Расширение и усложнение сортамента выплавляемой конвертерной стали в условиях повышения интенсивности продувки и производительности конверторов обуславливают новые требования к технологии плавки и доводки в ковше.

В этих условиях целесообразно получать в конверторе низкоуглеродистый металл с низким содержанием фосфора и серы. Раскисление, легирование и науглераживание проводить в ковше в процессе выпуска плавки. После продувки металл содержит C - 0,03 - 0,045%; Mn - 0.03 - 0.05%; Si - следы.

В настоящий момент по действующей технологии для легирования спокойной стали Ст 3 сп (С – 0,14-0,22%;   Si - 0,15 - 0,3%; Mn - 0,4 - 0,65%) применяют материалы в следующем количестве:

СМн 17 -8,7 – 8,9 кг/т;     ФС 65 – 2,5 – 3,0 кг/т;

Коксика 2,3 – 2,8 кг/т при этом получают металл, содержащий С - 0,14 - 0,19%; Si  - 0,2 - 0,25%; Mn 0,4 - 0,55%

Для снижения себестоимости выплавляемой стали коллектив соавторов под руководством академика Гасика М.И. разработал технологию применения углеродкарбидкремниевых материалов вместо ФС 65 и коксика, а также замены СМн 17 на ФМн 78.

В качестве кремнийсодержащего и углеродсодержащего материала используется металлургический карбид кремния (SiC 88%), являющийся продуктом взаимодействия чистых компонентов (кварцевого песка и нефтяного кокса), которые не содержат вредных для стали примесей (сера, фосфор, цветные металлы). Насыщение железоуглеродистого сплава кремнием и углеродом проходит за счет взаимодействия карбида кремния с расплавом по реакции:

 SiCтв + Fe = [Si]Fe + [С]Fe

с ассимиляцией кремния и углерода расплавленным металлом, причем реакция протекает с повышением температуры.

Совместное введение кремния и углерода в соединении, которое является химически инертным, обеспечивает заданный химический состав. 

Дисбаланс по углероду покрывается углеродом высокотемпературной кальцинации. Расход легирующих компонентов по новой технологии следующий: карбид кремния металлургический 5,3 – 5,5 кг/т, углерода высокотемпературной кальцинации 0,3 – 0,45 кг/т, ферромарганца ФМн 78 7,7 – 8,0 кг/т.

При введении материала в конвертор в порошкообразном состоянии наблюдался повышенный расход материалов за счет выноса его восходящими конвективными потоками. Поэтому было предложено использовать вышеуказанные материалы в брикетированном виде на цементной связке.

Испытание брикетов, содержащих 80% металлургического карбида кремния и 5% углерода высокотемпературной кальцинации 15% связующего, осуществляли в 250-ти тонном конверторе. Расход брикетов составил 6,65 – 6,85 кг/т. Брикеты начинали вводить при наполнении 1/3 ковша.

Анализ результатов опытных плавок  показал, что при равной окисленности металла в конверторе перед сливом на опытных и сравнительных плавках, усвоение углерода составило 70 – 75 % против 60 –65 %, а кремния  на уровне с ферросилицием 75%.

Кроме того, наблюдалось уменьшение угара марганца на 0,01 %. Прирост марганца в готовом металле с навески раскислителей  составил 0,023%. Отмечалось снижение прироста серы в металле на 0,002%, уменьшилось загрязнение стали оксидными включениями.

В зависимости от марки выплавляемой стали, состав брикетов может варьироваться в интервалах, позволяющих получить заданный химический состав. 

Новая технология хорошо зарекомендовала себя при выплавке стали 45 ТРСЕЛ для Китая с высокими требованиями по сере. При выплавке стали снизились расход кислорода и извести, а также сократилась продолжительность цикла плавки из-за отсутствия додувок на серу.

Применение новой технологии с использованием углеродкарбидкремниевых  брикетов позволяет получить экономический эффект 0,5 – 0,7 доллара/т жидкой стали.