RU2016088C1

RU2016088C1 - Method of out-of-furnace treatment of steel

Info

Publication number: RU2016088C1
Application number: SU5060090/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Кулаков; В.В. Павлов; В.В. Куликов; А.И. Павленко; А.М. Шотин; Г.Н. Мулько
Original assignee: Орско-Халиловский металлургический комбинат
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method comprises steps of melting semifinished product in a steel melting plant; discharging it to a ladle; introducing alloying and nitride forming elements; blowing the melt by nitrogen; introducing 70-85% of nitride-forming elements, necessary for deoxidizing and alloying, to the ladle upon discharging process, and introducing the remaining part of the nitride forming elements upon blowing process, when the ladle had been filled after lowering a content of ferrous oxide in the slag up to 1-3 %; then blowing the metal over 5-8 minutes. EFFECT: enhanced quality of treated steel. 1 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам внепечной обработки стали. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for out-of-furnace steel processing.

Известен способ производства стали, включающий выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск в ковш, ввод раскислителей и ферросплавов, обработку металла на порционном вакууматоре [1]. A known method of production of steel, including the smelting of the intermediate in the steelmaking unit, the release of the ladle, the introduction of deoxidizers and ferroalloys, metal processing on a batch vacuum [1].

Недостатком этого способа является значительное увеличение себестоимости стали вследствие повышенного расхода огнеупоров и затрат на вакуумирование. The disadvantage of this method is a significant increase in the cost of steel due to the increased consumption of refractories and the cost of evacuation.

Известен способ внепечной обработки стали, включающий вдувание в раскисленную алюминием сталь силикокальция [2]. There is a method of out-of-furnace steel processing, including blowing silico-calcium into aluminum deoxidized steel [2].

Недостаток способа - высокая себестоимость стали за счет использования сложного оборудования и порошкообразного десульфуратора. The disadvantage of this method is the high cost of steel due to the use of sophisticated equipment and a powdered desulfurizer.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ внепечной обработки стали, включающий ввод 30-50% необходимых для раскисления и легирования нитридообразующих в ковш во время выпуска металла с одновременной продувкой азотом и ввод остальной части нитридообразующих после наполнения ковша и окончания продувки [3]. Closest to the claimed method according to the technical essence is a method of out-of-furnace treatment of steel, comprising introducing 30-50% of the nitride-forming necessary for deoxidation and alloying into the ladle during metal production with nitrogen purging and introducing the rest of the nitride-forming after filling the bucket and ending the purge [3] .

Недостатком этого способа является то, что ввод части нитридообразующих в ковш через шлак сразу после окончания выпуска и продувки, с одной стороны, увеличивает угар нитридообразующих за счет взаимодействия с окислительным шлаком, а с другой стороны, из-за отсутствия продувки металла, после ввода последней части нитридообразующих не позволяет удалить из стали образующиеся крупные нитриды, что приводит к повышенной загрязненности верхних слоев металла в ковше неметаллическими включениями и снижению пластических свойств. The disadvantage of this method is that the introduction of part of the nitride-forming into the ladle through the slag immediately after the end of the release and purging, on the one hand, increases the nitride-forming fumes due to interaction with oxidizing slag, and on the other hand, due to the lack of metal purging, after the last parts of nitride-forming does not allow to remove large nitrides formed from steel, which leads to increased contamination of the upper layers of the metal in the ladle with non-metallic inclusions and a decrease in plastic properties.

Цель изобретения - повышение технологической пластичности стали. The purpose of the invention is to increase the technological ductility of steel.

Цель достигается тем, что по способу внепечной обработки стали, включающему выплавку полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск в ковш, ввод легирующих и нитридообразующих элементов, продувку расплава азотом, согласно изобретению 70-85% необходимых для раскисления и легирования нитридообразующих вводят в ковш в процессе выпуска, а остальную часть вводят после наполнения ковша в процессе продувки после снижения содержания закиси железа в шлаке до 2-3%, после чего продувают металл в течение 5-8 мин. The goal is achieved by the fact that according to the method of out-of-furnace treatment of steel, including smelting of the intermediate in the steelmaking unit, discharge into the ladle, introduction of alloying and nitride-forming elements, purging of the melt with nitrogen, according to the invention, 70-85% of the nitride-forming elements necessary for deoxidation and alloying are introduced into the ladle during the manufacturing process and the rest is introduced after filling the bucket during the purging process after reducing the content of iron oxide in the slag to 2-3%, after which the metal is blown for 5-8 minutes.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Содержание азота в металле в печи перед выпуском составляет порядка 0,007-0,011% и ввод большей части нитридообразующих в ковш во время выпуска плавки позволяет связать этот азот в нитриды. Интенсивное перемешивание металла в ковше в процессе выпуска способствует всплытию части нитридов и поглощению их покровным шлаком. The nitrogen content in the metal in the furnace before release is of the order of 0.007-0.011% and the introduction of most of the nitride-forming in the ladle during the smelting release allows this nitrogen to be bound into nitrides. Intensive mixing of the metal in the ladle during the release process contributes to the emergence of a part of the nitrides and their absorption by the slag.

