[go: up one dir, main page]

RU2434060C2 - Procedure for production of rail steel - Google Patents

Procedure for production of rail steel Download PDF

Info

Publication number
RU2434060C2
RU2434060C2 RU2009135957/02A RU2009135957A RU2434060C2 RU 2434060 C2 RU2434060 C2 RU 2434060C2 RU 2009135957/02 A RU2009135957/02 A RU 2009135957/02A RU 2009135957 A RU2009135957 A RU 2009135957A RU 2434060 C2 RU2434060 C2 RU 2434060C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
nitrogen
steel
calcium
ladle
Prior art date
Application number
RU2009135957/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009135957A (en
Inventor
Альберт Ферзинович Исхаков (RU)
Альберт Ферзинович Исхаков
Сергей Иванович Малько (RU)
Сергей Иванович Малько
Владимир Яковлевич Гольдштейн (RU)
Владимир Яковлевич Гольдштейн
Владимир Николаевич Григорьев (RU)
Владимир Николаевич Григорьев
Сергей Витальевич Пащенко (RU)
Сергей Витальевич Пащенко
Юрий Анатольевич Радченко (RU)
Юрий Анатольевич Радченко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ФЕРРОСПЛАВ"
Priority to RU2009135957/02A priority Critical patent/RU2434060C2/en
Publication of RU2009135957A publication Critical patent/RU2009135957A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2434060C2 publication Critical patent/RU2434060C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: procedure consists in melting steel in electric furnace, in tapping metal in ladle with furnace slag cut off, in addition of slag forming mixture and ferro alloys containing silicon and manganese both during tapping and at aggregate "furnace-ladle", in micro-alloying with vanadium, in steel nitriding and modifying at aggregate "furnace-ladle" with simultaneous melt blowing with argon. Nitriding is carried out with nitrogen containing material introduced into melt in form of powder wire containing 4-34 wt % of nitrogen, and also iron and, separately or together, elements of row: manganese, silicon, vanadium and niobium. Also, nitrogen containing material is used in form of alloy or mixture of separate materials. Ratio between contents of nitrogen and vanadium is 0.2-0.47, while ratio between contents of calcium and vanadium is 0.02-0.066. At micro alloying vanadium is introduced into melt in form of powder wire, while modifying is performed with calcium, or calcium-barium material.
EFFECT: raised plastic and toughness properties of rail steel at maintaining its strength.
5 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения рельсовых, пружинных, инструментальных и других марок сталей.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for producing rail, spring, tool and other grades of steel.

Известен способ получения рельсовой стали, выбранный в качестве аналога, включающий завалку в дуговую электросталеплавильную печь металлолома и извести, расплавление металлолома, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, скачивание окислительного шлака через порог рабочего окна, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака с оставлением в печи 10-15% жидкого металла от массы плавки и доводкой металла в ковше присадкой в ковш во время выпуска шлакообразующей смеси, состоящей из извести и плавикового шпата в соотношении (0,8-1,2):(0,2-0,5) с расходом 10-17 кг/т стали, а также ферросплавов - кремния и марганецсодержащих ферросплавов из расчета введения в сталь до 0,15% кремния и до 0,75% марганца. Далее сталь обрабатывают на агрегате типа «печь-ковш» введением в ковш последовательно до требуемых концентраций марганца, кремния, углерода, ванадия и кальция, причем при введении осуществляют продувку стали через донную пористую фурму азотом с расходом до 65 нм3/ч при общем количестве введенного газообразного азота не более 20 нм3 до содержания 0,020% азота, окончательную продувку проводят аргоном с расходом до 65 нм3/ч /1/.A known method of producing rail steel, selected as an analogue, including filling scrap metal and lime in an electric arc furnace, melting scrap metal, pouring molten iron, oxidizing carbon with gaseous oxygen, dephosphorizing, downloading oxidative slag through the threshold of the working window, and then releasing the steel into the ladle with a cut-off furnace slag with 10-15% molten metal remaining in the furnace from the smelting mass and finishing the metal in the ladle with an additive in the ladle during the production of a slag-forming mixture of lime fluorspar in the ratio (0.8-1.2) :( 0.2-0.5) with a flow rate of 10-17 kg / t of steel, as well as ferroalloys - silicon and manganese-containing ferroalloys based on the introduction of up to 0.15 in steel % silicon and up to 0.75% manganese. Next, the steel is treated on a ladle-furnace unit by introducing into the ladle successively to the required concentrations of manganese, silicon, carbon, vanadium and calcium, and when introduced, the steel is purged through the bottom porous lance with nitrogen at a rate of up to 65 nm 3 / h with a total quantity introduced gaseous nitrogen not more than 20 nm 3 to a content of 0.020% nitrogen, the final purge is carried out with argon with a flow rate of up to 65 nm 3 / h / 1 /.

