RU2819765C1 - Method of high-manganese steel melting by remelting method - Google Patents
Method of high-manganese steel melting by remelting method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819765C1 RU2819765C1 RU2023121262A RU2023121262A RU2819765C1 RU 2819765 C1 RU2819765 C1 RU 2819765C1 RU 2023121262 A RU2023121262 A RU 2023121262A RU 2023121262 A RU2023121262 A RU 2023121262A RU 2819765 C1 RU2819765 C1 RU 2819765C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- steel
- charge
- manganese
- metal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 9
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 44
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 28
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 24
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 14
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 5
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000015943 Coeliac disease Diseases 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical class C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical class [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMWBBMXGHHLDKL-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Si] Chemical compound [AlH3].[Si] KMWBBMXGHHLDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCBWWDNSTJRKML-UHFFFAOYSA-N [Mn].[P].[Si].[C] Chemical compound [Mn].[P].[Si].[C] OCBWWDNSTJRKML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- VAWSWDPVUFTPQO-UHFFFAOYSA-N calcium strontium Chemical compound [Ca].[Sr] VAWSWDPVUFTPQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000021018 plums Nutrition 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- BUKHSQBUKZIMLB-UHFFFAOYSA-L potassium;sodium;dichloride Chemical compound [Na+].[Cl-].[Cl-].[K+] BUKHSQBUKZIMLB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000000276 sedentary effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011182 sodium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Известны различные способы производства высокомарганцовистой стали марки 110Г13Л в дуговых электропечах с основной футеровкой: с окислительным периодом, методом сплавления и методом переплава. Метод переплава наиболее экономичный, так как после расплавления шихты шлак, как правило, не скачивают, а сразу приступают к проведению восстановительного периода. В результате при выплавке стали методом переплава по сравнению с окислительной плавкой за счет отсутствия окислительного периода сокращается расход легирующих добавок, электроэнергии на 12-15%, повышается производительность печи на 15-20% [Давыдов Н.Г. Высокомарганцовистая сталь / Н.Г. Давыдов М.: Металлургия, 1979. - 176 с.].Various methods are known for the production of high-manganese steel grade 110G13L in electric arc furnaces with a main lining: with an oxidation period, the alloying method and the remelting method. The remelting method is the most economical, since after melting the charge, the slag, as a rule, is not downloaded, but the recovery period begins immediately. As a result, when making steel using the remelting method, compared to oxidative smelting, due to the absence of an oxidation period, the consumption of alloying additives and electricity is reduced by 12-15%, and furnace productivity is increased by 15-20% [Davydov N.G. High-manganese steel / N.G. Davydov M.: Metallurgy, 1979. - 176 p.].
Недостатком метода переплава является сложность в получении требуемого суммарного содержания оксидов марганца и железа в предвыпускном шлаке (<5%), которое пытаются получить увеличением продолжительности восстановительного периода плавки и повышением интенсивности обработки шлака раскислительной смесью. Но это зачастую не обеспечивает требуемого восстановления марганца и железа из шлака. В результате резко снижается уровень механических свойств стали, который обусловлен требованиями технических условий на отливки из стали 110Г13Л и обеспечивается обычно плавкой с окислением, которая ведет к увеличению затрат на производство.The disadvantage of the remelting method is the difficulty in obtaining the required total content of manganese and iron oxides in the pre-release slag (<5%), which is attempted to be obtained by increasing the duration of the smelting recovery period and increasing the intensity of slag treatment with a deoxidizing mixture. But this often does not provide the required recovery of manganese and iron from the slag. As a result, the level of mechanical properties of steel sharply decreases, which is determined by the requirements of technical specifications for castings from steel 110G13L and is usually ensured by melting with oxidation, which leads to an increase in production costs.
Известен способ получения высокомарганцовистой стали в электродуговой электропечи по патенту [RU2318025C1, МПК C21C5/52. Способ выплавки высокомарганцовистой стали / Андреев И.Д., Афонаскин А.В., Давыдов А.В. и [др.]. Дата подачи заявки: 2006.04.03. Опубликовано: 27.02.2008].There is a known method for producing high-manganese steel in an electric arc furnace according to the patent [RU2318025C1, IPC C21C5/52. Method for smelting high-manganese steel / Andreev I.D., Afonaskin A.V., Davydov A.V. and etc.]. Date of application: 2006.04.03. Published: 02/27/2008].
Способ включает загрузку в электродуговую печь металлошихты, содержащей железо и марганец и шлакообразующие, их расплавление, корректировку состава, раскисление, легирование и выпуск стали. В качестве шихтовых железосодержащих материалов используется низкосортный марганецсодержащий отвальный лом в количестве 35-75% совместно с собственным возвратным ломом, а также плавиковый шпат в количестве 1,0-1,5% от массы шихтовых материалов. Недостатком способа является то, что в шихте используется до 70 % низкосортного марганецсодержащего отвального лома стали типа 110Г13Л, что сужает производственные возможности выплавки такой стали методом переплава, так как уменьшается возможность использования в шихте собственных низкосортных скрапа, выплесков, литников и пр., которые скапливается в отвалах металлургического производства. The method includes loading a metal charge containing iron and manganese and slag-forming agents into an electric arc furnace, melting them, adjusting the composition, deoxidation, alloying and producing steel. As charge iron-containing materials, low-grade manganese-containing waste scrap is used in an amount of 35-75% together with its own returnable scrap, as well as fluorspar in an amount of 1.0-1.5% by weight of the charge materials. The disadvantage of this method is that the charge uses up to 70% of low-grade manganese-containing waste steel type 110G13L, which narrows the production capabilities of smelting such steel by remelting, since the possibility of using one’s own low-grade scrap, splashes, sprues, etc., which accumulates, is reduced in the charge in dumps of metallurgical production.
