Разработка рациональной технологии раскисления и внепечной обработки низкокремнистой стали

Введение

В данном реферате описана рациональная технология раскисления низкокремнистой стали, включающая предварительное раскисление ферросиликомарганцем на выпуске металла из сталеплавильного агрегата, присадку слитков алюминия и алюминиевой катанки при внепечной обработке, позволившая снизить загрязненность рулонного листового проката неметаллическими включениями и повысить выход годного.

C неметаллическими включениями связаны многие дефекты готового проката.

В частности, дефекты поверхности, идентифицируемые зарубежными исследователями как «slivers» — это линии, вытянутые вдоль направления прокатки. Подобные дефекты характерны преимущественно для тонколистового проката из низкоуглеродистой стали, раскисленной углеродом (LCAK). На рис. 1 приведен характерный поверхностный дефект (плена) рулонного листа толщиной 1,5 мм низкокремнистой низкоуглеродистой стали.

Рис. 1. Типичный поверхностный дефект (плена) рулонного листа толщиной 1,5 мм низкокремнистой низкоуглеродистой стали:

а — внешний вид дефекта «плена» на поверхности горячекатаного рулона толщиной 1,5 мм; б— внешний вид дефекта после дробеструйной обработки поверхности листа; в — глубина развития дефекта — 0,088 мм (х100); г — растровая электронная микроскопия; д — рентгеноспектральный анализ

По мнению авторов работы, пораженность проката линейными поверхностными дефектами коррелирует с общим содержанием кислорода (в пробах жидкого металла — обычно из промежуточного ковша).

Для оценки влияния активности кислорода перед окончанием продувки и перед выпуском на угар алюминия и уровень загрязненности жидкой стали оксидными неметаллическими включениями проведена серия опытных плавок низкоуглеродистой низкокремнистой стали (в готовом металле [С] = 0,03—0,06%, [Si] <0,03%).

Сталь выплавляли в 350-т конвертере, активность кислорода в расплаве определяли при помощи падающих датчиков, а также перед выпуском при помощи зондов Celox. Результаты измерений (рис. 2) показали, что при массовой доле углерода 0,04% и менее активность кислорода превышает 800 ppm, что влечет значительный удельный расход алюминия на раскисление (до 2,7—2,8 кг/т). При этом установлено, что по мере роста окисленности металла перед выпуском увеличивается и максимальная массовая доля алюминия, связанного в оксиды (оценивали по разности [АЦобщ— [АЦрасп,.). При выплавке низкокремнистой стали существенное влияние на поступление кремния в металл на выпуске из конвертера оказывает технология раскисления.

Рис. 2. Окисленность металла в конвертере в зависимости от способа измерения и массовой доли углерода для плавок низкокремнистой низкоуглеродистой стали (ГПУ-1 — результаты измерения перед окончанием продувки; Конв-1 — перед выпуском плавки)

Рациональным способом снижения уровня загрязненности жидкой стали оксидными неметаллическими включениями является предварительное ее раскисление на выпуске из сталеплавильного агрегата.

Опробование присадок углеродсодержащих материалов (карбида кальция, коксика) в начале выпуска плавки показало, что снижение окисленности металла перед присадкой алюминия позволяет как уменьшить его удельный расход, так и снизить максимальный уровень загрязненности стали оксидными неметаллическими включениями.

Более широкие технологические возможности открывает предварительное раскисление кремний- и марганецсодержащими ферросплавами с последующим раскислением алюминием и доводкой в агрегате ковш-печь.

При комплексном раскислении стали кремнием и марганцем образуются силикаты марганца. В соответствии с диаграммой состояния шлаков системы MnO—Si0₂ [2] при 1550—1600 °С жидкие неметаллические включения содержат примерно от 25 до 50% (мacc.) SiО2.

В отличие от известных вариантов (патент США 4741772, ряд патентов РФ), раскисление стали после выпуска осуществляли алюминиевым монолитом, раскисление ковшевого шлака — гранулированным алюминием с последующей доводкой стали по массовой доле алюминия алюминиевой катанкой.

Комплексная технология раскисления металла в сталеразливочном ковше и рафинирования в промежуточном ковше обеспечивает снижение удельного расхода алюминия и снижение уровня загрязненности готового металла оксидными неметаллическими включениями, а также частоту проявления линейных поверхностных дефектов на тонколистовом прокате.

Заключение

При производстве низкокремнистой низкоуглеродистой стали отработана технология трехстадийного раскисления и доводки жидкой стали в сталеразливочном ковше с предварительным раскислением ферросиликомарганцем, присадкой алюминия слитком и доводкой присадками алюминиевой катанки.

Установлено, что данная технология раскисления обеспечивает уменьшение суммарного расхода алюминия на предварительное раскисление и внепечную обработку. Кроме того, комплексное применение данной технологии совместно с технологией рафинирования металла в промежуточном ковше позволяет снизить уровень загрязненности тонколистового проката из низкоуглеродистой низкокремнистой стали оксидными неметаллическими включениями.

Список литературы

1 Zhang L. Inclusions In Continuous Casting Of Steel / L. Zhang, B. G. Thomas // XXIV National Steelmaking Symposium, Morelia, Mich, Mexico, 26—28, Nov. 2003. P. 138—183.

2 Атлас шлаков: Справ. изд. M.: Металлургия, 1985. 208 с.