RU2416652C1 - Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей - Google Patents
Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416652C1 RU2416652C1 RU2009141570/02A RU2009141570A RU2416652C1 RU 2416652 C1 RU2416652 C1 RU 2416652C1 RU 2009141570/02 A RU2009141570/02 A RU 2009141570/02A RU 2009141570 A RU2009141570 A RU 2009141570A RU 2416652 C1 RU2416652 C1 RU 2416652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitrogen
- melt
- saturation
- ppm
- intensity
- Prior art date
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 title abstract 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 title abstract 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 18
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N [N].[Ar] Chemical compound [N].[Ar] PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 36
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 abstract description 5
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 abstract 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 17
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- UWTVDIWVFAQDFS-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Cr].[C] Chemical compound [Mn].[Cr].[C] UWTVDIWVFAQDFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке легированных азотсодержащих сталей. Способ включает раскисление жидкого металла, его легирование элементами, повышающими растворимость азота, продувку расплава азотсодержащими газами, с интенсивностью , л/т·мин, со скоростью насыщения vN=8×(|Cr|+|Mn|), ppm/мин. При этом время насыщения составляет τ=[ΔN]/8×(|Cr|+|Mn|), мин, где: |Cr|, |Mn| - абсолютные значения содержания хрома и марганца в расплаве, мас.%, [ΔN] - количество азота, вводимое в расплав, ppm. В качестве азотсодержащего газа используют газообразный азот, или азото-кислородную смесь, или азото-аргонную смесь. Использование изобретения обеспечивает снижение времени азотирования, уменьшение износа футеровки, уменьшение расхода ферросплавов за счет снижения угара легирующих. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке легированных азотсодержащих сталей.
Известно, что ряд свойств нержавеющих и высококачественных конструкционных сталей определяется содержанием азота в строго заданных пределах. Его вводят в качестве заменителя никеля, а также упрочняющей добавки в нержавеющие стали и как один из элементов, образующих ингибиторную фазу, в конструкционные стали.
При производстве нержавеющих сталей, легированных азотом, для ввода азота используют, как правило, азотированные марганец, феррохром, феррованадий. Известен способ выплавки азотсодержащих сталей, при котором для ввода в расплав азота применяют азотированный феррохром (авторское свидетельство СССР №353969, МПК C21C 5/52, опубл. 09.10.1972).
Однако азотсодержащие сплавы на основе марганца, хрома, ванадия имеют высокую цену, что отражается также на повышении стоимости азотсодержащих сталей, при выплавке которых используют азотсодержащие сплавы.
Известен способ азотирования стали газообразным азотом при внепечной обработке стали в ковше. Подачу газообразного азота в этом случае осуществляют через газонепроницаемую пробку, установленную в днище ковша-печи. Интенсивность продувки расплава газообразным азотом составляет 2,6-4,2 л/т·мин. При этом скорость азотирования зависит от интенсивности продувки азотом и составляет 16-33 ppm/мин
(B.C.Римкевич, Е.В.Буцкий, В.И.Курасов, И.В.Сажин, С.Г.Савченко О возможности легирования металла азотом из газовой фазы. Электрометаллургия. 2000, №2, с.14-16. - прототип).
Недостатком известного способа является отсутствие приемов, позволяющих устанавливать параметры продувки стали азотом (интенсивность продувки, время продувки) в зависимости от химического состава расплава, в то время, как известно, что такие компоненты как хром, марганец увеличивают растворимость азота в расплаве и улучшают кинетические показатели насыщения расплава азотом.
Задача, на решение которой направлено изобретение - установить оптимальные технологические параметры азотирования легированного расплава газообразным азотом.
Технический результат изобретения заключается в определении оптимальных величин интенсивности продувки газообразным азотом, скорости насыщения азотом в зависимости от содержания хрома и марганца в расплаве, а также времени продувки в зависимости от количества вводимого азота, что обеспечивает сокращение расхода газа, снижение времени азотирования, уменьшение износа футеровки, уменьшение расхода ферросплавов за счет снижения угара легирующих.
