RU2327744C1 - Method of out-of-furnace steel treatment - Google Patents
Method of out-of-furnace steel treatment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327744C1 RU2327744C1 RU2006134115/02A RU2006134115A RU2327744C1 RU 2327744 C1 RU2327744 C1 RU 2327744C1 RU 2006134115/02 A RU2006134115/02 A RU 2006134115/02A RU 2006134115 A RU2006134115 A RU 2006134115A RU 2327744 C1 RU2327744 C1 RU 2327744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- calcium
- containing materials
- silicon
- stage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к внепечной обработке стали.The invention relates to ferrous metallurgy, particularly to secondary furnace processing of steel.
Известен способ внепечной обработки стали, включающий наведение высокоосновного шлака, раскисление стали алюминием, продувку расплава металла аргоном и ввод в металл кальцийсодержащих материалов в виде порошковой проволоки (см. описание патента RU 2102498, кл. С21С 7/00, опубл. 20.01.1998).There is a method of out-of-furnace steel processing, including guidance of highly basic slag, deoxidation of steel with aluminum, purging of the metal melt with argon, and introducing calcium-containing materials in the form of flux-cored wire into the metal (see the description of patent RU 2102498, class C21C 7/00, publ. 20.01.1998) .
К недостаткам известного способа следует отнести наличие свободного растворенного кислорода и, соответственно, вводимый кальций будет в первую очередь расходоваться на раскисление металла, а затем на десульфурацию. Кроме того, при определенных соотношениях кальция, алюминия и серы в расплаве могут образовываться твердые неметаллические включения, которые ухудшают разливаемость стали, а степень модифицирования неметаллических включений является недостаточной.The disadvantages of this method include the presence of free dissolved oxygen and, accordingly, the introduced calcium will be primarily spent on deoxidation of the metal, and then on desulfurization. In addition, at certain ratios of calcium, aluminum and sulfur, solid non-metallic inclusions can form in the melt, which impair the spillability of the steel, and the degree of modification of non-metallic inclusions is insufficient.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ внепечной обработки стали, включающий наведение высокоосновного шлака, раскисление стали алюминием, продувку аргоном расплава металла и ввод в него в два этапа в виде порошковой проволоки кальцийсодержащих материалов, на первом этапе количество вводимых кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций определяется по следующему соотношению: МСа=(1,5...2,5)*[ΔS], а на втором этапе - по следующему соотношению: МСа=(0,3...0,7)*[A1] (RU 2145640, кл. С21С 7/00, опубл. 20.02.2000).The closest analogue of the claimed invention is a method of out-of-furnace treatment of steel, including guidance of highly basic slag, deoxidation of steel with aluminum, blowing metal melt with argon and introducing into it in two stages in the form of a flux-cored wire calcium-containing materials, at the first stage the amount of calcium-containing materials introduced in terms of the metal acquired calcium is determined by the following ratio: M Ca = (1.5 ... 2.5) * [ΔS], and in the second stage, by the following ratio: M Ca = (0.3 ... 0.7) * [ A1] (RU 2145640, class C21C 7/00, publ. 02.20.2000).
Известный способ не обеспечивает получение требуемого технического результата по следующим причинам.The known method does not provide the desired technical result for the following reasons.
Сталь, полученная известным способом, имеет недостаточную степень десульфурации, не позволяет получать металл требуемого уровня по содержанию неметаллических включений, реализация способа приводит к снижению выхода годного металла.Steel obtained in a known manner has an insufficient degree of desulfurization, does not allow to obtain a metal of the required level by the content of non-metallic inclusions, the implementation of the method reduces the yield of metal.
Найденный в известном способе технологический прием ввода кальцийсодержащих материалов в два приема не учитывает свободный кислород перед вводом первой порции кальцийсодержащих материалов в металле, таким образом, первая порция кальцийсодержащих материалов идет на раскисление металла и не обеспечивает протекания реакции десульфурации металла в необходимом объеме. Ввод второй порции не учитывает содержание серы в металле.Found in the known method, the technological method of introducing calcium-containing materials in two steps does not take into account free oxygen before introducing the first portion of calcium-containing materials in the metal, so the first portion of calcium-containing materials goes to deoxidize the metal and does not provide the metal desulfurization reaction in the required volume. Entering the second portion does not take into account the sulfur content in the metal.
