способ внепечной обработки стали в ковше (варианты)

Формула изобретения

1. Способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:

Q=K _Q·A·B,

где Q - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08, мас.%;

K_Q - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2, кг/т.%.

2. Способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:

М=K _M·A·B,

где M - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08, мас.%;

К_м - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2, кг/т.%;

после выпуска стали в ковш в качестве шлакообразующих материалов подают рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали, затем в ковш повторно подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:

N=K_N·A·(C+D),

где N - расход карбида кальция, кг/т стали;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06, мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8, мас.%;

K_N - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28, кг/т.%;

после повторной подачи карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5,0 мин.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

6. Способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:

L=K _L·A·B,

где L - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равный 0,035-0,08, мас.%;

K_L - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2, кг/т.%;

после подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат «печь-ковш», где нагревают до необходимой температуры для обрабатываемой марки стали, в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали, определяемым по зависимости:

R=K_R·A·(C+D),

где R - расход карбида кальция после наведения в ковше рафинировочного шлака, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06, мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8, мас.%;

K_R - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28, кг/т.%;

после повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5 мин.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к внепечной обработке выплавленной стали в ковше при помощи раскислителей.

Наиболее близким по технической сущности является способ внепечной обработки стали в ковше, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя, легирующих и шлакообразующих материалов. В качестве раскислителя используют карбид кремния с фракцией 0,1-10 мм, содержащий 80-90 мас.% чистого карбида кремния, 2-5 мас.% свободного углерода, остальное примеси. Раскислитель подают в процессе выпуска с расходом 1-5 кг/т стали по зависимости:

Q₁=K₁·(C₂-C ₁)/(Si₂-Si₁)

После выпуска дополнительно подают в сталь раскислитель в пределах 0,2-0,4 кг/т стали и алюминий с расходом в пределах 0,1-1,5 кг/т стали, при этом раскислитель подают по зависимости:

Q₂=K₂·(C₂-C₁ )/(Si₂-Si₁),

где Q₁ - расход раскислителя в процессе выпуска стали кг/т;

Q₂ - расход раскислителя после выпуска стали, кг/т;

C₁ и C₂ - содержание углерода в стали в начале выпуска и необходимое содержание углерода в готовой стали, мас.%;

Si₁ и Si₂ - содержание кремния в расплаве в начале выпуска и необходимое содержание кремния в готовой стали, мас.%;

K ₁ и K₂ - эмпирические коэффициенты, характеризующие физико-химические закономерности раскисления стали, равные 1,6-10,0 и 0,33-8,0 соответственно, кг/т.

Затем легируют сталь алюминием в виде катанки с расходом в пределах 0,3-0,7 кг/т стали и продувают аргоном в течение 1 -15 мин с расходом 0,5-2,0 л/мин на 1 т стали.

(См. патент RU № 2219249 C1, C21C 7/00, 7/06, 20.12.2003).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения получения концентрации растворенного в стали кислорода ниже его равновесных концентраций с кремнием и близким к равновесным концентрациям с алюминием. Вследствие этого не обеспечивается необходимое снижение неметаллических включений при введении в металл кремния и алюминия и балла неметаллических включений в литой стали вследствие окисления указанных элементов, а также не обеспечивается необходимое снижение насыщения обработанной стали азотом и водородом.

Технический результат, решаемый предлагаемым способом при его использовании, заключается в снижении насыщения обработанной стали газами и в уменьшении содержания в ней неметаллических включений.

Поставленный технический результат решается в трех вариантах в зависимости от технологических возможностей и потребностей производства обрабатываемой стали.

Вариант 1. Способ внепечной обработки стали в ковше включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш раскислителя в процессе выпуска стали.

В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

Q=K_Q ·A·B,

где Q - расход карбида кальция в процессе выпуска, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_Q - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

Снижение содержания величины объемного процента содержания в стали неметаллических включений будет происходить вследствие быстрого удаления образовавшихся неметаллических включений. Раскисление стали одним карбидом кальция позволяет получить концентрацию растворенного кислорода в стали ниже его равновесных концентраций с кремнием и близких к равновесным концентрациям с алюминием.

Диапазон значений концентрации кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата в пределах 0,035-0,08 мас.% объясняется физико-химическими закономерностями процесса раскисления стали. При меньших значениях будет происходить науглероживание стали сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить вскипание стали в ковше, что приведет к выбросам металла из ковша.

Диапазон значений эмпирического коэффициента K_Q в пределах 10,7-28,2 кг/т.% объясняется физико-химическими закономерностями раскисления стали карбидом кальция. При меньших и больших значениях расходы карбида кальция будут соответственно меньше и больше необходимых по технологии пределов в процессе обработки стали.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

Вариант 2. Способ внепечной обработки стали в ковше включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом.

