл.
Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к обработке выплавленной стали в сталеразливочном ковше.
Наиболее близким по технической сущности является способ легирования малоуглеродистой стали алюминием, включающий выплавку стали в конвертере, выпуск металла в сталеразливочный ковш, легирование и раскисление стали алюминием, измерение температуры металла, охлаждение металла при помощи продувки нейтральным газом или опускания в металл металлического тела. При этом определяют окисленность кислорода в металле датчиком окисленности и на основе этих данных рассчитывают необходимое количество вводимого алюминия. Все количество алюминия вводят одной порцией. Недостатком известного способа является невозможность выдерживания узких пределов содержания алюминия в металле. Это объясняется недостаточной точностью измерения активности кислорода при помощи существующих датчиков окисленности. Это особенно сказывается при необходимости выдерживания малых величин содержания алюминия в стали в пределах 0,03-0,07% При этом происходит перерасход алюминия сверх допустимых пределов. Кроме того, операция определения активности кислорода в металле замедляет процесс обработки стали, что снижает производительность производства стали. Технический эффект при использовании изобретения заключается в экономии расхода алюминия, а также в улучшении качества стали за счет выдерживания в необходимых узких пределах температуры стали и содержания алюминия. Указанный технический эффект достигают тем, что выпускают металл из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш, определяют содержание углерода в стали, измеряют температуру металла, вводят в сталь алюминий, а также продувают металл нейтральным газом. Алюминий вводят в сталь двумя порциями. При этом первую порцию алюминия вводят после замера температуры в количестве 1,0-1,4 кг/т стали, а вторую порцию вводят после повторного измерения температуры в количестве, определяемом из зависимости: M=(0,02-0,09)t, где М количество второй порции вводимого алюминия, кг/т стали; t увеличение температуры стали после ввода первой порции алюминия, oС; (0,02-0,09) эмпирический коэффициент, учитывающий интенсивность раскисления стали, кг/тoС. Экономия расхода алюминия будет достигаться за счет выдерживания узких пределов содержания алюминия в стали с учетом нагрева после ввода его первой порции. Улучшение качества стали будет происходить вследствие достижения узких пределов содержания алюминия и, следовательно, узких пределов температуры металла в сталеразливочном ковше, необходимых для получения непрерывнолитых слитков высокого качества. Диапазон расхода алюминия в первой подаваемой порции в количестве 1,0-1,4 кг/т стали объясняется закономерностями усвоения и легирования стали. При меньших значениях не будет обеспечиваться гарантированное связывание кислорода в металле. При больших значениях будет происходить перерасход алюминия, что приведет к повышенному содержанию алюминия в стали сверх допустимых значений. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от содержания углерода в стали. Диапазон значений эмпирического коэффициента в пределах 0,02-0,09 объясняется закономерностями повышения температуры стали при вводе алюминия. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимое содержание алюминия в стали. При больших значениях будет происходить перерасход алюминия, что приведет к повышению содержания алюминия в стали сверх допустимых значений. Указанный диапазон устанавливают в обратной зависимости от величины повышения температуры стали в ковше после ввода первой порции алюминия. Предлагаемый способ предпочтителен при производстве малоуглеродистой стали с содержанием углерода в пределах 0,02-0,07% Анализ патентной и научно-технической литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. Способ легирования алюминием малоуглеродистой стали осуществляют следующим образом. Пример. В конвертере емкостью 350 т выплавляют малоуглеродистую сталь марки 08Ю с содержанием углерода в пределах 0,02-0,07% После выплавки сталь выпускают в сталеразливочный ковш. В ковше замеряют температуру при помощи термопары. В случае повышенной температуры сталь охлаждают при помощи нейтрального газа аргона, подаваемого через погружную фурму, до достижения необходимой по технологии температуры в пределах, например, 1585-1595oС. Охлаждение стали возможно также при помощи погружения в ковш металлического тела, например сляба. После охлаждения металла до необходимой температуры в ковш вводят алюминиевую проволоку диаметром 11,5 мм со скоростью 7 м/с. Алюминиевую проволоку вводят в ковш двумя порциями. Первую порцию вводят в количестве 1,0-1,4 кг/т стали. После ввода первой порции алюминия температура стали повышается из-за экзотермической реакции при усвоении алюминия. Далее повторно замеряют температуру и снова продувают сталь в течение 2 мин аргоном с расходом 0,005 м3/минт для перемешивания металла. После окончания продувки аргоном вводят вторую порцию алюминия в количестве, определяемом из зависимости: M=(0,02-0,09)t, где М количество второй порции вводимого алюминия, кг/т стали; t увеличение температуры стали после ввода первой порции алюминия, oС; (0,02-0,09) эмпирический коэффициент, характеризующий интенсивность раскисления стали, кг/тoС. В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами. В первом примере вследствие малого количества первой и второй порций вводимого в сталь алюминия в ней не выдерживается необходимое содержание алюминия, что приводит к браку непрерывнолитых слитков по химсоставу, получаемых из этой стали. В пятом примере вследствие большого количества первой и малого количества второй порций вводимого в сталь алюминия в ней не выдерживается необходимое содержание в металле алюминия, что приводит к браку непрерывнолитых слитков по химсоставу и увеличенному содержанию в них неметаллических включений. В шестом примере, прототипе, вследствие несоответствующего количества вводимого алюминия в стали находится большое количество алюминия и кислорода, превосходящие допустимые значения, что вызывает брак непрерывнолитых слитков. В примерах 2-4 вследствие ввода в сталь алюминия двумя порциями в оптимальных количествах при соответствующих замерах температуры в стали достигается необходимое содержание алюминия и кислорода. В этих условиях обеспечивается легирование и раскисление стали в оптимальных пределах, что позволяет обеспечить высокое качество получаемых непрерывнолитых слитков. Применение предлагаемого способа позволяет экономить вводимый алюминий на 5-6% а также увеличить выход годных слитков на 10-12% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ легирования малоуглеродистой стали алюминием, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.
Формула изобретения
M=(0,02-0,09)t,
где M количество второй порции вводимого алюминия, кг/Т стали;
t увеличение температуры стали после ввода первой порции алюминия, oС;
(0,02 0,09) эмпирический коэффициент, характеризующий интенсивность раскисления стали, кг/тoС.
РИСУНКИ
Рисунок 1