В то же время на обоих этапах ввода кальцийсодержащих материалов не учитывается содержание кремния в металле, кремний повышает растворимость кальция в жидком металле, что приводит к неэффективному использованию кальцийсодержащих материалов, увеличивается себестоимость стали.At the same time, at both stages of the introduction of calcium-containing materials, the silicon content in the metal is not taken into account, silicon increases the solubility of calcium in the liquid metal, which leads to inefficient use of calcium-containing materials, and the cost of steel increases.
Кроме того, область применения данного изобретения сужается, так как металл, содержащий 0,020-0,040% алюминия разливают только «закрытой струей».In addition, the scope of this invention is narrowed, since the metal containing 0,020-0,040% of aluminum is poured only "closed stream".
Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: наведение высокоосновного шлака, раскисление стали алюминием, продувка аргоном расплава металла, ввод в два этапа кальцийсодержащих материалов.Signs of the closest analogue that coincide with the essential features of the claimed invention: guidance of highly basic slag, deoxidation of steel with aluminum, argon purging of a metal melt, introduction of calcium-containing materials in two stages.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа внепечной обработки стали путем регламентации технологических приемов.The basis of the invention is the task of improving the method of out-of-furnace steel processing by regulating technological methods.
Ожидаемый технический результат - получение оптимального содержания кислорода в металле, увеличение степени десульфурации металла, формирование в металле неметаллических включений, легко удаляемых в процессе внепечной обработки, что обеспечивает возможность разливки металла с оптимальной скоростью, предотвращает зарастание отверстий разливочных стаканов, улучшает качество стали и повышает выход годного.The expected technical result is obtaining the optimum oxygen content in the metal, increasing the degree of desulfurization of the metal, the formation of non-metallic inclusions in the metal that are easily removed during out-of-furnace treatment, which ensures the possibility of casting metal at an optimal speed, prevents overgrowth of the nozzles, improves the quality of steel and improves yield fit.
Технический результат достигается тем, что в способе внепечной обработки стали, включающем наведение высокоосновного шлака, раскисление металла алюминием, продувку его аргоном и ввод в него кальцийсодержащих материалов в два этапа, по изобретению ввод кальцийсодержащих материалов в два этапа осуществляют на установке печь-ковш, при этом перед вводом кальцийсодержащих материалов на первом этапе производят замер толщины шлака, измеряют окисленность металла и определяют содержание кремния в металле, после чего производят первый этап ввода кальцийсодержащих материалов с расходом, определяемым из выражения:The technical result is achieved by the fact that in the method of out-of-furnace steel processing, including guidance of highly basic slag, deoxidation of metal with aluminum, its purging with argon, and the introduction of calcium-containing materials into it in two stages, according to the invention, the introduction of calcium-containing materials in two stages is carried out on a ladle furnace, with In this case, before the introduction of calcium-containing materials, at the first stage, the slag thickness is measured, the metal oxidation is measured and the silicon content in the metal is determined, after which the first stage of so calcium-containing materials at a rate determined by the formula:
QСа=-4,172×Si-0,0152×Опр+0,106×hшл-2,16, гдеQ Ca = -4,172 × Si-0,0152 × O pr + 0,106 × h SHL -2.16 where
QСа - расход кальция, кг;Q Ca - calcium consumption, kg;
Si - содержание кремния в пробе металла перед отдачей кальция, %;Si is the silicon content in the metal sample before the release of calcium,%;
Опр - окисленность металла по приходу металла на установку печь-ковш;About ol - the oxidation of metal upon the arrival of metal at the ladle furnace;
hшл - толщина шлака, мм.h sl - the thickness of the slag, mm
4,172, 0,0152, 0,106, 2,16 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем,4.172, 0.0152, 0.106, 2.16 - empirical coefficients obtained experimentally,
затем производят доводку металла по химическому составу и температуре, определяют содержание серы, кремния, алюминия в металле, после чего производят второй этап ввода кальцийсодержащих материалов с расходом, определяемым из выраженияthen refine the metal by chemical composition and temperature, determine the content of sulfur, silicon, aluminum in the metal, and then produce the second stage of the input of calcium-containing materials with a flow rate determined from the expression
QСа=297,17×S+6,94×Si+2040×Al-0,857, гдеQ Ca = 297.17 × S + 6.94 × Si + 2040 × Al-0.857, where
QСа - расход кальция, кг;Q Ca - calcium consumption, kg;
S - содержание серы в пробе металла перед отдачей кальция, %;S is the sulfur content in the metal sample before the release of calcium,%;
Si - содержание кремния в пробе металла перед отдачей кальция, %;Si is the silicon content in the metal sample before the release of calcium,%;
Al - содержание алюминия в пробе металла перед отдачей кальция, %;Al is the aluminum content in the metal sample before the release of calcium,%;
297,17; 6,94; 2040; 0,857 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.297.17; 6.94; 2040; 0.857 - empirical coefficients obtained experimentally.
