RU2031137C1 - Method for steel deoxidation and alloying - Google Patents
Method for steel deoxidation and alloying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031137C1 RU2031137C1 RU92006921A RU92006921A RU2031137C1 RU 2031137 C1 RU2031137 C1 RU 2031137C1 RU 92006921 A RU92006921 A RU 92006921A RU 92006921 A RU92006921 A RU 92006921A RU 2031137 C1 RU2031137 C1 RU 2031137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deoxidation
- alloying
- carried out
- content
- metal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Известен способ получения оптимального состава кипящей стали. A known method of obtaining the optimal composition of boiling steel.
Для осуществления способа в предварительно раскисленном металле измеряют активность кислорода, затем расчетным путем определяют количество алюминия, необходимого для получения оптимального состава слитка, при котором толщина "здоровой" корочки кипящего слитка будет максимальной. To implement the method, oxygen activity is measured in a pre-deoxidized metal, then the amount of aluminum necessary to obtain the optimal composition of the ingot is determined by calculation, at which the thickness of the “healthy” crust of the boiling ingot will be maximum.
Способ имеет ряд недостатков. Во-первых, вторую порцию алюминия вводят в изложницу, значит при подготовке металла к разливке на УНРС этот способ неосуществим. Во-вторых, способ рассчитан на дискретный замер окисленности, а это не дает возможности определить минимальный уровень активности кислорода. The method has several disadvantages. Firstly, the second portion of aluminum is introduced into the mold, which means that when preparing the metal for casting on the UNRS, this method is not feasible. Secondly, the method is designed for discrete measurement of oxidation, and this does not make it possible to determine the minimum level of oxygen activity.
Наиболее близким к предлагаемому является способ цель которого обеспечение стабильной остаточной концентрации раскислителя. Closest to the proposed is a method the purpose of which is to ensure a stable residual deoxidant concentration.
Сущность способа в том, что после выпуска стали в ковш присаживают раскислители на нижнюю границу заказанного диапазона. Количество раскислителя рассчитывают по градуировочным кривым значения активности, построенным заранее. Перед раскислением измеряют активность кислорода в металле, по которой производят выбор градуировочной кривой. The essence of the method is that after the release of steel, deoxidizers are placed in the bucket on the lower boundary of the ordered range. The amount of deoxidizing agent is calculated from the calibration curves of the activity value constructed in advance. Before deoxidation, the activity of oxygen in the metal is measured, by which a calibration curve is selected.
После этого металл продувают инертным газом, определяя изменение активности кислорода по содержанию окиси углерода в пузырьках аргона (азота), выделяющегося из металла. Вводят раскислитель в пределах 0,2-0,8 от заданного диапазона. After that, the metal is purged with an inert gas, determining the change in oxygen activity by the content of carbon monoxide in the bubbles of argon (nitrogen) released from the metal. A deoxidizer is introduced within 0.2-0.8 of a predetermined range.
Недостаток метода - в относительно невысокой точности. Кроме того, необходимо проведение большого количества экспериментов для предварительного построения градуировочных кривых и требуется высокая точность замера. The disadvantage of this method is its relatively low accuracy. In addition, it is necessary to conduct a large number of experiments for the preliminary construction of calibration curves and high measurement accuracy is required.
Целью предлагаемого технического решения является получение точного значения концентрации определенного элемента в стали, имеющего средство к кислороду выше, чем железо. Для этого первичное раскисление производят из расчета получения элемента - раскислителя в стали не более заданного (расчет и ввод раскислителя производят одним из известных способов), затем металл в ковше продувают инертным газом до получения минимального значения активности кислорода, измеряемого датчиком окисленности непрерывного действия, затем по результатам анализа пробы, вводят дополнительную корректирующую добавку этого элемента, после чего продувку повторяют до получения нового минимума активности кислорода. The aim of the proposed technical solution is to obtain the exact value of the concentration of a particular element in steel having a means of oxygen higher than iron. For this, primary deoxidation is carried out on the basis of calculating the production of a deoxidizing element in steel no more than specified (the deoxidizer is calculated and introduced using one of the known methods), then the metal in the ladle is purged with an inert gas until the minimum oxygen activity measured by a continuous oxidation sensor, then the results of the analysis of the sample, an additional corrective addition of this element is introduced, after which the purge is repeated until a new minimum of oxygen activity is obtained.
После этого отбирают пробу и если содержание элемента соответствует заданному, металл передают на разливку. В противном случае операцию повторяют до получения требуемой концентрации элемента. Главным условием при этом является получение концентрации (содержания) этого элемента на промежуточных этапах ниже заданного. After that, a sample is taken and if the content of the element is as specified, the metal is transferred to the casting. Otherwise, the operation is repeated until the desired concentration of the element is obtained. The main condition in this case is to obtain the concentration (content) of this element at intermediate stages below a predetermined one.