В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

M=K_M·A·B,

где M - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_M - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После выпуска стали в ковш в качестве шлакообразующих материалов подают рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали, затем в ковш повторно подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

N=K_N·A·(C+D),

где N - расход карбида кальция, кг/т стали;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_N - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

После подачи повторно карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин в течение не менее 5,0 мин.

В качестве рафинировочного шлака возможно использование:

- смеси извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1;

- смеси извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5;

- смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Диапазоны значений концентрации кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата в пределах 0,035-0,08 мас.% и после выпуска в пределах 0,01-0,06 мас.% объясняются физико-химическими закономерностями процесса раскисления стали. При меньших значениях будет происходить науглероживание стали сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить вскипание стали в ковше, что приведет к выбросам стали из ковша.

Диапазоны значений эмпирических коэффициентов K _M в пределах 10,7-28,2 кг/т.% и K_N в пределах 0,18-0,28 кг/т.% объясняются физико-химическими закономерностями раскисления стали карбидом кальция. При меньших и больших значениях расходы карбида кальция будут соответственно меньше и больше необходимых по технологии пределов в процессе обработки стали.

Диапазон значений расходов рафинировочного шлака в пределах 13-26 кг/т стали объясняется физико-химическими закономерностями процесса рафинирования обрабатываемой стали. При меньших значениях будет снижаться степень десульфурации обрабатываемой стали. При больших значениях будет происходить перерасход шлаковой смеси и снижение стойкости шлакового пояса футеровки ковша.

Диапазоны значений расходов нейтрального газа аргона в пределах 0,5-5,0 л/мин·т и времени продувки стали в ковше не менее 5 мин объясняются физико-химическими закономерностями удаления из стали неметаллических включений, ее перемешивания и усреднения по температуре и химическому составу. При меньших значениях не будут создаваться условия для полного всплывания неметаллических включений из стали в ковше. При больших значениях будет происходить переохлаждение стали в ковше и перерасход нейтрального газа.

Вариант 3. Способ внепечной обработки стали в ковше включает выпуск стали из сталеплавильного агрегата в ковш, подачу в ковш в процессе выпуска стали раскислителя и шлакообразующих материалов, продувку стали в ковше нейтральным газом.

В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

L=K_L/A·B,

где L - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_L - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат «печь-ковш», где нагревают до необходимой температуры для обрабатываемой марки стали. Далее в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

R=K_R ·A·(C+D),

где R - расход карбида кальция после наведения в ковше рафинировочного шлака, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_R - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

После повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 литр/мин·т в течение не менее 5 мин.

В качестве рафинировочного шлака возможно использование:

- смеси извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1;

- смеси извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5;

- смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия, в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Снижение содержания величины объемного процента содержания в стали неметаллических включений будет происходить вследствие быстрого всплытия в процессе выпуска стали и за счет диффузионного раскисления стали на установке «печь-ковш».

Раскисление стали одним карбидом кальция позволяет получить концентрацию растворенного кислорода в стали ниже его равновесных концентраций с кремнием и близких к равновесным концентрациям с алюминием.

Диапазоны значений концентрации кислорода перед выпуском из сталеплавильного агрегата в пределах 0,035-0,08 мас.% и после выпуска в пределах 0,01-0,06 мас.% объясняется физико-химическими закономерностями процесса окисления и раскисления стали. При меньших значениях будет происходить науглероживание стали сверх допустимых значений. При больших значениях будет происходить вскипание металла в ковше, что приведет к выбросам металла из ковша.

Диапазоны значений эмпирических коэффициентов K_L в пределах 10,7-28,2 кг/т.% и K_R в пределах 0,18-0,28 кг/т.% объясняются физико-химическими закономерностями раскисления стали карбидом кальция. При меньших и больших значениях расходы карбида кальция будут соответственно меньше и больше необходимых по технологии пределов в процессе обработки стали.

Диапазон значений расходов рафинировочного шлака в пределах 13-26 кг/т стали объясняется физико-химическими закономерностями процесса рафинирования обрабатываемой стали. При меньших значениях будет снижаться степень десульфурации обрабатываемой стали. При больших значениях будет происходить перерасход шлаковой смеси и снижение стойкости шлакового пояса футеровки ковша.

Диапазоны значений расхода нейтрального газа аргона в пределах 0,5-5,0 л/мин·т и времени продувки в течение не менее 5 мин объясняются физико-химическими закономерностями удаления из стали неметаллических включений и ее усреднения по температуре и химическому составу. При меньших значениях не будут создаваться условия для полного всплывания неметаллических включений из стали в ковше. При больших значениях будет происходить переохлаждение стали и перерасход нейтрального газа.

