RU2227164C2

RU2227164C2 - Method of out-of-furnace titanium dopping of steel

Info

Publication number: RU2227164C2
Application number: RU2002104301/02A
Authority: RU
Inventors: Вадим Владимирович Филиппов (BY); Вадим Владимирович Филиппов; Николай Николаевич Кушнарев (BY); Николай Николаевич Кушнарев; Анвер Борисович Стеблов (BY); Анвер Борисович Стеблов; Александр Данилович Шевченко (BY); Александр Данилович Шевченко; Владимир Владимирович Эндерс (BY); Владимир Владимирович Эндерс; Анатолий Николаевич Паршиков (BY); Анатолий Николаевич Паршиков; Сергей Юрьевич Бать (UA); Сергей Юрьевич Бать; Дмитрий Александрович Дюдкин (UA); Дмитрий Александрович Дюдкин; Владимир Васильевич Кисиленко (UA); Владимир Васильевич Кисиленко; Виталий Прохорович Онищук (UA); Виталий Прохорович Онищук
Original assignee: Республиканское унитарное предприятие "Белорусский металлургический завод "
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2004-04-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: the invention presents a method of out of furnace titanium dopping of steel and is dealt with ferrous metallurgy, in particular with out-of furnace treatment of metallurgical melts with powdery reagents. Technical result - upgrading of a method of an out-of-furnace titanium doping using an optimal speed of feeding of a titanium-containing wire in a melt as well as regulation of feeding of titanium in the molten metal per a unit of time, that allows to achieve a stably high degree of assimilation of titanium and keep stable its share in steel in the strictly given limits. The method of out-of-furnace titanium dopping of steel provides for feeding into a liquid melt of a titanium-containing powdered wire with a steel shell. The titanium-containing wire is fed with speed of 150-300 m / minute. The mass rate of feeding of titanium into molten metal is kept in the range of 4.0-10.0 g/ /s. EFFECT: the invention allows to upgrade a method of an out-of-furnace titanium doping of steel, to regulate feeding of titanium in the molten metal and to keep strictly its share in the steel. 1 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to out-of-furnace treatment of metallurgical melts with powdered reagents.

Известен способ внепечного легирования стали, который включает легирование металла в ковше при выпуске плавки кусковым ферротитаном [1].There is a method of out-of-furnace alloying of steel, which involves alloying metal in a ladle when melting with lump ferrotitanium [1].

Недостатком данного способа является низкое усвоение титана (35…45%), не обеспечивающее стабильное содержание титана в стали в узких пределах на каждой плавке.The disadvantage of this method is the low absorption of titanium (35 ... 45%), which does not provide a stable titanium content in steel within narrow limits on each heat.

В качестве прототипа принят способ внепечного легирования стали титансодержащей порошковой проволокой в стальной оболочке, подаваемой в жидкий металл со скоростью 60…80 м/мин [1]. При использовании данного способа достигнута высокая степень усвоения титана.As a prototype, a method of out-of-furnace alloying of steel with a titanium-containing flux-cored wire in a steel sheath supplied to liquid metal at a speed of 60 ... 80 m / min [1] was adopted. When using this method, a high degree of assimilation of titanium is achieved.

Недостатком прототипа является то, что невысокая скорость подачи титансодержащей проволоки в жидкий металл не позволяла ей достигать нижних слоев металла, и проволока в основном расплавлялась в верхней части ковша, что сказалось на нестабильности усвоения титана (разброс по усвоению – 66…91%). Нестабильному усвоению способствовала и низкая массовая скорость поступления титана в металл (1,78…2,31 г/т·с), что приводило к неравномерному распределению титана по объему металла и к значительным затратам на выравнивание его концентрации.The disadvantage of the prototype is that the low feed rate of the titanium-containing wire into the molten metal did not allow it to reach the lower layers of the metal, and the wire was mainly melted in the upper part of the ladle, which affected the instability of titanium assimilation (the spread in assimilation was 66 ... 91%). Unstable assimilation was also facilitated by the low mass rate of titanium input into the metal (1.78 ... 2.31 g / t · s), which led to an uneven distribution of titanium over the volume of the metal and significant costs for equalizing its concentration.