Последующая продувка металла в ковше азотом, с одной стороны, способствует дальнейшему удалению нитридов из металла и, с другой стороны, позволяет уменьшить содержание закиси железа в шлаке, что приводит при вводе в ковш второй порции нитридообразующих к повышенной степени усвоения химических нитридообразующих элементов и получению в стали большей части этих элементов в виде твердого раствора, а это, в конечном итоге, способствует повышению уровню механических свойств металла. Subsequent purging of the metal in the ladle with nitrogen, on the one hand, contributes to the further removal of nitrides from the metal and, on the other hand, allows to reduce the content of iron oxide in the slag, which leads to a higher degree of assimilation of chemical nitride-forming elements into the ladle and to the production of steel most of these elements in the form of a solid solution, and this, ultimately, helps to increase the level of mechanical properties of the metal.

Продувка металла после ввода последней порции нитридообразующих позволяет обеспечить равномерное распределение указанных химических элементов по объему ковша и достичь тем самым повышенных механических свойств всего объема металла. The metal purge after entering the last portion of nitride-forming allows you to ensure a uniform distribution of these chemical elements throughout the volume of the bucket and thereby achieve improved mechanical properties of the entire metal volume.

Ввод в ковш в процессе выпуска менее 70% нитридообразующих не позволяет полностью связать в нитриды находящийся в металле в свободном состоянии азот, ввод в ковш свыше 85% превышает необходимое для образования нитридов количество нитридообразующих и поэтому нецелесообразен. Entering less than 70% of nitride-forming into the ladle during the release process does not allow nitrogen to be completely contained in the metal in nitrides to be completely nitrided; introducing into the ladle more than 85% exceeds the amount of nitride-forming for the formation of nitrides and is therefore impractical.

Ввод второй порции нитридообразующих при содержании закиси железа в шлаке свыше 3% приводит к повышенному угару нитридообразующих, снижению механических свойств металла. Снижение содержания закиси железа менее 1% нецелесообразно, так как, во-первых, это приводит к увеличению продолжительности внепечной обработки, дополнительным тепловым потерям, и, во-вторых, не позволяет существенно повысить степень усвоения нитридообразующих. Продувка металла после ввода второй порции нитридообразующих менее 5 мин не позволяет достичь равномерного распределения химических элементов по объему ковша, что приводит к снижению механических свойств металла, отлитого в начале разливки. The introduction of a second portion of nitride-forming with an iron oxide content in the slag of more than 3% leads to increased fumes of nitride-forming, reducing the mechanical properties of the metal. A decrease in the content of iron oxide of less than 1% is impractical, since, firstly, this leads to an increase in the duration of out-of-furnace treatment, additional heat loss, and, secondly, does not significantly increase the degree of assimilation of nitride-forming. The metal purge after introducing a second portion of nitride-forming less than 5 min does not allow to achieve a uniform distribution of chemical elements throughout the bucket, which leads to a decrease in the mechanical properties of the metal cast at the beginning of casting.

Продувка свыше 8 мин приводит к значительным тепловым потерям, вследствие чего ухудшаются условия разливки металла, часть которого из-за применения кислорода при разливке переводится в пониженную марку. A purge of more than 8 minutes leads to significant heat losses, as a result of which the conditions for metal casting worsen, part of which is transferred to a reduced grade due to the use of oxygen during casting.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Выплавку стали 25ХГНМТ производят в 100-тонных дуговых печах, Жидкий полупродукт выпускают в ковш. В процессе выпуска в ковш вводят ферросплавы и 70-85% необходимых для раскисления и легирования нитридообразующих, в качестве которых используют алюминий и 30% ферротитан. По окончании выпуска металл в ковше продувают азотом через погружную фурму при расходе азота 40-70 м˙ нм³/ч. После 3 мин продувки при снижении закиси железа в шлаке до 2,0% в ковш присаживают остальную часть нитридообразующих и продувают металл в течение 6 мин. Готовый металл разливают в 8,2-тонные слитки.Smelting of steel 25KHGNMT is carried out in 100-ton arc furnaces; Liquid intermediate is produced in a ladle. During the production process, ferroalloys and 70-85% of the nitride-forming materials necessary for deoxidation and alloying are introduced into the ladle, which are aluminum and 30% ferrotitanium. At the end of the release, the metal in the bucket is purged with nitrogen through an immersion lance with a nitrogen flow rate of 40-70 m˙ nm ³ / h. After 3 minutes of purging, while reducing iron oxide in the slag to 2.0%, the rest of the nitride-forming ones are planted in the ladle and the metal is blown for 6 minutes. Finished metal is poured into 8.2-ton ingots.

После прокатки слитков на трубную заготовку проводят механические испытания образцов металла. Результаты испытаний приведены в таблице. After rolling the ingots on the pipe billet, mechanical tests of metal samples are carried out. The test results are shown in the table.

Предложенная технология позволяет повысить механические свойства металла на 10-23% и исключить неудовлетворительные значения, полученные при испытании образцов металла. The proposed technology allows to increase the mechanical properties of the metal by 10-23% and to exclude unsatisfactory values obtained when testing metal samples.

Claims

METHOD OF EXTRACTIONAL STEEL TREATMENT OF STEEL, including smelting of an intermediate product in a steelmaking unit, discharge into a ladle, introduction of alloying and nitride-forming elements, purging of the melt with nitrogen, characterized in that 70 - 85% of the nitride-forming elements necessary for deoxidation and alloying are introduced into the ladle during the manufacturing process, and the rest part is introduced after filling the bucket during the purging process after reducing the content of iron oxide in the slag to 1 to 3%, after which the metal is blown for 5 to 8 minutes.