Недостатком данного способа является низкое и нестабильное усвоение азота, что свойственно практически всем технологиям введения газов в металл их продувкой. Разброс в содержании азота в стали приводит к недостатку формирующихся в металле дисперсных нитридных и карбонитридных частиц требуемого размера - преимущественно нитридов и карбонитридов ванадия - стабилизирующих зеренную структуру при изготовлении рельсов и повышающих их износостойкость. В результате, растет величина зерна в стали и количество крупных - более 1 мкм - неметаллических включений, что сопровождается снижением уровня механических свойств металла, и особенно, пластичности и низкотемпературной ударной вязкости, что приводит к сокращению сроков эксплуатации рельсов.The disadvantage of this method is the low and unstable assimilation of nitrogen, which is characteristic of almost all technologies for introducing gases into the metal by blowing them. The dispersion in the nitrogen content in steel leads to a lack of dispersed nitride and carbonitride particles forming in the metal of the required size — mainly vanadium nitrides and carbonitrides — stabilizing the grain structure in the manufacture of rails and increasing their wear resistance. As a result, the grain size in steel and the number of large - more than 1 μm - non-metallic inclusions increase, which is accompanied by a decrease in the level of mechanical properties of the metal, and especially ductility and low-temperature impact strength, which leads to a reduction in the service life of rails.

Наиболее близким к заявляемому и выбранный в качестве прототипа является способ производства рельсовой стали, включающий выплавку стали в электропечи без раскисления металла и шлака, выпуск металла в ковш с отсечкой печного шлака, продувку металла в ковше азотом и аргоном, присадку во время выпуска и продувки шлакообразующей смеси и ферросплавов, содержащих кремний и марганец, и микролегирование стали на установке "печь-ковш" ванадием, отличающийся тем, что после микролегирования стали на установке "печь-ковш" ванадием ее модифицируют ферросплавом, содержащим кремний, кальций, барий, в котором отношение бария к кальцию составляет 1,0-1,5, а их количество в составе ферросплава 150-300 г/т стали. Кроме того, на установке "печь-ковш" могут осуществлять продувку стали аргоном, а ванадий вводят в виде азотированного феррованадия для обеспечения необходимого содержания азота в стали /2/.Closest to the claimed one and chosen as a prototype is a method for producing rail steel, comprising smelting steel in an electric furnace without deoxidizing metal and slag, releasing metal into a ladle with furnace slag cut-off, purging metal in a ladle with nitrogen and argon, an additive during the production and purging of slag-forming mixtures of ferroalloys containing silicon and manganese, and microalloying steel at the ladle furnace with vanadium, characterized in that after microalloying the steel at ladle furnace with vanadium, it is modified by Fe a silicon alloy containing silicon, calcium, barium, in which the ratio of barium to calcium is 1.0-1.5, and their amount in the composition of the ferroalloy is 150-300 g / t steel. In addition, the installation "ladle furnace" can purge steel with argon, and vanadium is introduced in the form of nitrided ferrovanadium to provide the necessary nitrogen content in steel / 2 /.

Недостатком указанного способа является низкое и нестабильное усвоения азота при введения его в расплав как продувкой, так и в виде куска на агрегате «печь-ковш» - сверху через слой шлака. В результате - недостаточное формирование дисперсных ванадийсодержащих нитридов и карбонитридов, приводит к низкой стабилизации зеренной структуры металла, снижению его пластических и вязкостных характеристик и, в конечном итоге, к раннему формированию контактно-усталостных дефектов в период эксплуатации рельсов. В прототипе не сказано о необходимом соотношении между содержанием в металле азота и ванадия, образующих нужные для стабилизации структуры количество и размер дисперсных частиц. Кроме того, при использовании комплексного модифицирующего материала отдельно не выделена роль кальция, отличающегося от бария горофильными свойствами, что позволяет дополнительно воздействовать на чистоту границ зерен, а следовательно, на комплекс пластических и вязкостных свойств рельсового металла.The disadvantage of this method is the low and unstable uptake of nitrogen when it is introduced into the melt both by blowing and in the form of a piece on the ladle-furnace unit — from above through a slag layer. As a result, insufficient formation of dispersed vanadium-containing nitrides and carbonitrides leads to low stabilization of the grain structure of the metal, a decrease in its plastic and viscous characteristics, and, ultimately, to the early formation of contact-fatigue defects during the operation of rails. The prototype does not say about the necessary ratio between the content in the metal of nitrogen and vanadium, forming the number and size of dispersed particles necessary for stabilizing the structure. In addition, when using complex modifying material, the role of calcium, which differs from barium by horophilic properties, is not separately distinguished, which makes it possible to additionally affect the purity of grain boundaries and, therefore, the complex of plastic and viscous properties of rail metal.