Анализ научно-технической и патентной 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 даны варианты осуществления способа внепечной обработки стали в ковше.

В ПЕРВОМ ВАРИАНТЕ в электродуговой печи выплавляют сталь с различным химическим составом. Сталь выпускают из печи в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с температурой в пределах на 30-60°С выше температуры разливки для данного химического состава выпускаемой стали. В процессе выпуска стали или после выпуска в зависимости от технологических возможностей и потребностей в ковш подают раскислитель. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т стали по зависимости:

Q=K_Q ·A·B,

где Q - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_Q - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

Карбид кальция подают в ковш в металлических барабанах весом по 25 кг.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

В таблице 1 приведены примеры осуществления заявляемого способа по первому варианту с различными технологическими параметрами.

ТАБЛИЦА 1
ПАРАМЕТРЫ	ПРИМЕРЫ
1	2	3	4	5
1. Емкость ковша, т	10	10	125	250	250
2. Величина B, кг/т.%	0,020	0,035	0,06	0,08	0,15
3. Величина KQ, кг/т	8,0	10,7	21,3	28,2	30,1
4. Содержание углерода в стали перед выпуском в ковш, мас.%	0,80	0,30	0,15	0,05	0,01
5. Содержание углерода в стали после обработки в ковше, мас.%	0,85	0,30	0,15	0,05	0,04
6. Приращение содержания азота в стали после обработки в ковше, мас.%	0,003	0,001	0,001	0,001	0,0012
7. Приращение содержания водорода в стали после обработки в ковше, мас.%	2,0	1,0	1,0	1,0	1,5
8. Объемный процент неметаллических включении в литой стали, об.%	0,001	0,0007	0,0007	0,0007	0,002

В первом и пятом примерах вследствие отступления технологических параметров от необходимых по технологии значений не обеспечивается нужное содержание углерода в обрабатываемой стали, повышается насыщение стали газами, а также содержание неметаллических включений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений технологических параметров достигается нужное содержание в обработанной стали углерода, газов и неметаллических включений.

ВО ВТОРОМ ВАРИАНТЕ в электродуговой печи выплавляют сталь с различным химическим составом. Сталь выпускают из печи в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с температурой на 30-60°С выше температуры разливки для данного химического состава выпускаемой стали. В процессе выпуска в ковш подают раскислитель. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 0,5-3,0 кг/т по зависимости

M=K_M·A·B,

где M - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

B - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_M - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После выпуска стали в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом в пределах 13-26 кг/т стали. Затем повторно в ковш подают карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

N=K_N·A·(C+D),

где N - расход карбида кальция после выпуска стали в ковш, кг/т;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K _N - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

В качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1. В другом случае в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, например боксита, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5. Возможно использование смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

Карбид кальция подают в ковш в металлических барабанах с развесом по 15-25 кг. После подачи в ковш повторной порции карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 л/мин·т в течение не менее 5 мин.

В таблице 2 приведены примеры осуществления способа по второму варианту с различными технологическими параметрами.

ТАБЛИЦА 2
Параметры	Примеры
1	2	3	4	5
1. Емкость ковша, т	10	10	125	250	250
2. Величина B, мас.%	0,020	0,035	0,06	0,08	0,15
3. Величина K M, кг/т.%	8,0	10,7	21,3	28,2	30,1
4. Величина M, кг/т	0,21	0,50	1,7	3,0	6,0
5. Расход рафинировочного шлака, кг/т стали	10,0	13,0	19,5	26,0	30,0
6. Величина C, мас.%	0,005	0,01	0,045	0,06	0,10
7. Величина D, мас.%	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0
8. Величина KN, кг/т.%	0,056	0,18	0,25	0,28	0,62
9. Величина N, кг/т	0,15	1,0	2,0	3,0	6,4
10. Расход аргона, л/мин·т	0,4	0,5	3,5	5,0	6,0
11. Время продувки стали аргоном, мин	30	40	65	90	100
12. Содержание углерода в стали перед выпуском в ковш, мас.%	0,80	0,30	0,15	0,05	0,01
13. Содержание углерода в стали после обработки в ковше, мас.%	0,85	0,30	0,15	0,05	0,04
14. Приращение содержания азота в стали после обработки в ковше, мас.%	0,002	0,0005	0,0005	0,0005	0,0008
15. Приращение содержания водорода в стали после обработки в ковше, мас.%	1,5	0,5	0,5	0,5	0,7
16. Объемный процент неметаллических включений в литой стали	0,0007	0,00049	0,0005	0,00051	0,0015

В первом и пятом примерах вследствие отступления технологических параметров от необходимых по технологии значений не обеспечивается нужное содержание углерода в обработанной стали, повышается насыщение стали газами, а также содержание неметаллических включений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений технологических параметров достигается нужное содержание в обработанной стали углерода, газов и неметаллических включений.