Заявленный технический результат достигается тем, в способе выплавки азотсодержащих сталей, включающем раскисление жидкого металла, его легирование элементами, повышающими растворимость азота, продувку расплава азотсодержащими газами, согласно изобретению, расплав продувают с интенсивностью 
, а скорость насыщения при этом составляет vN=8×(|Cr|+|Mn|) и время насыщения τ=[ΔN]/8×(|Cr|+|Mn|), где
vN - ppm/мин,
|Cr|,|Mn| - абсолютные значения содержания хрома и марганца в расплаве, определяемые в мас.%,
[ΔN] - количество азота, вводимое в расплав, ppm,
τ - мин.
В качестве азотсодержащего газа используют газообразный азот или азото-кислородную смесь или азото-аргонную смесь.
Было установлено, что продувка расплава азотом с интенсивностью менее 30 л/т·мин×(|Cr|+|Mn|) приводит к увеличению периода насыщения расплава азотом, дополнительному износу футеровки и повышению угара легирующих за счет увеличения длительности продувки расплава газами.
Продувка азотом с интенсивностью более 30 л/т·мин×(|Cr|+|Mn|) не приводит к увеличению скорости насыщения расплава азотом, но при этом увеличивается расход газообразного азота и износ футеровки металлургического агрегата, в котором осуществляют продувку, за счет более интенсивного перемешивания расплава.
Предлагаемая интенсивность продувки обеспечивает наиболее высокий коэффициент усвоения и при этом позволяет получить наилучшую скорость насыщения расплава азотом.
Оптимальные значения интенсивности продувки и скорости насыщения предопределяют требуемое время продувки, за которое вводится в расплав необходимое количество азота.
Способ осуществляется следующим образом. В сталеплавильном агрегате получают полупродукт и выпускают его в ковш. На агрегате ковш-печь расплав раскисляют, вводят легирующие элементы, хром, марганец, кремний, наводят активный шлак и проводят десульфурацию. После получения заданного химического состава стали расплав продувают газообразным азотом через донные пористые фурмы или через погружную фурму. Интенсивность продувки при этом составляет
а скорость насыщения азотом при этом будет равна
Если при этом требуется ввести в расплав [ΔN], ppm, то необходимое время продувки составляет
Пример 1. В электродуговой печи выплавляется полупродукт для стали марки AJSJ304L, выпускают расплав в ковш и отправляют на агрегат ковш-печь для корректировки химического состава. На агрегате ковш-печь расплав раскисляют, вводят легирующие элементы и получают заданный химический состав стали: 0,07% С; 1,0% Si; 2,0% Mn; 19% Cr; 9% Ni.
После получения заданного химического состава стали расплав продувают через донные пористые фурмы газообразным азотом с интенсивностью
Скорость насыщения азотом при этом составит
Для увеличения содержания азота на 500 ppm (0,05% N) продувку расплава азотом необходимо осуществлять в течение:
Пример 2. В дуговой сталеплавильной печи выплавляют полупродукт, содержащий хром, никель. На агрегате печь-ковш расплав доводят до заданного химического состава (0,08% С; 17,3% Cr; 9,75% Ni) и продувают расплав через погружную фурму воздухом (79% N2; 21% O2) с интенсивностью
Скорость насыщения при этом составляет vN=8×17,3=138,4 ppm/мин. Для получения увеличения содержания азота на 700 ppm (0,07% N) расплав продувают в течение
Пример 3. В электродуговой печи выплавляют углеродистый хромомарганцевый расплав, затем расплав переливают в агрегат аргоно-кислородного рафинирования (АКР). В агрегате АКР расплав обезуглероживают, корректируют химический состав расплава до заданного (11,5% Cr; 11,2% Mn), а затем азотируют продувкой азото-аргонной смесью (80% N2; 20% Ar) с интенсивностью
со скоростью насыщения азотом 
Для увеличения содержания азота на 1000 ppm (0,1% N) расплав продувают в течение
Таким образом, заявленный способ выплавки легированных азотсодержащих сталей позволяет производить насыщение расплава азотом и получать его содержание в строго заданных пределах за определенное время продувки.