Сущность заявляемого технического решения заключается во вводе кальцийсодержащих материалов на первом этапе в зависимости от толщины шлака, окисленности металла перед вводом кальцийсодержащих материалов и содержания кремния, а на втором этапе в зависимости от содержания алюминия, серы и кремния.The essence of the proposed technical solution consists in introducing calcium-containing materials in the first stage, depending on the slag thickness, metal oxidation before introducing calcium-containing materials and silicon content, and in the second stage, depending on the content of aluminum, sulfur and silicon.
Попадающий в сталеразливочный ковш печной шлак из-за высокого содержания в нем окислов железа не может быть раскислен подаваемым в ковш алюминием. Поэтому согласно законам термодинамики окисленность металла и шлака самопроизвольно будет стремиться к равновесию, т.е. содержание кислорода в металле возрастет, что приведет к снижению степени десульфурации, увеличению содержания неметаллических включений, снижению выхода годного.Furnace slag entering the steel pouring ladle due to the high content of iron oxides in it cannot be deoxidized by the aluminum supplied to the ladle. Therefore, according to the laws of thermodynamics, the oxidation of metal and slag will spontaneously tend to equilibrium, i.e. the oxygen content in the metal will increase, which will lead to a decrease in the degree of desulfurization, an increase in the content of non-metallic inclusions, and a decrease in the yield.
При введении кальцийсодержащих материалов в жидкий металл кальций испаряется и его пары проходят через расплав, вступая в реакции с растворенными в металле кислородом и серой.When calcium-containing materials are introduced into a liquid metal, calcium evaporates and its vapor passes through the melt, reacting with oxygen and sulfur dissolved in the metal.
При вводе кальция в металл он испаряется и в виде пузырьков всплывает на поверхность жидкого металла. На первом этапе ввода кальцийсодержащих материалов основным является процесс раскисления металла, это обеспечивается протеканием следующей гетерогенной реакции:
Таким образом, на первом этапе кальцийсодержащие материалы вводятся для раскисления металла и частично для десульфурации. Кальций, а также продукты раскисления практически полностью удаляются в процессе продувки, так как кальций обладает низкой растворимостью в стали.Thus, in the first stage, calcium-containing materials are introduced for the deoxidation of the metal and partially for desulfurization. Calcium, as well as deoxidation products, are almost completely removed during the purge process, since calcium has low solubility in steel.
Вторая порция кальцийсодержащих материалов вводится перед отдачей металла на разливку, за счет низкой активности кислорода кальций реагирует с серой и выделяется в виде сульфидов кальция. Также кальций реагирует с алюминием и продуктами первичного раскисления с образованием жидких алюминатов кальция, что улучшает условия разливаемости металла. Таким образом, результатом ввода второй порции кальцийсодержащих материалов является уменьшение включений глинозема и сульфидов марганца. Введение в металл кальция позволяет изменить морфологию образующих неметаллических включений, переводя ее из "опасных" в более благоприятную, глобулярную, и очистить границы зерен от карбонитридов.The second portion of calcium-containing materials is introduced before the metal is cast, because of the low oxygen activity, calcium reacts with sulfur and is released in the form of calcium sulfides. Calcium also reacts with aluminum and primary deoxidation products to form liquid calcium aluminates, which improves the spillability of the metal. Thus, the result of introducing a second portion of calcium-containing materials is a decrease in inclusions of alumina and manganese sulfides. The introduction of calcium into the metal allows one to change the morphology of the constituents of nonmetallic inclusions, transferring it from “dangerous” to more favorable, globular, and to clear grain boundaries from carbonitrides.
На обоих этапах ввода необходимо учитывать содержание кремния в металле, так как кремний повышает растворимость кальция в жидком металле.At both stages of the input, it is necessary to take into account the silicon content in the metal, since silicon increases the solubility of calcium in the liquid metal.
