СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АВТОКУЗОВНОЙ СТАЛИ
METHOD TO PRODUCE AUTOMOBILE-BODY STEEL

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения автокузовной стали в дуговых сталеплавильных печах.
Известен способ получения стали в дуговой электропечи, включающий завалку в печь металлолома, подачу чугуна, расплавление металлошихты, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию стали путем присадок порций железной руды или агломерата в смеси с известью, скачивание шлака через порог рабочего окна, раскисление стали и шлака в печи, выпуск стали в ковш под печным шлаком, присадку в ковш десульфурирующей смеси, состоящей из извести, плавикового шпата и порошка алюминия, отличающийся тем, что в состав завалки вводят агломерат или железную руду в количестве 30-60 кг/т стали, после проплавления металлошихты при расходе электроэнергии 220-320 кВт ч/т металлолома в печь заливают чугун при температуре не ниже 1200°С со скоростью заливки 6-12 т/мин, проводят окисление газообразным кислородом с расходом 1500-3000 нм /ч, соотношение присаживаемой железной руды или агломерата в смеси с известью поддерживают соответственно (1-2):(2,5-3,5) при расходе 70-110 кг/т стали, после чего спускают шлак через порог рабочего окна, а соотношение извести, плавикового шпата и порошка алюминия в вводимой в ковш десульфурирующей смеси поддерживается соответственно (1,1-1,5):(0,3-0,5):(0,05-0,1) при расходе смеси 14-18 кг/т стали [патент РФ №2197535, кл. С21С 5/52, 7/06].
Известный способ не обеспечивает выполнение технического результата в части получения требуемого содержания углерода, хрома, никеля, меди и азота в металле.
Известен выбранный в качестве прототипа способ получения автокузовной стали, включающий выплавку стали и ее внепечную обработку [патент РФ №2395616, кл. С2 С22С 38/15].
Существенными недостатками данного способа выплавки стали являются:
- невозможность получения требуемых содержаний углерода, хрома, никеля, меди и азота в стали при выплавке в дуговой сталеплавильной печи.
- существенная вероятность выбросов металла и шлака из печи при увеличении количества жидкого чугуна.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в обеспечении требуемого содержания углерода, хрома, никеля, меди и азота в готовой стали для дальнейшего производства тонколистового холоднокатаного проката для автомобильного листа.
Для этого в предлагаемом способе получения автокузовной стали, включающем выплавку стали и ее внепечную обработку, в отличие от ближайшего аналога выплавку стали осуществляют в дуговой сталеплавильной печи, в которую подают металлическую шихту, содержащую 30…35% жидкого передельного чугуна, 5…10% твердого чушкового чугуна и 60…65% обрези листового проката стали автокузовных марок цехов холодной прокатки, расплавляют ее, во время окислительного периода производят вдувание углеродсодержащего материала с расходом 60…100 кг/мин, продувку ванны кислородом проводят до получения остаточного содержания углерода не более 0,03%, по окончании проводят перемешивание ванны аргоном через донные пробки продолжительностью не менее 5 мин с интенсивностью не менее 60 л/мин, осуществляют выпуск плавки с оставлением шлака и части металла в печи с присадкой в ковш во время выпуска твердой шлакообразующей смеси, раскислителей и легирующих.
Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем. Количество жидкого чугуна (30…35% от массы металлошихты) и твердого чушкового чугуна (5…10% от массы металлошихты) выбрано исходя из необходимости выплавки стали с низким содержанием хрома, никеля, меди и азота.
Использование жидкого передельного чугуна в количестве более 35% и твердого чушкового чугуна в количестве более 10% от массы металлошихты приводит к увеличению длительности плавки, связанному с необходимостью окисления дополнительного количества поступающего из шихты углерода и дополнительного времени на скачивание шлака. При использовании жидкого чугуна менее 30% и твердого чушкового чугуна менее 10% от массы металлошихты не решается основная задача данного способа - получения требуемого химического состава стали. В качестве металлического лома обязательно необходимо использовать прокатную обрезь стали автокузовных марок цехов холодной прокатки.
При использовании другого вида металлического лома или при увеличении его доли в металлической шихте более 65% не решается техническая задача изобретения. При уменьшении доли металлического лома менее 55% происходит снижение веса плавки, что приведет к дополнительным материальным затратам.
Расход углеродсодержащего материала (60…100 кг/мин) выбран с целью образования и поддерживания вспененного шлака в печи и предотвращения насыщения металла азотом во время ведения процесса. При уменьшении расхода углеродсодержащего материала менее 60 кг/мин резко возрастает вероятность насыщения металла азотом, а при его увеличении более 100 кг/мин увеличиваются материальные затраты, что приводит к увеличению себестоимости стали.
Получение остаточного содержания углерода в металле не более 0,03% вызвано необходимостью получения заданного содержания углерода в готовой стали с учетом возможного науглероживания плавки в процессе внепечной обработки и непрерывной разливки.
Продувка спокойной ванны аргоном через донные пробки продолжительностью не менее 5 мин интенсивностью не менее 60 л/мин связана с необходимостью снижения содержания кислорода в металле. Снижение продолжительности продувки ванны аргоном и уменьшение интенсивности продувки приведет к увеличению материальных затрат (повышенному угару раскислителей и ферросплавов).
Пример конкретного осуществления способа.
Заявляемый способ получения стали был реализован при выплавке стали марки 08Ю СВ по ГОСТ 9045-93 в 180-тонных дуговых электропечах с трансформатором мощностью 150МВА.
Расход жидкого передельного чугуна составил 65…70 т, твердого чушкового чугуна 25…30 т и металлического лома 115…120 т. В качестве металлического лома использовали прокатную обрезь из стали автокузовных марок цехов холодной прокатки. В качестве углеродсодержащего материала использовали науглероживатель следующего химического состава: углерод - не менее 90%, зольность - 4…6%, влажность - не более 0,5%. Средний фактический расход науглероживателя составил 75 кг/мин. После окончания окислительного периода проводили перемешивание ванны аргоном через донные пробки продолжительностью 4…5 мин с интенсивностью 45…60 л/мин. По данной технологии была произведена выплавка 50 плавок в дуговой сталеплавильной печи. Во время выпуска плавки в сталеразливочный ковш производили отдачу твердой шлакообразующей смеси, раскислителей и легирующих.
При выплавке стали по заявленному способу появляется возможность получать требуемое для низкоуглеродистой автокузовной стали содержание углерода, хрома, никеля, меди и азота. Содержание этих элементов при выплавке стали по данной технологии составило: 0,05…0,07% углерода, 0,025…0,035% хрома, 0,030…0,050% никеля, 0,030…0,06% меди и 0,006…0,008% азота.