Задачей настоящего изобретения является повышение пластических и вязкостных свойств рельсовой стали при сохранении ее требуемой прочности.The objective of the present invention is to increase the plastic and viscous properties of rail steel while maintaining its required strength.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе производства рельсовой стали, включающем выплавку стали в электропечи или конверторе, выпуск металла в ковш с отсечкой печного шлака, присадку во время выпуска и на агрегате «печь-ковш» шлакообразующей смеси и ферросплавов, содержащих кремний и марганец, микролегирование ванадием, азотирование и модифицирование стали на установке «печь-ковш» с одновременной продувкой расплава аргоном, азотирование осуществляют материалом, вводимым в расплав порошковой проволокой, и содержащим 4-34 мас.% азота, а также железо, и, порознь или вместе, элементы из ряда: марганец, кремний, ванадий, ниобий. При этом азотсодержащий материал может быть сплавом, либо смесью отдельных материалов.The problem is achieved in that in the proposed method for the production of rail steel, including steel smelting in an electric furnace or converter, the release of metal into a ladle with a furnace slag cut-off, an additive during the production and on the ladle furnace slag-forming mixture and ferroalloys containing silicon and manganese, vanadium microalloying, nitriding and steel modification at the ladle furnace with simultaneous purging of the melt with argon, nitriding is carried out by the material introduced into the melt by flux-cored wire, and soda zhaschim 4-34 wt% nitrogen, and iron, and, separately or together, the elements from the series. manganese, silicon, vanadium, niobium. In this case, the nitrogen-containing material can be an alloy or a mixture of individual materials.

Кроме того, согласно способу, в стали отношение между содержанием азота и ванадия составляет 0,2-0,47, а между содержанием кальция и ванадия составляет 0,02-0,066. При микролегировании ванадий в расплав вводится в виде порошковой проволоки, а модифицирование проводят кальциевым, либо кальцийбариевым материалом.In addition, according to the method, in the steel, the ratio between the nitrogen and vanadium content is 0.2-0.47, and between the calcium and vanadium content is 0.02-0.066. During microalloying, vanadium is introduced into the melt in the form of a flux-cored wire, and the modification is carried out with calcium or calcium-barium material.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый способ производства рельсовой стали неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.Studies conducted on the sources of patent and scientific and technical information have shown that the claimed method for the production of rail steel is unknown and does not follow explicitly from the studied prior art, i.e. meets the criteria of novelty and inventive step.

Заявляемый способ может быть реализован на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, т.е. является промышленно применимым.The inventive method can be implemented at any enterprise specializing in this industry, because this requires well-known materials and standard equipment, i.e. is industrially applicable.

Проведенные нами исследования показали, что комплекс требуемых механических свойств рельсовой стали - прочность, пластичность, ударная вязкость, содержание неметаллических включений и т.д. - в значительной мере определяются, наряду с традиционными технологическими факторами (химсоставом, температурно-деформационными условиями кристаллизации, деформации и термообработки металла), величиной аустенитного и итогового зерна, количеством дисперсной (менее 0,5-1 мкм) фазы и чистотой границ зерен от избыточных выделений, плен и сегрегации. С уменьшением размера кристаллитов, увеличением количества дисперсных частиц, тормозящих рост зерен на всем протяжении технологического передела, и повышением чистоты межзеренных границ повышается пластичность и ударная вязкость рельсового металла, его способность противостоять циклическим разрушениям и т.д. Задача создания достаточного количества дисперсных частиц решается в рельсовой стали, в основном, за счет дополнительного азотирования стали на этапе внепечной обработки, однако эффективность этого процесса зависит от способа введения азота в расплав.Our studies have shown that the set of required mechanical properties of rail steel is strength, ductility, toughness, content of non-metallic inclusions, etc. - are largely determined, along with traditional technological factors (chemical composition, temperature and strain conditions of crystallization, deformation and heat treatment of the metal), the size of the austenitic and final grain, the amount of dispersed (less than 0.5-1 microns) phase and the purity of the grain boundaries from excess discharge, captivity, and segregation. With a decrease in the size of crystallites, an increase in the number of dispersed particles inhibiting grain growth throughout the technological process, and an increase in the purity of grain boundaries, the ductility and toughness of a rail metal, its ability to withstand cyclic fractures, etc. increase. The task of creating a sufficient amount of dispersed particles is solved in rail steel, mainly due to additional nitriding of the steel at the stage of after-furnace treatment, however, the effectiveness of this process depends on the method of introducing nitrogen into the melt.