В ТРЕТЬЕМ ВАРИАНТЕ в электродуговой печи выплавляют сталь с различным химическим составом. Сталь выпускают из печи в сталеразливочный ковш соответствующей емкости с температурой в пределах на 30-60°С выше температуры разливки для данного состава выплавляемой стали. В процессе выпуска стали в ковш подают раскислитель и шлакообразующие материалы. В качестве раскислителя используют карбид кальция фракцией 0,1-25 мм с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

L=K_L ·A·B,

где, L - расход карбида кальция в процессе выпуска стали в ковш, кг/т стали;

А - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

В - концентрация кислорода в стали перед выпуском из сталеплавильного агрегата, равная 0,035-0,08 мас.%;

K_L - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 10,7-28,2 кг/т.%.

В общем случае возможна подача раскислителя в ковш до начала выпуска стали из сталеплавильного агрегата или в процессе выпуска стали из него в ковш, а также после окончания выпуска стали из сталеплавильного агрегата в ковш.

После подачи карбида кальция ковш со сталью помещают в агрегат «печь-ковш», где нагревают до необходимой температуры для обрабатываемой марки стали. Далее в ковше наводят рафинировочный шлак с расходом 13-26 кг/т стали и повторно подают в ковш карбид кальция с расходом 1,0-3,0 кг/т стали по зависимости:

R=K_R ·A·(C+D),

где R - расход карбида кальция после наведения в ковше рафинировочного шлака, кг/т стали;

A - коэффициент, характеризующий стехиометрическое соотношение необходимого количества карбида кальция для нейтрализации находящегося в стали кислорода, равный 1,33, безразмерный;

C - концентрация кислорода в стали после ее выпуска в ковш, равная 0,01-0,06 мас.%;

D - концентрация кислорода в рафинировочном шлаке, равная 4-8 мас.%;

K_R - эмпирический коэффициент, характеризующий физико-химические закономерности науглероживания стали при ее обработке карбидом кальция, равный 0,18-0,28 кг/т.%.

После повторной подачи в ковш карбида кальция сталь в ковше продувают аргоном с расходом 0,5-5,0 литр/мин·т в течение не менее 5 мин.

В качестве рафинировочного шлака используют смесь извести и плавикового шпата в соотношении по весу в пределах 3:1. В другом случае в качестве рафинировочного шлака используют смесь извести, плавикового шпата и материалов, содержащих окислы алюминия, например боксита, в соотношении по весу в пределах 3:0,5:0,5. Возможно использование смеси извести и материалов, содержащих окислы алюминия в соотношении по весу в пределах 3:(1,0-1,5).

В таблице 3 приведены примеры осуществления способа по третьему варианту с различными технологическими параметрами.

ТАБЛИЦА 3
ПАРАМЕТРЫ	ПРИМЕРЫ
1	2	3	4	5
1. Емкость ковша, т	10	10	125	250	250
2. Величина B, мас.%	0,020	0,035	0,06	0,08	0,15
3. Величина K L, кг/т.%	8,0	10,7	21,3	28,2	30,1
4. Величина L, кг/т	0,21	0,5	1,7	3,0	6,0
5. Расход рафинировочного шлака, кг/т стали	10,0	13,0	19,5	26,0	30,0
6. Величина C, мас.%	0,005	0,01	0,045	0,06	0,10
7. Величина D, мас.%	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0
8. Величина KR, кг/т.%	0,056	0,18	0,25	0,28	0,62
9. Величина R, кг/т	0,15	1,0	2,0	3,0	6,4
10. Расход аргона, л/мин·т	0,4	0,5	3,5	5,0	6,0
11. Содержание углерода в стали перед выпуском в ковш, мас.%	0,80	0,30	0,15	0,05	0,01
12. Содержание углерода в стали после обработки в ковше, мас.%	0,85	0,30	0.15	0,05	0,04
13. Приращение содержания азота в стали после обработки в ковше, мас.%	0,002	0,0005	0,0005	0,0005	0,0008
14. Приращение содержания водорода в стали после обработки в ковше, мас.%	1,5	0,5	0,5	0,5	0,7
15. Объемный процент неметаллических включений в литой стали	0,0007	0,00049	0,00050	0,00051	0,0015

В первом и пятом примерах вследствие отступления технологических параметров от необходимых по технологии значений не обеспечивается нужное содержание углерода в обработанной стали, повышается насыщение стали газами, а также содержание неметаллических включений.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие соблюдения необходимых значений технологических параметров достигается нужное содержание в обработанной стали углерода, газов и неметаллических включений.