RU2365631C1 - Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше - Google Patents
Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365631C1 RU2365631C1 RU2008114696/02A RU2008114696A RU2365631C1 RU 2365631 C1 RU2365631 C1 RU 2365631C1 RU 2008114696/02 A RU2008114696/02 A RU 2008114696/02A RU 2008114696 A RU2008114696 A RU 2008114696A RU 2365631 C1 RU2365631 C1 RU 2365631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- nitrogen
- metal
- slag
- flow rate
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 abstract 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам внепечной обработки рельсовой стали на агрегатах печь-ковш. Способ включает дуговой подогрев металла, продувку расплава газом через пористые донные фурмы и обработку металла шлаком. Дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 0,07°С/мин под шлаком с основностью 2,1-3,4 и начальным содержанием оксида железа менее 3%, продувку металла через пористые донные фурмы проводят комбинированно азотом и аргоном, причем в начальные период осуществляют продувку азотом с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали и интенсивностью 5-40 м3/ч и при достижении общего количества введенного азота 0,20 м3/т жидкой стали осуществляют продувку аргоном с интенсивностью 3-30 м3/ч. Изобретение позволяет снизить себестоимость выплавляемой стали, повысить физико-механические свойства стали, исключить расход азотированных ферросплавов.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам внепечной обработки рельсовой стали на агрегатах печь-ковш.
Известен выбранный в качестве прототипа способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше, включающий дуговой подогрев металла, продувку расплава аргоном и обработку металла шлаком, при котором дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 40 кВт·ч/т жидкой стали, продувку металла аргоном проводят через пористые донные фурмы с расходом 15-30 м3/т жидкой стали в течение не менее 40 мин, при этом обеспечивают содержание FeO в шлаке не более 0,5% раскислением шлака порошком кокса и дробленого ферросилиция с расходом каждого 0,5-1,5 кг/т жидкой стали, а раскисление стали проводят дополнительно силикокальцием из расчета введения 250-300 г кальция на тонну жидкой стали, причем силикокальций присаживается в два приема равными порциями после раскисления шлака и за 5-10 мин до окончания обработки стали [1].
Существенными недостатками данного способа являются:
- высокая себестоимость выплавляемой стали из-за использования аргона в качестве инертного газа;
- пониженный уровень физико-механических свойств, связанный с низким уровнем азота в стали и, соответственно, возможностью образования карбонитридов ванадия, измельчающих зерно стали и повышающих ударную вязкость и предел прочности стали.
Известен также способ получения рельсовой стали, включающий выплавку стали в печи, ее выпуск в ковш, раскисление и последующую продувку в ковше газообразным азотом через щелевую донную огнеупорную фурму, имеющую толщину щели до 0,1 мм в течение 15-30 мин с расходом 40-65 нм3/ч, при давлении (6-8)·105 Па и общим расходом азота 0,10-0,30 нм3/т жидкой стали [2].
Существенными недостатками данного способа являются
- низкая степень усвоения азота при продувке;
- нестабильное усвоение азота;
- невозможность длительной обработки азотом из-за значительных тепловых потерь и отсутствия источника дополнительного нагрева жидкой стали при продувке.
Известны также способы повышения ударной вязкости за счет микролегирования рельсовой стали азотом, которые приводят к увеличению количества карбонитридов и измельчению зерна, а вследствие дополнительного выделения нитридной фазы - к дисперсному упрочнению. Обычно для этого используются азотированные ванадийсодержащие ферросплавы [3].
Существенными недостатками данных способов являются:
- высокая стоимость азотированных ферросплавов;
- увеличение времени плавки в связи с необходимостью растворения ферросплавов и соответственно повышение себестоимости выплавляемой стали.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются снижение себестоимости выплавляемой стали, повышение физико-механических свойств стали, уменьшение расхода азотированных ферросплавов.