Имеющаяся у авторов многолетняя практика показала, что наиболее стабильное усвоение азота достигается при введении последнего в расплав порошковой проволокой, наполнителем которой может быть практически любой азотсодержащий материал, и, в частности, содержащий до 34% N, железо, а также марганец, кремний, ванадий, ниобий, т.е. азотированные ферромарганец, ферросиликомарганец, ферросилиций, феррохром и др. Последние могут входить в состав азотсодержащего наполнителя порознь, либо совместно, в виде сплава, либо смеси отдельных материалов.The authors' long-term practice has shown that the most stable assimilation of nitrogen is achieved by introducing the latter into the melt with a flux-cored wire, the filler of which can be almost any nitrogen-containing material, and, in particular, containing up to 34% N, iron, as well as manganese, silicon, vanadium , niobium, i.e. nitrided ferromanganese, ferrosilicon manganese, ferrosilicon, ferrochrome, etc. The latter can be part of the nitrogen-containing filler separately, either together, in the form of an alloy, or a mixture of individual materials.

Усвоение азота при введении его порошковой проволокой в наших экспериментах, в зависимости от марки стали, технологии выплавки и используемого материала, составляло 55-85%, однако, главное заключалось в высокой стабильности этого процесса - разброс усвоения составлял 2-5%. Результатом такой обработки является формирование в металле нужного количества дисперсных (менее 0,1-0,5 мкм) нитридных и карбонитридных частиц, которые в рельсовой стали представлены преимущественно нитридами и карбонитридами ванадия.The assimilation of nitrogen by introducing it with flux-cored wire in our experiments, depending on the steel grade, smelting technology and the material used, was 55-85%, however, the main thing was the high stability of this process - the assimilation spread was 2-5%. The result of this treatment is the formation in the metal of the required amount of dispersed (less than 0.1-0.5 microns) nitride and carbonitride particles, which in rail steel are mainly represented by vanadium nitrides and carbonitrides.

Кроме того, размер и количество частиц, способных стабилизировать зеренную структуру, зависит от содержания ванадия и азота в стали. Недостаток азота приводит к отсутствию дисперсных частиц, избыток - к формированию крупных включений. И в первом, и во втором случае стабилизационные свойства такой фазы недостаточны. Экспериментально установлено, что наилучшее торможение зеренной структуры обеспечивается, когда отношение между содержанием азота и ванадия в стали составляет 0,2-0,47, что соответствует относительно однородному распределению кристаллитов в металле - Dмакс. / Dср. составляет 2,5-5.In addition, the size and number of particles capable of stabilizing the grain structure depends on the content of vanadium and nitrogen in the steel. A lack of nitrogen leads to the absence of dispersed particles, and an excess leads to the formation of large inclusions. In both the first and second cases, the stabilization properties of this phase are insufficient. It was experimentally established that the best braking of the grain structure is achieved when the ratio between the nitrogen and vanadium content in the steel is 0.2-0.47, which corresponds to a relatively uniform distribution of crystallites in the metal - Dmax. / Dav. is 2.5-5.

Следует иметь ввиду, что границы зерен объективно являются зоной повышенной дефектности кристаллического строения, где концентрируются избыточные выделения охрупчивающих фаз, сегрегации, плен и т.д., снижающих пластические, ударные, коррозионные и другие свойства металла. Удаление подобных выделений с границ зерен и их более равномерное распределение по телу зерна - резерв повышения пластических и ударных характеристик рельсовой стали. Подобного результата можно добиться при обогащении приграничных объемов кальцием, имеющим выраженные горофильные свойства и вытесняющим в силу этого с границ зерен охрупчивающие фазы, сегрегации, пленочные выделения. Установлено, что улучшение пластических и ударных свойств рельсового металла проявляется при отношении между содержаниями в стали кальция и ванадия в пределах 0,02-0, 066.It should be borne in mind that grain boundaries are objectively a zone of increased defectiveness of the crystal structure, where excessive precipitates of embrittling phases, segregation, captivity, etc., which reduce the plastic, impact, corrosion, and other properties of the metal, are concentrated. Removing such precipitates from grain boundaries and their more uniform distribution over the grain body is a reserve for increasing the plastic and impact characteristics of rail steel. A similar result can be achieved by enriching the border volumes with calcium, which has pronounced horophilic properties and, due to this, displacing embrittlement phases, segregations, and film precipitates from grain boundaries. It has been established that the improvement of the plastic and impact properties of rail metal is manifested when the ratio between the contents of calcium and vanadium in the steel is in the range 0.02-0, 066.