Данный способ иллюстрируется следующим примером. Выплавленную в сталеплавильном агрегате сталь марки 3сп на выпуске раскислили ферромарганцем (1.2 т), ферросилицием (0.7 т) и чушковым алюминием (0.15 т). Для наведения высокоосновного шлака провели присадку свежеобожженной извести (1 т). Во время выпуска металл в сталеразливочном ковше обрабатывали аргоном через пористые пробки.This method is illustrated by the following example. The 3sp steel smelted in the steelmaking unit at the outlet was deoxidized with ferromanganese (1.2 t), ferrosilicon (0.7 t) and pig iron aluminum (0.15 t). To guide highly basic slag, an additive of freshly burnt lime (1 t) was carried out. During the release, the metal in the steel pouring ladle was treated with argon through porous plugs.
По приходу металла на установку "печь-ковш" производится замер толщины шлака, толщина которого составила 110 мм. Затем металл продувается аргоном через пористые пробки со средним расходом 360 л/мин. После 3-5 мин усреднительной продувки производится измерение окисленности металла, которая составляет 57 ppm, и отбор первой пробы металла. Содержание кремния в первой пробе 0,12%. Тогда первая порция кальция составляет:When the metal arrives at the ladle furnace, the slag thickness is measured, the thickness of which is 110 mm. Then the metal is purged with argon through porous plugs with an average flow rate of 360 l / min. After 3-5 minutes of averaging, the oxidation of the metal is measured, which is 57 ppm, and the first metal sample is taken. The silicon content in the first sample is 0.12%. Then the first portion of calcium is:
QСа=-4,172×0,12-0,0152×57+0,106×110-2,16=8,14 кгQ Ca = -4.172 × 0.12-0.0152 × 57 + 0.106 × 110-2.16 = 8.14 kg
В качестве кальцийсодержащих материалов используется силикокальциевая порошковая проволока. Требуемое количество силикокальциевой порошковой проволоки (с учетом степени усвоения и наполнения) составляет:As calcium-containing materials, silico-calcium flux-cored wire is used. The required amount of silico-calcium flux-cored wire (taking into account the degree of assimilation and filling) is:
QSiCa=QCa/0,05=8,14/0,05=162,8 кгQ SiCa = Q Ca / 0.05 = 8.14 / 0.05 = 162.8 kg
После ввода порошковой проволоки металл продувается аргоном, производится доводка металла по химическому составу и температуре.After the flux-cored wire is introduced, the metal is purged with argon, and the metal is refined in terms of chemical composition and temperature.
За 5-10 мин до отдачи плавки на МНЛЗ отобрали пробу металла для определения химического состава. Химический состав: 0,177% кремния, 0,027% серы и 0,002% алюминия. Далее ввели вторую порцию кальцийсодержащих материалов с расходом, определенным из формулы:5-10 minutes before the melting recoil, a metal sample was taken at the continuous casting machine to determine the chemical composition. Chemical composition: 0.177% silicon, 0.027% sulfur and 0.002% aluminum. Then introduced a second portion of calcium-containing materials with a flow rate determined from the formula:
QСа=297,17×0,027+6,94×0,177+2040×0,002-0,857=12,47Q Ca = 297.17 × 0.027 + 6.94 × 0.177 + 2040 × 0.002-0.857 = 12.47
Требуемое количество силикокальциевой порошковой проволоки (с учетом степени усвоения и наполнения) составляет:The required amount of silico-calcium flux-cored wire (taking into account the degree of assimilation and filling) is:
QSiCa=QCa/0,05=12,47/0,05=249,4 кгQ SiCa = Q Ca / 0.05 = 12.47 / 0.05 = 249.4 kg
затем металл в течение 2-3 мин обработали аргоном и передали для разливки на сортовую машину непрерывного литья заготовок.then the metal was treated with argon for 2-3 minutes and transferred for casting to a high-quality continuous casting machine.