С помощью этого способа можно получить точное содержание нескольких элементов. Using this method, you can get the exact content of several elements.
Для этого необходимо соблюдать условие последовательного раскисления - от менее активного элемента к более активному (имеющему большее сродство к кислороду), например, если требуется раскислить кремнием, алюминием и титаном, то порядок ввода раскислителей кремний - алюминий - титан, причем окончательное раскисление каждым последующим элементом начинается после получения заданной концентрации предыдущего. For this, it is necessary to comply with the consecutive deoxidation condition - from a less active element to a more active one (having a greater affinity for oxygen), for example, if it is necessary to deoxidize with silicon, aluminum and titanium, then the order of introduction of deoxidants is silicon - aluminum - titanium, with the final deoxidation by each subsequent element starts after receiving a predetermined concentration of the previous one.
Однако для осуществления описанных способов необходим соответствующий запас температуры, который зависит от марки стали, объема ковша, количества вводимого элемента (элементов) и т.д. However, the implementation of the described methods requires an appropriate temperature reserve, which depends on the grade of steel, the volume of the bucket, the amount of input element (s), etc.
Практически заранее определить необходимый запас по температуре невозможно. It is practically impossible to determine the required margin by temperature in advance.
Чтобы исключить этот фактор, предлагается производить одновременный подогрев металла, например, на установке печь - ковш. To eliminate this factor, it is proposed to produce simultaneous heating of the metal, for example, in a furnace-ladle installation.
При наличии установки печь - ковш, оснащенной датчиками измерения окисленности и температуры непрерывного действия, а также устройством для дозированного ввода раскислителей, этот способ наиболее приемлем, так как раскисление (легирование) будет проводиться одновременно с подогревом металла и не потребует дополнительного времени на операции, связанные с раскислением. Кроме того, этот способ даст возможность получать металл на установке печь - ковш любого химического состава с минимальным для этого состава содержанием оксидов и кислорода. In the presence of a furnace-ladle installation, equipped with sensors for measuring oxidation and continuous temperature, as well as a device for the dosed input of deoxidants, this method is most acceptable, since deoxidation (alloying) will be carried out simultaneously with metal heating and will not require additional time for operations related with deoxidation. In addition, this method will make it possible to obtain metal at the furnace-ladle installation of any chemical composition with a minimum content of oxides and oxygen for this composition.
Сущность способа, исходя из изложенного, сводится к следующим положениям:
- непрерывное измерение окисленности и определение минимума;
- ввод раскислителя в концентрации, не превышающей заданную; продувка инертным газом;
- последовательность раскисления (от менее активного элемента к более активному);
- запас тепла или подогрев при раскислении.The essence of the method, based on the foregoing, is reduced to the following provisions:
- continuous measurement of oxidation and determination of the minimum;
- input deoxidizer in a concentration not exceeding a given; inert gas purge;
- deoxidation sequence (from a less active element to a more active one);
- heat supply or heating during deoxidation.
Новизна технического решения в том, что, используя предлагаемый способ, можно теоретически приблизиться к заданному составу стали с такой точностью, с какой работают контрольные приборы анализа состава металла для определения химического состава проб. При этом речь идет о промышленных объемах металла. The novelty of the technical solution is that, using the proposed method, it is possible to theoretically get closer to a given steel composition with the accuracy with which the control devices for analyzing the metal composition work to determine the chemical composition of the samples. In this case, we are talking about industrial volumes of metal.
П р и м е р 1. Сталь 08Ю выплавляется в конвертере емкостью 350 т. Требуемое содержание марганца 0,20 - 0,35%, алюминия 0,02-0,08%, в конкретном случае 0,04-0,06%. PRI me R 1. Steel 08U is smelted in a converter with a capacity of 350 tons. The required content of manganese is 0.20 - 0.35%, aluminum is 0.02-0.08%, in the specific case of 0.04-0.06% .
Для обеспечения содержания марганца в ковш на выпуске вводят 72% (ферромарганец в количестве 5,7 кг/т (с учетом угара). To ensure the manganese content, 72% is introduced into the ladle at the outlet (ferromanganese in an amount of 5.7 kg / t (including fumes).
На выпуске вводят алюминий в количестве QAl=
Мпл - масса плавки, т (350 т);
Nр - содержание элемента в раскислителе, мас.% 92%;
nmin - минимальный угар, %, 30%.At the release, aluminum is introduced in an amount of Q Al =
M PL - the mass of heat, t (350 t);
N p - element content in the deoxidizer, wt.% 92%;
n min - minimum waste,%, 30%.