Микролегирование стали ванадием наиболее эффективно, с точки зрения повышения и стабильности усвоения данного элемента, проводить также порошковой проволокой. Кроме того, наши эксперименты показали, что модифицирование расплава при внепечной обработке в случае азотирования рельсовой стали порошковой проволокой можно проводить кальциевым, либо кальцийбариевым материалом, причем лучшие пластические и ударные свойства металла получаются в случае соблюдения вышеуказанных отношений между содержаниями кальция и ванадия.Microalloying vanadium steel is most effective, from the point of view of increasing and stability of assimilation of this element, to conduct also flux-cored wire. In addition, our experiments showed that the modification of the melt during out-of-furnace treatment in the case of nitriding of rail steel with flux-cored wire can be carried out with calcium or calcium-barium material, and the best plastic and impact properties of the metal are obtained if the above relations between the contents of calcium and vanadium are observed.

Пример осуществления способаAn example of the method

Опытные плавки проводили в электропечах с основной футеровкой. Далее сталь с отсечкой шлака выпускали в ковш и по ходу выпуска вводили шлакообразующие и частично ферросплавы, а затем металл передавали на агрегат «печь-ковш», где последовательно присаживали шлакообразующую смесь, кремний- и марганецсодержащие ферросплавы, порошковую проволоку с феррованадием, порошковую проволоку с азотированными ферросплавами (варианты использованных материалов приведены в табл.1), а также для модифицирования - порошковую проволоку с ферросиликокальцием марки СК30, либо ферросиликобарием марки СКВа10. В процессе обработки на агрегате «печь-ковш» металл продували аргоном. Количество азотированных ферросплавов вводили в расплав, исходя из содержания азота после дуговой печи (0,006-0,008%) для получения в металле 0,011-0,016% N. Применяемые наполнители порошковой проволоки - азотированные ферросиликомарганец, ферросилиций, ферромарганец, феррованадий и феррониобий - содержали, соответственно, 15, 34, 10, 10 и 9% N. В некоторых экспериментах в состав наполнителя входил сплав азотированных материалов (вар. 10 и 21), в остальных - смесь азотированных ферросплавов. Для понижения содержания азота в наполнителе до 4% применяли ферросиликомарганец. Усвоение азота металлом составляло 65±3%. Изменение отношения азот/ванадий и кальций/ванадий варьировали в пределах 0,2-0,53 и 0,016-0,075 соответственно. Модифицирующую проволоку вводили из расчета 180 г кальция или суммы кальция и бария на тонну расплава.Experimental melts were carried out in electric furnaces with a main lining. Next, the steel with slag cut-off was discharged into the ladle and slag-forming and partially ferroalloys were introduced along the way, and then the metal was transferred to the ladle furnace, where the slag-forming mixture, silicon and manganese-containing ferroalloys, flux-cored wire, flux-cored wire were sequentially planted. nitrated ferroalloys (versions of the materials used are given in Table 1), as well as for modification - flux-cored wire with ferrosilicon-calcium grade SK30, or ferrosilicon barium grade SKV-10. During processing at the ladle-furnace unit, the metal was purged with argon. The amount of nitrided ferroalloys was introduced into the melt, based on the nitrogen content after the arc furnace (0.006-0.008%) to obtain 0.011-0.016% N in the metal. The filler wires used - nitrided ferrosilicon manganese, ferrosilicon, ferromanganese, ferrovanadium and ferroniobium - contained, respectively, 15, 34, 10, 10, and 9% N. In some experiments, the filler included an alloy of nitrided materials (var. 10 and 21), and in the rest, a mixture of nitrided ferroalloys. To reduce the nitrogen content in the filler to 4%, ferrosilicon manganese was used. The assimilation of nitrogen by the metal was 65 ± 3%. The change in the ratios of nitrogen / vanadium and calcium / vanadium varied between 0.2-0.53 and 0.016-0.075, respectively. A modifying wire was introduced at the rate of 180 g of calcium or the sum of calcium and barium per ton of melt.

Обработка по прототипу включала выплавку в электропечах с основной футеровкой, выпуск металла с отсечкой шлака в ковш с частичной присадкой шлакообразующих смесей и ферросплавов, содержащих кремний и марганец. Далее металл передавали на агрегат «печь-ковш», где присаживали оставшиеся шлакообразующие смеси и ферросплавы, содержащие кремний и марганец, кусковой 50%-ный феррованадий (вар.1, табл.1) или дополнительно азотированный феррованадий (вар.2, табл.1), а затем порошковую проволоку с наполнителем из ферросплава, содержащего 8,0% Ва и 7,8% Са. Суммарный расход бария и кальция составил 270 г/т стали.Processing according to the prototype included smelting in electric furnaces with a main lining, metal production with slag cut-off into a ladle with a partial additive of slag-forming mixtures and ferroalloys containing silicon and manganese. Next, the metal was transferred to the ladle-furnace assembly, where the remaining slag-forming mixtures and ferroalloys containing silicon and manganese were planted, lumpy 50% ferrovanadium (var. 1, table 1) or additional nitrided ferrovanadium (var. 2, table. 1) and then a flux-cored wire filled with a ferroalloy containing 8.0% Ba and 7.8% Ca. The total consumption of barium and calcium was 270 g / t of steel.