Задача, решаемая изобретением, заключается в усовершенствовании способа внепечного легирования стали титаном путем установления оптимальной скорости подачи титансодержащей проволоки в расплав, а также регламентации подачи титана в металл в единицу времени.The problem solved by the invention is to improve the method of out-of-furnace alloying of steel with titanium by establishing the optimal feed rate of the titanium-containing wire into the melt, as well as regulating the supply of titanium to the metal per unit time.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе внепечного легирования стали титаном, включающем ввод в жидкий расплав титансодержащей порошковой проволоки в стальной оболочке, титансодержащую проволоку вводят со скоростью 150…300 м/мин, а массовую скорость поступления титана в металл поддерживают в диапазоне 4,0…10,0 г/т·с.The solution of this problem is provided by the fact that in the method of out-of-furnace alloying of steel with titanium, which includes introducing a titanium-containing flux-cored wire into a liquid melt in a steel sheath, a titanium-containing wire is introduced at a speed of 150 ... 300 m / min, and the mass flow rate of titanium into the metal is maintained in the range of 4, 0 ... 10.0 g / t · s.

Это дает возможность титансодержащему материалу высвобождаться в жидком металле в нижней части ковша, предотвращая неравномерное распределение и локальное пересыщение металла титаном, что позволит достигать стабильно высокую степень усвоения титана и стабильно получать его содержание в узких заданных пределах.This allows the titanium-containing material to be released in the liquid metal in the lower part of the bucket, preventing the uneven distribution and local supersaturation of the metal with titanium, which will allow to achieve a stably high degree of titanium assimilation and to stably obtain its content within narrow predetermined limits.

Общим с прототипом существенным признаком является ввод в жидкий расплав титансодержащей порошковой проволоки в стальной оболочке.An essential feature common with the prototype is the introduction of a titanium-containing flux-cored wire into a liquid melt in a steel sheath.

Отличительными от прототипа существенными признаками являются:Distinctive features of the prototype essential features are:

- скорость ввода титансодержащей порошковой проволоки составляет 150…300 м/мин;- the input speed of the titanium-containing flux-cored wire is 150 ... 300 m / min;

- массовую скорость поступления титана в металл поддерживают в диапазоне 4,0…10,0 г/т·с.- the mass flow rate of titanium in the metal is maintained in the range of 4.0 ... 10.0 g / t · s.

Приведенные выше признаки являются необходимыми и достаточными для всех случаев, на которые распространяется область изобретения.The above features are necessary and sufficient for all cases that fall within the scope of the invention.

Между существенными признаками и техническим результатом - достижение стабильно высокой степени усвоения титана и стабильного получения его содержания в узких заданных пределах - существует причинно-следственная связь, которая объясняется следующим образом. При вводе титансодержащей порошковой проволоки в стальной оболочке, с указанной скоростью, высвобождение титансодержащего материала в жидкую сталь будет происходить в нижней части ковша и весь титан будет растворяться в объеме металла. При скорости подачи проволоки менее чем 150 м/мин проволока будет расплавляться в верхних слоях металла, что приведет к снижению усвоения титана. При скорости ввода проволоки более чем 300 м/мин проволока успеет изменить направление своего движения от днища ковша и, всплывая, будет растворяться в верхних слоях металла, что также приведет к снижению усвоения титана. В случае, когда массовая скорость поступления титана превышает величину 10,0 г/т·с, происходит локальное пересыщение жидкого металла титаном и, соответственно, повышенный его угар. Если массовая скорость поступления титана будет меньше 4,0 г/т·с, то в объеме металла будет неравномерное распределение титана и нужны значительные дополнительные затраты на выравнивание его концентрации, что приведет к удорожанию обработки и нестабильному усвоению титана.Between the essential features and the technical result — the achievement of a stably high degree of titanium assimilation and the stable receipt of its content within narrow predetermined limits — there is a causal relationship, which is explained as follows. When a titanium-containing flux-cored wire is introduced into a steel sheath at a specified speed, the release of titanium-containing material into molten steel will occur in the lower part of the ladle and all titanium will dissolve in the metal volume. When the wire feed speed is less than 150 m / min, the wire will melt in the upper layers of the metal, which will lead to a decrease in the absorption of titanium. At a wire entry speed of more than 300 m / min, the wire will have time to change its direction of movement from the bottom of the bucket and, floating up, will dissolve in the upper layers of the metal, which will also lead to a decrease in titanium absorption. In the case when the mass flow rate of titanium exceeds 10.0 g / t · s, there is a local supersaturation of the liquid metal with titanium and, accordingly, its increased waste. If the mass flow rate of titanium will be less than 4.0 g / t · s, then there will be an uneven distribution of titanium in the volume of the metal and significant additional costs are required to equalize its concentration, which will lead to more expensive processing and unstable absorption of titanium.