Q =
После этого ковш перемещают на установку внепечной доводки и вводят датчик окисленности непрерывного действия.Q =
After that, the bucket is moved to the installation of out-of-furnace finishing and a continuous oxidation sensor is introduced.
Содержание кислорода в металле соответствует 0,011% (коррекция только по алюминию, так как содержание марганца удовлетворяет требованиям во всем диапазоне). The oxygen content in the metal corresponds to 0.011% (correction only for aluminum, since the manganese content meets the requirements in the entire range).
В ковш вводят погружную фурму и начинают продувку аргоном. Изменение окисленности представлено на фиг. 1. An immersion lance is introduced into the bucket and argon purging is started. The change in oxidation is shown in FIG. 1.
При содержании кислорода 0,009% на кривой появляется минимум, продувка прекращается. At an oxygen content of 0.009%, a minimum appears on the curve, purging is stopped.
Отбирается проба, в ней определяется содержание алюминия общ., соответствующее 0,03%. A sample is taken, it determines the aluminum content total., Corresponding to 0.03%.
Для получения требуемой концентрации пользуют формулой (1), где mpбудет 0,05-0,03%=0,02
Np- 100, т.к. Al - первичный
Q =
С помощью трайб-аппарата вводят необходимое количество алюминиевой проволоки (первичный алюминий) и продувают аргоном.To obtain the desired concentration, use the formula (1), where m p will be 0.05-0.03% = 0.02
N p - 100, because Al - primary
Q =
Using a tribamer, the required amount of aluminum wire (primary aluminum) is introduced and purged with argon.
При получении минимума на кривой окисленности продувку прекращают, отбирают пробу, содержание алюминия - 0,05%, что соответствует заданному (фиг. 2). Upon receipt of a minimum on the oxidation curve, the purge is stopped, a sample is taken, the aluminum content is 0.05%, which corresponds to the specified value (Fig. 2).
П р и м е р 2. Сталь 18 ХГТ выплавляется в 300-тонной мартеновской печи. Химический состав стали следующий, мас.%: C 0,17-0,23; Si 0,17-0,37; Mn 0,80-1,10; S не более 0,035; Р 0,035; Cr 1,00-1,30; Cu не более 0,30; Ti 0,03-0,09. PRI me R 2. Steel 18 HGT is smelted in a 300-ton open-hearth furnace. The chemical composition of the steel is as follows, wt.%: C 0.17-0.23; Si 0.17-0.37; Mn 0.80-1.10; S no more than 0,035; P 0.035; Cr 1.00-1.30; Cu no more than 0.30; Ti 0.03-0.09.
Требуемое содержание титана 0,04-0,05%, марганца 0,90-1,00%. The required content of titanium is 0.04-0.05%, manganese 0.90-1.00%.
Раскисление и легирование производится комбинированно - в печь вводят феррохром и силикомарганец (расчет аналогично примеру 1), в ковш - ферросиликомарганец, алюминий и ферротитан. Deoxidation and alloying are performed in combination - ferrochrome and silicomanganese are introduced into the furnace (calculation similarly to example 1), ferrosilicomanganese, aluminum and ferrotitanium are introduced into the ladle.
Металл продувается в ковш аргоном во время выпуска. Полученный состав стали по пробе из ковша, мас.%: С 0,18; Si 0,33; Mn 0,82; S 0,028; P 0,021; Cr 1,09; Cu 0,14; Ni 0,12; Ti 0,02. Metal is blown into the bucket with argon at the time of release. The resulting composition of the steel according to the sample from the ladle, wt.%: C 0.18; Si 0.33; Mn 0.82; S 0.028; P 0.021; Cr 1.09; Cu 0.14; Ni 0.12; Ti 0.02.
Для получения необходимого содержания марганца вводят 0,16% (от массы металла в ковше) ферромарганца с содержанием 72% марганца и продувают аргоном, одновременно включив датчик измерения окисленности. При появлении минимума на кривой замера активности кислорода продувку прекращают и отбирают пробу на марганец. Полученное содержание марганца - 0,93% - соответствует заданному (фиг. 3). To obtain the required manganese content, 0.16% (by weight of the metal in the ladle) of ferromanganese with 72% manganese content is introduced and purged with argon, while simultaneously activating the oxidation measurement sensor. When a minimum appears on the oxygen activity measurement curve, the purge is stopped and a sample is taken for manganese. The obtained manganese content of 0.93% corresponds to the specified (Fig. 3).