Средние значения механических свойств - твердости, относительного удлинения, ударной вязкости (KCU при +20°С и - 60°С), и отношений N/V, Ca/V в готовых рельсах, выплавленных по предлагаемому способу и по способу-прототипу, представлены в таблице 2.The average values of the mechanical properties - hardness, elongation, impact strength (KCU at + 20 ° С and - 60 ° С), and N / V, Ca / V ratios in finished rails smelted by the proposed method and the prototype method are presented in table 2.

Приведенные в таблице 1 и 2 результаты свидетельствуют:The results shown in table 1 and 2 indicate:

1. Производство рельсовой стали по способу, указанному в прототипе (вар. 1 и 2), приводит к формированию структуры металл, отвечающей требуемому уровню прочности, относительно удлинения и ударной вязкости.1. The production of rail steel according to the method specified in the prototype (var. 1 and 2), leads to the formation of a metal structure that meets the required level of strength, relative to elongation and toughness.

2. Производство рельсовой стали п.1 формулы заявляемого способа, т.е в случае модифицирующей обработки кальциевой, либо кальцийбариевой лигатурой и азотирования расплава порошковой проволокой, в состав всех наполнителей которой входит от 4% N до 34% N, приводит к получению рельсового металла, имеющего более высокие относительное удлинение и ударную вязкость (вар.3-12, 21 и 23), по сравнению с прототипом.2. The production of rail steel of claim 1 of the formula of the proposed method, that is, in the case of modifying treatment with calcium or calcium barium ligature and nitriding of the melt with a flux-cored wire, which contains from 4% N to 34% N of all fillers, results in a rail metal having higher relative elongation and toughness (var. 3-12, 21 and 23), compared with the prototype.

3. Производство рельсовой стали при смесевом наполнителе из азотированных ферросплавов (вар.3-9, 11, 12, 23) или при плавленом азотсодержащем наполнителе (вар.10 и 21) обеспечивает лучший комплекс пластических и ударных характеристик металла, по сравнению с прототипом - п.2 формулы заявляемого способа.3. The production of rail steel with a mixed filler from nitrided ferroalloys (var. 3-9, 11, 12, 23) or with fused nitrogen-containing filler (var. 10 and 21) provides the best complex of plastic and impact characteristics of metal, compared with the prototype - claim 2 of the formula of the proposed method.

4. Производство рельсовой стали по п.3 формулы заявляемого способа, т.е. при отношении в металле азота к ванадию в пределах 0,2-0,47, а кальция к ванадию в пределах 0,02-0,066 приводит к дополнительному повышению пластических и ударных характеристик металла (вар.13-20,22).4. The production of rail steel according to claim 3 of the formula of the proposed method, ie when the ratio in the metal of nitrogen to vanadium is in the range of 0.2-0.47, and calcium to vanadium in the range of 0.02-0.066 leads to an additional increase in the plastic and impact characteristics of the metal (var.13-20.22).

5. Микролегирование расплава порошковой проволокой с феррованадием во всех вариантах производства рельсовой стали привело к получению улучшенных механических характеристик стали, по сравнению с прототипом - пп.4 и 5 формулы заявляемого способа.5. Microalloying the melt with a flux-cored wire with ferrovanadium in all versions of the production of rail steel led to improved mechanical properties of steel, compared with the prototype - claims 4 and 5 of the formula of the proposed method.

Предлагаемый способ производства рельсовой стали может быть использован для выплавки стали, предназначенной для массового производства рельсов различного назначения с целью повышения их пластичности, ударной вязкости и эксплутационной стойкости.The proposed method for the production of rail steel can be used for smelting steel, intended for mass production of rails for various purposes in order to increase their ductility, toughness and service life.

Источники информацииInformation sources

1. Способ получения рельсовой стали. Патент РФ №2254380, кл. 7 С21С 7/00.1. The method of producing rail steel. RF patent №2254380, cl. 7 C21C 7/00.