Для этого предлагается способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше, включающий дуговой подогрев металла, продувку расплава инертным газом через пористые донные фурмы и обработку металла шлаком, отличающийся тем, что дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 0,07°С /мин под шлаком с основностью 2,1-3,4 и начальным содержанием FeO менее 3%, продувку металла через пористые донные фурмы проводят комбинированно азотом и аргоном, причем в начальный период осуществляют продувку азотом с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали и интенсивностью 5-40 м3/ч и при достижении общего количества введенного азота 0,20 м3/т жидкой стали осуществляют продувку аргоном с интенсивностью
3-30 м3/ч.
Заявленные пределы подобраны экспериментальным путем.
Интенсивность дугового нагрева выбрана с учетом того, что при интенсивности нагрева менее 0,07°С/мин влияние дугового нагрева на насыщение металла азотом незначительно.
Продувка азотом с расходом 0,08-0,25 м3 на тонну жидкой стали обеспечивает получение содержания азота в металле в пределах 0,008-0,020%. Причем при снижении расхода менее 0,08 м3/т увеличивается длительность обработки и соответственно возрастают затраты, а при увеличении расхода более 0,25 м3/т снижается усвоение азота сталью при продувке и возрастают тепловые потери.
Продувка металла азотом с расходом 5-40 м3/час позволяет гомогенизировать металл по температуре и химическому составу. При расходе азота менее 5 м3/час наблюдалось плохое перемешивание и, как следствие, неравномерное распределение температуры и химического состава по высоте ковша, а также неполное удаление неметаллических включений. При расходе азота более 40 м3/час происходит снижение усвоения азота сталью, а также наблюдается оголение зеркала металла с последующим насыщением стали кислородом и водородом, а также созданием условий для повышения содержания неметаллических включений в стали.
Общий расход использованного для продувки металла азота выбран исходя из того, что при расходе газа более 20 м3 на плавку возможно получение брака макроструктуры по дефекту «пятнистая ликвация», а также «газовый пузырь».
Последующая продувка аргоном с расходом 3-30 м3/ч позволяет производить усреднение металла по химическому составу и температуре без снижения содержания азота в стали. При расходе менее 3 м3/ч не обеспечивается требуемое перемешивание стали в ковше, позволяющее обеспечить равномерное распределение температуры и химического состава по высоте ковша, а при увеличении расхода более 30 м3/ч происходит снижение концентрации азота в стали.
Заявленный способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше был реализован при выплавке рельсовой стали марок НЭ76Ф и Э76Ф. После расплавления и проведения окислительного периода в дуговой электросталеплавильной печи плавка выпускалась с отсечкой печного шлака в ковш. Доводка стали проводилась на агрегате "печь-ковш" с трансформатором 16 MBА. Обработку проводили по следующей схеме. Дуговой нагрев металла проводили с интенсивностью от 0,07°С/мин, продувку стали азотом проводили через пористые донные фурмы с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали с общим расходом до 20 м3 на плавку, при достижении которого дальнейшую обработку производили аргоном с интенсивностью 3-30 м3/ч.
Заявляемый способ позволяет снизить себестоимость выплавляемой стали на 45 руб/т, исключить расход азотированных ферросплавов, повысить физико-механические свойства стали: предел текучести на 5 Н/мм2, временное сопротивление разрыву на 4 Н/мм2, относительное удлинение и сужение на 1,0%, ударную вязкость на 5 Дж/см2.
Источники информации
1. Патент РФ 2312902, кл. C21C 7/06.
2. Патент РФ 2161205, кл. C21C 7/100, 7/072.
3. В.В.Поляков, А.В.Великанов. Основы технологии производства железнодорожных рельсов. - М.: Металлургия, 1990. - 416 с.