После этого в ковш вводят 0,04% ферротитана от массы металла с содержанием титана 70%, продувают аргоном с одновременным замером окисленности. After that, 0.04% of ferrotitanium, based on the mass of metal with a titanium content of 70%, is introduced into the bucket, purged with argon while measuring oxidation.
При появлении минимума на кривой продувку прекращают и отбирают пробу. Содержание титана в металле - 0,04% (фиг. 3). When a minimum appears on the curve, the purge is stopped and a sample is taken. The titanium content in the metal is 0.04% (Fig. 3).
Конечный состав металла, мас.%: C 0,18; Si 0,32; Mn 0,92; S 0,028; P 0,021; Cr 1,08; Cu 0,14; Ni 0,12; Ti 0,04. The final composition of the metal, wt.%: C 0.18; Si 0.32; Mn 0.92; S 0.028; P 0.021; Cr 1.08; Cu 0.14; Ni 0.12; Ti 0.04.
При корректировке содержания марганца и титана в обоих случаях замер окисленности имеет только качественный характер без определения его числового значения, что является особенностью предлагаемого способа. When adjusting the content of manganese and titanium in both cases, the measurement of oxidation is only qualitative in nature without determining its numerical value, which is a feature of the proposed method.
Способ может быть применен даже при использовании неоттарированного прибора, без установки нуля и цифровых значений активности. The method can be applied even when using a non-calibrated device, without setting zero and digital activity values.
В обоих примерах не учитывается необходимый запас по температуре. Он зависит от объема ковша, интенсивности подачи инертного газа, марки стали, способа подачи перемешивающего газа и др. In both examples, the required temperature margin is not taken into account. It depends on the volume of the bucket, the intensity of the inert gas supply, the steel grade, the method of supplying the mixing gas, etc.
При наличии достаточного количества экспериментальных данных можно воспользоваться следующим способом. If there is a sufficient amount of experimental data, you can use the following method.
Нужно создать некоторый запас по температуре, а для получения последней в заданном интервале можно, варьируя интенсивность продувки, расход инертного газа, а также его состав, подобрать скорость охлаждения, в результате чего получить заданную температуру. Однако такой метод не обеспечивает достаточной точности. Для устранения этого недостатка можно использовать подвод тепла от внешнего источника, например электродуговой подогрев. It is necessary to create a certain margin in temperature, and to obtain the latter in a given interval, you can, by varying the purge intensity, inert gas flow rate, as well as its composition, select the cooling rate, resulting in a given temperature. However, this method does not provide sufficient accuracy. To eliminate this drawback, you can use the supply of heat from an external source, such as electric arc heating.
П р и м е р 3. Аналогично способу, описанному в примере 2, выплавляется сталь 18 Х1Т (в конвертере либо двухванной печи). Запас по температуре отсутствует, температура металла в ковше - 1560оС. Металл в ковше передается на установку печь - ковш с электродуговым подогревом. Процесс точного легирования производится аналогично примеру 2, только при продувке металла аргоном включается установка электродугового подогрева, что обеспечивает необходимую температуру стали.PRI me R 3. Similarly to the method described in example 2, steel 18 X1T is smelted (in a converter or a two-furnace furnace). The stock temperature is absent, the metal temperature in the bucket - 1560 C. The metal in the ladle is transferred to the furnace installation - a bucket arc heating. The process of precise alloying is carried out analogously to example 2, only when the metal is purged with argon, the installation of electric arc heating is switched on, which ensures the necessary temperature of steel.
П р и м е р 4. Раскисление (легирование) производится аналогично примеру 1 и 2. Точное легирование производят в вакууме. Отличие от ранее приведенных примеров заключается в том, что для углерода сродство с кислородом при повышении вакуума возрастает и может оказаться таким же высоким, как, например, у алюминия. Этот фактор учитывается по мере накопления экспериментальных данных. PRI me R 4. Deoxidation (alloying) is carried out analogously to example 1 and 2. Exact alloying is carried out in vacuum. The difference from the previous examples is that, for carbon, the affinity with oxygen increases with increasing vacuum and can be as high as, for example, for aluminum. This factor is taken into account as experimental data accumulate.
Техническая и экономическая целесообразность способа заключается в следующем. Technical and economic feasibility of the method is as follows.
Оптимизируется расход инертного газа, а значит, исключается его перерасход. Появляется возможность получения химического состава стали в узких пределах, причем на качественно ином уровне: точность будет зависеть только от точности контрольных методов химического состава стали. При этом расход раскислителей для данного химического состава будет минимальным. The inert gas consumption is optimized, which means that its over-consumption is eliminated. It becomes possible to obtain the chemical composition of steel within narrow limits, and at a qualitatively different level: the accuracy will depend only on the accuracy of control methods for the chemical composition of steel. In this case, the consumption of deoxidizers for a given chemical composition will be minimal.