2. Способ получения рельсовой стали. Патент РФ №2327745, кл. 7 С21С 7/00, С21С 5/522. A method of producing rail steel. RF patent №2327745, cl. 7 C21C 7/00, C21C 5/52

Таблица 1Table 1 Состав наполнителей порошковой проволокиComposition of cored wire fillers № п/пNo. p / p MnMn SiSi NN VV NbNb FeFe 1 прототип1 prototype -- -- -- -- -- -- 2 прототип2 prototype -- -- -- -- -- -- 33 5858 15fifteen 4four -- -- остost 4four 1212 -- -- 55 66 77 88 -- 6060 3434 -- -- 99 7070 -- 1010 -- -- 1010 2929th 88 11eleven -- -- 11eleven -- -- 1010 50fifty -- 1212 4646 11eleven 1010 -- 1010 1313 5858 15fifteen 1212 -- -- 14fourteen 15fifteen 1616 1717 18eighteen 1919 20twenty 2121 4646 18eighteen 1616 -- -- 2222 5858 15fifteen 1212 -- -- 2323 5858 15fifteen 1212 -- --

Таблица 2table 2 Влияние состава наполнителя порошковой проволоки и содержания азота, ванадия и кальция в рельсовой стали на механические свойства металлаEffect of flux-cored wire filler composition and the content of nitrogen, vanadium and calcium in rail steel on the mechanical properties of metal № варианта наполнителя - Табл.1Filler Option No. - Table 1 Содержание элементов в сталиThe content of elements in steel Механические свойства металлаThe mechanical properties of metal N, мас.%N, wt.% V, мас.%V, wt.% Са, мас.%Ca, wt.% N/VN / V Ca/VCa / V σв, МПаσ in , MPa δ, %δ,% KCU+20°С, Дж/см2 KCU + 20 ° C, J / cm 2 KCU-60°С, Дж/см2 KCU-60 ° C, J / cm 2 1one 0,0100.010 0,050.05 0,0020.002 0,200.20 0,040.04 12801280 14fourteen 3636 2828 22 0,0120.012 0,050.05 0,0020.002 0,240.24 0,040.04 12901290 15fifteen 3636 2828 33 0,0120.012 0,050.05 0,0020.002 0,240.24 0,040.04 12901290 1717 3838 30thirty 4four 0,0160.016 0,030,03 0,0020.002 0,530.53 0,0660,066 12801280 1616 3737 30thirty 55 0,0110.011 0,060.06 0,0020.002 0,470.47 0,0660,066 12801280 1717 3838 30thirty 66 0,0140.014 0,060.06 0,0010.001 0,230.23 0,0160.016 12801280 1616 3737 30thirty 77 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 13001300 1717 3838 2929th 88 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 12901290 1717 3737 2929th 99 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 13001300 1616 3737 30thirty 1010 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 13001300 1616 3737 30thirty 11eleven 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 12901290 1717 3838 30thirty 1212 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 12801280 1717 3838 2929th 1313 0,0140.014 0,030,03 0,0020.002 0,470.47 0,0660,066 12801280 2121 4141 3232 14fourteen 0,0140.014 0,040.04 0,0020.002 0,350.35 0,050.05 12801280 2222 4343 3232 15fifteen 0,0140.014 0,060.06 0,0020.002 0,230.23 0,0330,033 12901290 20twenty 4040 3131 1616 0,0110.011 0,030,03 0,0020.002 0,360.36 0,0660,066 12901290 2121 4040 3131 1717 0,0110.011 0,040.04 0,0020.002 0,2750.275 0,050.05 12901290 2121 4040 3131 18eighteen 0,0120.012 0,060.06 0,0020.002 0,20.2 0,0330,033 13001300 2121 4141 3232 1919 0,0120.012 0,050.05 0,0010.001 0,240.24 0,020.02 13001300 2222 4343 3333 20twenty 0,0120.012 0,050.05 0,0030.003 0,240.24 0,060.06 12901290 2121 4343 3131 2121 0,0140.014 0,040.04 0,0030.003 0,350.35 0,0750,075 12801280 1717 3838 30thirty 2222 0,0140.014 0,030,03 0,0020.002 0,470.47 0,0660,066 12801280 2121 4141 3232 2323 0,0160.016 0,030,03 0,0020.002 0,530.53 0,0660,066 12901290 1616 3838 2929th

Claims (5)