Двухстадийный ввод кальцийсодержащих материалов позволяет получать металл требуемой окисленности, обеспечить требуемое качество непрерывнолитых сортовых заготовок, получать металл с "неопасными" неметаллическими включениями.The two-stage input of calcium-containing materials allows to obtain the metal of the required oxidation, to provide the required quality of continuously cast billets, to obtain metal with "non-hazardous" non-metallic inclusions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134115/02A RU2327744C1 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Method of out-of-furnace steel treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134115/02A RU2327744C1 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Method of out-of-furnace steel treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134115A RU2006134115A (en) | 2008-04-10 |
| RU2327744C1 true RU2327744C1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134115/02A RU2327744C1 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Method of out-of-furnace steel treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2327744C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2413775C1 (en) * | 2009-07-27 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Procedure for modification and deoxidation of casting electric steel |
| RU2427650C2 (en) * | 2009-11-17 | 2011-08-27 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Procedure for out-of-furnace treatment of steel |
| RU2440422C1 (en) * | 2010-07-05 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Out-of-furnace steel treatment method |
| RU2440423C1 (en) * | 2010-10-11 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Out-of-furnace steel treatment method |
| RU2440421C1 (en) * | 2010-06-22 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Out-of-furnace steel treatment method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2102498C1 (en) * | 1997-04-07 | 1998-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод "Универсальное Оборудование" | Method of ladle treatment of high-carbon steel |
| RU2145358C1 (en) * | 1998-08-20 | 2000-02-10 | Белорусский Металлургический Завод | Method of ladle treatment of steel |
| RU2145640C1 (en) * | 1998-08-20 | 2000-02-20 | Белорусский Металлургический Завод | Method of steel ladle treatment |
| RU2151199C1 (en) * | 1999-08-25 | 2000-06-20 | ОАО "Завод "Универсальное оборудование" | Method of treating steel outside furnace |
-
2006
- 2006-09-25 RU RU2006134115/02A patent/RU2327744C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2102498C1 (en) * | 1997-04-07 | 1998-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод "Универсальное Оборудование" | Method of ladle treatment of high-carbon steel |
| RU2145358C1 (en) * | 1998-08-20 | 2000-02-10 | Белорусский Металлургический Завод | Method of ladle treatment of steel |
| RU2145640C1 (en) * | 1998-08-20 | 2000-02-20 | Белорусский Металлургический Завод | Method of steel ladle treatment |
| RU2151199C1 (en) * | 1999-08-25 | 2000-06-20 | ОАО "Завод "Универсальное оборудование" | Method of treating steel outside furnace |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2413775C1 (en) * | 2009-07-27 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Procedure for modification and deoxidation of casting electric steel |
| RU2427650C2 (en) * | 2009-11-17 | 2011-08-27 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Procedure for out-of-furnace treatment of steel |
| RU2440421C1 (en) * | 2010-06-22 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Out-of-furnace steel treatment method |
| RU2440422C1 (en) * | 2010-07-05 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Out-of-furnace steel treatment method |
| RU2440423C1 (en) * | 2010-10-11 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Out-of-furnace steel treatment method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134115A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007329681B2 (en) | Refinement of steel | |
| RU2327744C1 (en) | Method of out-of-furnace steel treatment | |
| RU2386703C1 (en) | Method of steelmaking in basic oxygen converter | |
| RU2533263C1 (en) | Method of dry steel production | |
| RU2166550C2 (en) | Method of producing low-silicon steel | |
| JP5333542B2 (en) | Desulfurization method for molten steel and molten iron alloy | |
| RU2607877C2 (en) | Method for off-furnace steel treatment | |
| RU2362811C1 (en) | Method of steel out-furnace treatment | |
| RU2754337C1 (en) | Method for production of nitrogen-doped steel in bucket | |
| Yang et al. | Evolution of MgO· Al2O3 based inclusions in alloy steel during the refining process | |
| CN115449596A (en) | Method for controlling content of aluminum in molten steel | |
| RU2334796C1 (en) | Method of steel production | |
| CA2665220C (en) | Refinement of steel | |
| RU2640108C1 (en) | Method of producing tube steel | |
| RU2378391C1 (en) | Method of receiving of high-carbon steel of cord qualit | |
| RU2533071C1 (en) | Method of steel production | |
| RU2564205C1 (en) | Method of producing especially-low-carbon steel | |
| RU2818526C1 (en) | Low-silicon steel production method | |
| RU2713770C1 (en) | Method for production of steel with standardized content of sulfur | |
| RU2366724C1 (en) | Method of production of electric steel | |
| RU2460807C1 (en) | Manufacturing method of high-carbon steel with further continuous pouring to small-section workpiece | |
| RU2374330C1 (en) | Method of steel production | |
| RU2479636C1 (en) | Method for steel making with low sulphur content | |
| JP2021059759A (en) | Production method of ultra-low sulfur stainless steel | |
| SU1752780A1 (en) | Process for producing alloy steel |