Claims (1)
- Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше, включающий дуговой подогрев металла, продувку расплава газом через пористые донные фурмы и обработку металла шлаком, отличающийся тем, что дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 0,07°С/мин под шлаком с основностью 2,1-3,4 и начальным содержанием оксида железа менее 3%, продувку металла через пористые донные фурмы проводят комбинированно азотом и аргоном, причем в начальный период осуществляют продувку азотом с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали и интенсивностью 5-40 м3/ч и при достижении общего количества введенного азота 0,20 м3/т жидкой стали осуществляют продувку аргоном с интенсивностью 3-30 м3/ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114696/02A RU2365631C1 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114696/02A RU2365631C1 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2365631C1 true RU2365631C1 (ru) | 2009-08-27 |
Family
ID=41149818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008114696/02A RU2365631C1 (ru) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2365631C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468093C1 (ru) * | 2011-11-29 | 2012-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения заготовок сталей аустенитного класса |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1224340B (de) * | 1962-09-04 | 1966-09-08 | Boehler & Co Ag Geb | Verfahren zur Herstellung praktisch schlackenfreier Staehle im basischen Lichtbogenofen oder im basischen Induktionsofen |
| US4586956A (en) * | 1985-07-17 | 1986-05-06 | Labate M D | Method and agents for producing clean steel |
| RU2161205C1 (ru) * | 1999-06-01 | 2000-12-27 | Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Способ получения рельсовой стали |
| RU2312902C1 (ru) * | 2006-02-10 | 2007-12-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Способ рафинирования рельсовой стали в печи-ковше |
-
2008
- 2008-04-14 RU RU2008114696/02A patent/RU2365631C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1224340B (de) * | 1962-09-04 | 1966-09-08 | Boehler & Co Ag Geb | Verfahren zur Herstellung praktisch schlackenfreier Staehle im basischen Lichtbogenofen oder im basischen Induktionsofen |
| US4586956A (en) * | 1985-07-17 | 1986-05-06 | Labate M D | Method and agents for producing clean steel |
| RU2161205C1 (ru) * | 1999-06-01 | 2000-12-27 | Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" | Способ получения рельсовой стали |
| RU2312902C1 (ru) * | 2006-02-10 | 2007-12-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Способ рафинирования рельсовой стали в печи-ковше |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2468093C1 (ru) * | 2011-11-29 | 2012-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" | Способ получения заготовок сталей аустенитного класса |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20110045037A (ko) | 종래의 제강설비를 사용하는 저탄소, 저황, 및 저질소 강의 저비용 제조방법 | |
| RU2254380C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
| CN102409133B (zh) | 真空法生产23MnB钢的方法 | |
| CN102936638B (zh) | 一种采用顶底吹炼的感应炉脱磷方法 | |
| RU2161205C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
| RU2365631C1 (ru) | Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше | |
| RU2386703C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
| CA2559154C (en) | Method for a direct steel alloying | |
| CN101541981B (zh) | 用于在ddd设备中预处理的生铁的基础上在不供给电能的情况下进行不锈钢制造的方法和装置 | |
| JP2020125541A (ja) | 転炉精錬方法 | |
| JP7384294B2 (ja) | 溶鉄の精錬方法 | |
| CN116694996A (zh) | 一种fas3420rh齿轮钢及其生产方法 | |
| CN102925629A (zh) | 一种采用顶底吹炼的感应炉脱磷方法 | |
| RU2140458C1 (ru) | Способ передела ванадиевого чугуна | |
| CN100447271C (zh) | 一种耐二氧化碳腐蚀钢的冶炼方法 | |
| CN117441032A (zh) | 钢液的二次精炼方法及钢的制造方法 | |
| RU2312902C1 (ru) | Способ рафинирования рельсовой стали в печи-ковше | |
| RU2228368C1 (ru) | Способ производства стали | |
| RU2404261C1 (ru) | Способ совмещенного процесса нанесения шлакового гарнисажа и выплавки стали в конвертере | |
| RU2294382C1 (ru) | Шихта для выплавки стали в дуговых электросталеплавильных печах | |
| RU2838231C2 (ru) | Способ удаления азота из расплавленной стали и способ производства стали | |
| EP4353842B1 (en) | Molten steel denitrification method and steel production method | |
| RU2425154C1 (ru) | Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше | |
| RU2398890C1 (ru) | Способ рафинирования рельсовой стали в ковше | |
| RU2416652C1 (ru) | Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130415 |