1. Способ производства рельсовой стали, включающий выплавку стали в электропечи, выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака, присадку во время выпуска и на агрегате «печь-ковш» шлакообразующей смеси и ферросплавов, содержащих кремний и марганец, микролегирование ванадием, азотирование и модифицирование стали кальциевым или кальцийбариевым материалом на установке «печь-ковш» с одновременной продувкой расплава аргоном, отличающийся тем, что азотирование осуществляют азотсодержащим материалом, который вводят в расплав в виде порошковой проволоки, содержащей 4-34 мас.% азота, а также железо и порознь или вместе элементы из ряда: марганец, кремний, ванадий, ниобий.1. Method for the production of rail steel, including steelmaking in electric furnaces, steelmaking into a ladle with furnace slag cut-off, an additive during the production and on the ladle furnace of a slag-forming mixture and ferroalloys containing silicon and manganese, vanadium microalloying, nitriding and modification became calcium or calcium-barium material at the ladle furnace with simultaneous purging of the melt with argon, characterized in that the nitriding is carried out with a nitrogen-containing material, which is introduced into the melt in the form of powder th wire containing 4-34 wt.% nitrogen, as well as iron and separately or together elements from the series: manganese, silicon, vanadium, niobium. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что азотсодержащий материал используют в виде сплава или смеси отдельных материалов.2. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen-containing material is used in the form of an alloy or a mixture of individual materials. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что отношение между содержанием азота и ванадия в стали составляет 0,2-0,47, а отношение между содержанием кальция и ванадия в стали составляет 0,02-0,066.3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the ratio between the nitrogen and vanadium content in the steel is 0.2-0.47, and the ratio between the calcium and vanadium content in the steel is 0.02-0.066. 4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что при микролегировании в качестве ванадия используют феррованадий, который вводят в виде порошковой проволоки.4. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that during microalloying, vanadium is used as vanadium, which is introduced in the form of a cored wire. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что при микролегировании в качестве ванадия используют феррованадий, который вводят в виде порошковой проволоки. 5. The method according to claim 3, characterized in that when microalloying, vanadium is used as vanadium, which is introduced in the form of a cored wire.
RU2009135957/02A 2009-09-28 2009-09-28 Procedure for production of rail steel RU2434060C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135957/02A RU2434060C2 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Procedure for production of rail steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135957/02A RU2434060C2 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Procedure for production of rail steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009135957A RU2009135957A (en) 2011-04-10
RU2434060C2 true RU2434060C2 (en) 2011-11-20

Family

ID=44051800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009135957/02A RU2434060C2 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Procedure for production of rail steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434060C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033433C1 (en) * 1991-07-02 1995-04-20 Кузнецкий металлургический комбинат Method of deoxidation, microalloying and modifying of rail steel
RU2161205C1 (en) * 1999-06-01 2000-12-27 Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" Method of rail steel production
RU2254380C1 (en) * 2003-12-15 2005-06-20 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Method of production of rail steel
RU2258083C1 (en) * 2003-12-15 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Method of making rail steel
RU2327745C2 (en) * 2006-08-24 2008-06-27 ОАО "Уральский институт металлов" Method of rail steel production

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033433C1 (en) * 1991-07-02 1995-04-20 Кузнецкий металлургический комбинат Method of deoxidation, microalloying and modifying of rail steel
RU2161205C1 (en) * 1999-06-01 2000-12-27 Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" Method of rail steel production
RU2254380C1 (en) * 2003-12-15 2005-06-20 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Method of production of rail steel
RU2258083C1 (en) * 2003-12-15 2005-08-10 Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" Method of making rail steel
RU2327745C2 (en) * 2006-08-24 2008-06-27 ОАО "Уральский институт металлов" Method of rail steel production

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009135957A (en) 2011-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2682489A1 (en) High-carbon steel wire having excellent drawability and fatigue properties after drawing
JPH08193247A (en) Long life carburized bearing steel
KR101045967B1 (en) Method of manufacturing manganese-containing steel
RU2219249C1 (en) Off-furnace steel treatment in ladle
US5085691A (en) Method of producing general-purpose steel
RU2434060C2 (en) Procedure for production of rail steel
RU2394918C2 (en) Procedure for melting and degassing rail steel
JP2021123773A (en) Ni-Cr-Al-Fe alloy with excellent surface properties and its manufacturing method
RU2138563C1 (en) Method for treating steel in ladle
RU2252265C1 (en) Exothermic mixture for steel deoxidation, refining, inoculation and alloying
JP3250459B2 (en) HIC-resistant steel excellent in low-temperature toughness of welds and method for producing the same
RU2265064C2 (en) Method of making steel for metal cord
RU2385948C2 (en) Method of receiving of stainless austenitic steel
RU2382086C1 (en) Manufacturing method of boron steel
KR100851804B1 (en) The method of increasing yield of calcium when it is inputted into deoxygenized melting steel
CN117751200A (en) Method for producing gapless steel from scrap steel in an electric arc furnace installation
RU2334796C1 (en) Method of steel production
JP4544126B2 (en) Manufacturing method of low carbon sulfur free cutting steel
RU2203963C2 (en) Steel processing method
RU2375463C2 (en) Wire for out-of-furnace treatment of metallurgical melts
RU2460807C1 (en) Manufacturing method of high-carbon steel with further continuous pouring to small-section workpiece
RU2327745C2 (en) Method of rail steel production
RU2425154C1 (en) Procedure for refining rail steel in ladle-furnace
RU2294382C1 (en) Charge for smelting the steel in the arc-furnaces
RU2366724C1 (en) Method of production of electric steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130929