Claims (4)
1. Способ выплавки азотсодержащих сталей, включающий получение жидкого металла в сталеплавильном агрегате, выпуск его в ковш, раскисление жидкого расплава, его легирование элементами, повышающими растворимость азота, и продувку расплава азотсодержащими газами, отличающийся тем, что расплав продувают с интенсивностью 
л/т·мин, со скоростью насыщения vN=8·(|Cr|+|Mn|), ррm/мин, при этом время насыщения составляет τ=[ΔN]/8·(|Cr|+|Mn|), мин, где
|Cr|, |Mn| - абсолютные значения содержания хрома и марганца в расплаве, мас.%;
[ΔN] - количество азота, вводимое в расплав, ррm.
|Cr|, |Mn| - абсолютные значения содержания хрома и марганца в расплаве, мас.%;
[ΔN] - количество азота, вводимое в расплав, ррm.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего газа используют газообразный азот.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего газа используют азотокислородную смесь.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего газа используют азотоаргонную смесь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141570/02A RU2416652C1 (ru) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009141570/02A RU2416652C1 (ru) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2416652C1 true RU2416652C1 (ru) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009141570/02A RU2416652C1 (ru) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2416652C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172349C2 (ru) * | 1999-08-19 | 2001-08-20 | Криночкин Эдуард Викторович | Способ производства стали |
| RU2003109493A (ru) * | 2003-04-04 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") | Способ производства стали |
| RU2266338C2 (ru) * | 2004-02-05 | 2005-12-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ микролегирования стали азотом |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2233339C1 (ru) * | 2003-04-04 | 2004-07-27 | Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Способ производства стали |
-
2009
- 2009-11-12 RU RU2009141570/02A patent/RU2416652C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172349C2 (ru) * | 1999-08-19 | 2001-08-20 | Криночкин Эдуард Викторович | Способ производства стали |
| RU2003109493A (ru) * | 2003-04-04 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество "Нижнетагильский металлургический комбинат" (ОАО "НТМК") | Способ производства стали |
| RU2266338C2 (ru) * | 2004-02-05 | 2005-12-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ микролегирования стали азотом |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РИМКЕВИЧ B.C. и другие. О возможности легирования металла азотом из газовой фазы. Электрометаллургия, 2000, №2. с.14-16. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2009279363B2 (en) | Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment | |
| AU2011267833B2 (en) | Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment | |
| CN110093479B (zh) | 一种底吹co2冶炼不锈钢的方法 | |
| CN107829029B (zh) | 一种ZG022Cr22Ni5Mo3N材质双相不锈钢冶炼工艺方法 | |
| RU2254380C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
| RU2007118927A (ru) | ИЗГОТОВЛЕНИЕ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ ГРУППЫ ФЕРРИТНЫХ СТАЛЕЙ AISI 4xx В КОНВЕРТЕРЕ АКР | |
| RU2161205C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
| CA2559154C (en) | Method for a direct steel alloying | |
| RU2416652C1 (ru) | Способ выплавки легированных азотсодержащих сталей | |
| RU2243269C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистой титансодержащей стали | |
| RU2394107C2 (ru) | Способ легирования сталей азотом | |
| RU2334796C1 (ru) | Способ производства стали | |
| RU2243268C1 (ru) | Способ выплавки ниобийсодержащей стали | |
| RU2228368C1 (ru) | Способ производства стали | |
| RU2312902C1 (ru) | Способ рафинирования рельсовой стали в печи-ковше | |
| RU2365631C1 (ru) | Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше | |
| RU2294382C1 (ru) | Шихта для выплавки стали в дуговых электросталеплавильных печах | |
| RU2148087C1 (ru) | Способ производства стали | |
| JPH08134528A (ja) | 極低炭素鋼の製造方法 | |
| RU2460807C1 (ru) | Способ производства высокоуглеродистой стали с последующей непрерывной разливкой в заготовку малого сечения | |
| RU2333255C1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2608010C1 (ru) | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи | |
| Ciocan et al. | Effect of secondary vacuum treatment on performance characteristics of A516 grade 65 carbon steel | |
| RU2212453C1 (ru) | Способ производства низкоуглеродистой конструкционной стали | |
| RU2222608C1 (ru) | Способ получения хромсодержащей стали |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20131025 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160804 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191113 |