Таким образом, чтобы достигать стабильно высокую степень усвоения титана и стабильно получать его содержание в узких заданных пределах, необходимо внепечное легирование стали производить титансодержащей порошковой проволокой в стальной оболочке с указанной оптимальной скоростью ввода проволоки и регламентированной массовой скоростью поступления титана в единицу времени. Заявляемый способ используется следующим образом.Thus, in order to achieve a stably high degree of assimilation of titanium and to stably obtain its content within a narrow set range, it is necessary to steel out of furnace alloy with titanium-containing flux-cored wire in a steel sheath with the indicated optimal wire feed speed and regulated mass flow rate of titanium per unit time. The inventive method is used as follows.

В дуговой сталеплавильной печи выплавляют сталь марки 18ХГТ, выпускают ее в 100-тонный ковш и передают его на установку внепечной обработки стали, где производят раскисление, усреднительную продувку и другие технологические операции. Затем отбирают пробу металла, определяют содержание в металле титана и рассчитывают то количество титана, которое необходимо внести в виде порошковой проволоки. После этого с помощью трайбаппарата вводят порошковую проволоку диаметром 13 мм в оболочке из стали 08Ю с наполнением ферротитаном 70%. Наполнение проволоки по ферротитану составляет 350 г/м, по титану 245 г/м. Скорость ввода проволоки составляет 210 м/мин, массовая скорость подачи титана 7,15 г/т·с. Вводят 298 м проволоки. Прирост содержания титана в готовом металле составляет 0,05%, степень усвоения титана 97%. Проведено 20 обработок. Минимальная степень усвоения титана составила 92%, средняя 97%. На этой же установке внепечной обработки обрабатывали сталь марки 18ХГТ этой же титансодержащей проволокой, когда скорость ввода составляла 100 м/мин, а массовая скорость подачи титана 3,4 г/т·с. Степень усвоения титана на сравнительных обработках составляла 65…95%, что иногда приводило к непопаданию по содержанию титана в заданные пределы.18KhGT steel is smelted in an arc steelmaking furnace, it is released into a 100-ton bucket and transferred to an out-of-furnace steel processing unit, where it is deoxidized, averaged, and other technological operations are performed. Then a metal sample is taken, the content of titanium in the metal is determined, and the amount of titanium to be added is calculated in the form of a flux-cored wire. After that, a flux-cored device introduces a flux-cored wire with a diameter of 13 mm in a sheath made of 08Yu steel with 70% filling with ferrotitanium. The filling of the wire for ferrotitanium is 350 g / m, for titanium 245 g / m. The wire feed rate is 210 m / min, the mass feed rate of titanium is 7.15 g / t · s. Introduce 298 m of wire. The increase in the titanium content in the finished metal is 0.05%, the degree of assimilation of titanium is 97%. Conducted 20 treatments. The minimum degree of assimilation of titanium was 92%, an average of 97%. In the same out-of-furnace treatment facility, 18KhGT steel was treated with the same titanium-containing wire when the input speed was 100 m / min and the mass feed rate of titanium was 3.4 g / t · s. The degree of assimilation of titanium in comparative treatments was 65 ... 95%, which sometimes led to non-compliance with the titanium content within the specified limits.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Преимущества микролегирования стали титаном с помощью порошковой проволоки/ А.Ф.Каблуковский, С.И.Ябуров. А.Н.Никулин и др. //Металлург. - 1999. - №9. - Стр.37-38.1. Advantages of microalloying steel with titanium using cored wire / A.F. Kablukovsky, S.I. Yaburov. A.N. Nikulin and others // Metallurg. - 1999. - No. 9. - Page 37-38.

Claims

A method for out-of-furnace alloying of steel with titanium, comprising introducing a titanium-containing flux-cored wire into a liquid melt in a steel sheath, characterized in that the titanium-containing wire is introduced at a speed of 150-300 m / min, and the mass flow rate of titanium into the metal is maintained in the range of 4.0-10, 0 g / t