Обеспечивается минимальное содержание оксидов и кислорода для данного содержания элементов - раскислителей. A minimum content of oxides and oxygen is provided for a given content of deoxidizing elements.
Эти факторы создают возможность получения изделий из металла со стабильными свойствами, с заданными характеристиками. These factors make it possible to obtain metal products with stable properties, with desired characteristics.
В дальнейшем изготовление изделий из такого металла приведет к значительной экономии материала, так как отпадает необходимость создавать дополнительные запасы прочности в расчете на минимальные прочностные свойства в пределе допуска. In the future, the manufacture of products from such a metal will lead to significant material savings, since there is no need to create additional safety margins based on the minimum strength properties within the tolerance limit.
Существенно также и то обстоятельство, что метод применим в промышленном масштабе и на больших объемах металла. The fact that the method is applicable on an industrial scale and on large volumes of metal is also significant.
Не требуется датчик окисленности, работающий с высокой точностью главное, чтобы инерционность системы была минимальной. An oxidation sensor is not required, working with high accuracy, the main thing is that the inertia of the system is minimal.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92006921A RU2031137C1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method for steel deoxidation and alloying |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92006921A RU2031137C1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method for steel deoxidation and alloying |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2031137C1 true RU2031137C1 (en) | 1995-03-20 |
| RU92006921A RU92006921A (en) | 1996-03-27 |
Family
ID=20132229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92006921A RU2031137C1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method for steel deoxidation and alloying |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2031137C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2226555C2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-04-10 | ОАО Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Method of alloying stainless steel with titanium |
| RU2227164C2 (en) * | 2002-02-15 | 2004-04-20 | Республиканское унитарное предприятие "Белорусский металлургический завод " | Method of out-of-furnace titanium dopping of steel |
-
1992
- 1992-12-02 RU RU92006921A patent/RU2031137C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1678853, кл. C 21C 7/06, 1991. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2227164C2 (en) * | 2002-02-15 | 2004-04-20 | Республиканское унитарное предприятие "Белорусский металлургический завод " | Method of out-of-furnace titanium dopping of steel |
| RU2226555C2 (en) * | 2002-05-13 | 2004-04-10 | ОАО Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Method of alloying stainless steel with titanium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3287204B2 (en) | End point carbon concentration control method and carbon concentration control device in RH vacuum degasser | |
| RU2031137C1 (en) | Method for steel deoxidation and alloying | |
| CA2668199A1 (en) | Refinement of steel | |
| RU2066692C1 (en) | Method of alloying low-carbon steel by aluminium | |
| RU2139355C1 (en) | Method of decarbonization of steel melt | |
| JP2009144244A (en) | Refining method of high-chromium ferritic stainless steel for reducing carbon | |
| JP4463701B2 (en) | Decarburization method for molten stainless steel and method for producing ultra-low carbon stainless steel | |
| RU2525969C2 (en) | Method of casting and out-of-furnace processing of high-quality rail steel | |
| US3837841A (en) | Process for controlled removal of carbon under vacuum from highly alloyed steels | |
| RU2127322C1 (en) | Method of microalloying of low-carbon steel | |
| RU2109074C1 (en) | Method for producing low-carbon killed steel | |
| RU2031136C1 (en) | Method of deoxidation and alloying of silicon steel | |
| RU2095426C1 (en) | Method of alloying and microalloying of low-alloyed low-carbon steel | |
| RU2394107C2 (en) | Procedure for alloying steel with nitrogen | |
| JP3135936B2 (en) | Aluminum adjustment method for aluminum containing stainless steel | |
| RU2140994C1 (en) | Method of steel microalloying | |
| SU1038368A1 (en) | Method for making low-carbon steel | |
| JP3725312B2 (en) | Method for refining chromium-containing molten steel | |
| SU1740435A1 (en) | Method of controlling smelting of low-carbon rimming steel | |
| RU2679375C1 (en) | Method of production of low-carbon steel with improved corrosion stability | |
| SU1647027A1 (en) | Method for production of low- and medium-carbon pipe steel | |
| RU2031138C1 (en) | Method of out-of-furnace treatment of steel | |
| SU1678853A1 (en) | Steel deoxidizing method | |
| SU607846A1 (en) | Method of deoxidizing carbon steel | |
| SU981385A1 (en) | Method for smelting steel for automative-use sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 8-1995 FOR TAG: (21) |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081119 |