Прототип: Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали методом переплава в дуговых печах с основной футеровкой, включающий завалку металлошихты и шлакообразующих, их расплавление, корректировку состава, раскисление, выпуск стали. [SU 1315481, МПК C21 C5/52. Способ выплавки высокомарганцовистой стали / Самарин Н.Я., Старцев В.А., Царенко А.Г. и [др.]. Заявка: 3953786, 1985.09.17 (22). Дата подачи заявки: 1985.09.17(45) Опубликовано: 1987.06.07].Prototype: The closest in technical essence and achieved result is the method of steel smelting by remelting in arc furnaces with a main lining, including filling the metal charge and slag-forming materials, melting them, adjusting the composition, deoxidation, and producing steel. [SU 1315481, IPC C21 C5/52. Method for smelting high-manganese steel / Samarin N.Ya., Startsev V.A., Tsarenko A.G. and etc.]. Application: 3953786, 1985.09.17 (22). Application date: 1985.09.17(45) Published: 1987.06.07].
Недостатком способа является то, что по мере плавления и образования жидкой ванны в печь загружают металлический алюминий с расходом до 5 кг на одну тонну шихты для восстановления оксида марганца. Гранулированный алюминий является дорогостоящим материалом, что удорожает плавку, кроме того присадка его не способствует ускорению плавления и разжижению образующегося высокоосновного шлака, который превращается в малоподвижную среду с высокой вязкостью, что приводит к снижению массообменных процессов в шлаке и между шлаком и металлом на стадии восстановления марганца из шлака. В связи с этим после расплавления шихты для достижения полноты раскисления шлака и металла требуется повышенный расход раскислительных смесей. Раскислительные смеси вводят в два этапа до 24 кг/т первой смеси и до 25 кг/т второй. В свою очередь смеси содержат в своем составе кроме углерода и извести дорогостоящие компоненты: гранулированный алюминий и ферросилиций ФС75, - что увеличивает себестоимость стали. The disadvantage of this method is that as the liquid bath melts and forms, metallic aluminum is loaded into the furnace at a rate of up to 5 kg per ton of charge to reduce manganese oxide. Granulated aluminum is an expensive material, which increases the cost of smelting; in addition, its additive does not accelerate melting and liquefy the resulting highly basic slag, which turns into a sedentary medium with high viscosity, which leads to a decrease in mass transfer processes in the slag and between the slag and metal at the stage of manganese reduction from slag. In this regard, after melting the charge, to achieve complete deoxidation of the slag and metal, an increased consumption of deoxidizing mixtures is required. Deoxidizing mixtures are introduced in two stages up to 24 kg/t of the first mixture and up to 25 kg/t of the second. In turn, the mixtures contain, in addition to carbon and lime, expensive components: granulated aluminum and ferrosilicon FS75, which increases the cost of steel.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении эффективности метода переплава, уменьшении времени плавки, снижении расхода ферросплавов, электроэнергии, а главное повышении механических свойств стали до уровня свойств, полученных методом окисления и требуемых ГОСТ 7370.The problem to which the claimed invention is aimed is to increase the efficiency of the remelting method, reduce the melting time, reduce the consumption of ferroalloys, electricity, and most importantly, increase the mechanical properties of steel to the level of properties obtained by oxidation and required by GOST 7370.
Поставленная задача решена способом получения высокомарганцовистой стали, включающем в себя комплексное воздействие на металл трех, следующих друг за другом, направлений совершенствования выплавки стали 110Г13Л с использованием инновационных материалов, разработанных ООО «Металлург» СОАЛ ((http://metallurg-ral.ru).The problem was solved by a method for producing high-manganese steel, which includes a complex effect on the metal of three successive directions for improving the smelting of 110G13L steel using innovative materials developed by LLC Metallurg SOAL ((http://metallurg-ral.ru) .
Первое направление совершенствования технологического процесса заключалось в организации раннего образования шлака во время плавления шихты, что обеспечивало уменьшение времени плавления шихтовых материалов, экономию электроэнергии и снижение угара марганца. Для этого на подину загружали слой известняка в количестве 30 кг на тонну и на его поверхность равномерным слоем подавали легкоплавкий флюс «Разжижитель шлака» (РШ) в количестве 5 кг/т жидкого. РШ представляет собой рациональную смесь дисперсных карбонатов Са, Sr(CO)3, флюса на основе (NaCl-KCl) и глинозема Al2O3. РШ весьма эффективный препарат с температурой плавления 1200°С.The first direction of improving the technological process was to organize the early formation of slag during the melting of the charge, which ensured a reduction in the melting time of the charge materials, energy savings and a reduction in manganese waste. To do this, a layer of limestone in the amount of 30 kg per ton was loaded onto the hearth and a low-melting flux “Slag Diluent” (RS) in an amount of 5 kg/t of liquid was applied to its surface in a uniform layer. RSh is a rational mixture of dispersed carbonates Ca, Sr(CO) 3 , flux based on (NaCl-KCl) and alumina Al 2 O 3 . RSh is a very effective drug with a melting point of 1200°C.
В процессе расплавления шихты в прорезаемых электродами «колодцах» ускоренно формируется жидкоподвижный шлак состоящий из легкоплавкого флюса РШ и известняка. Наведенный шлак экранирует дуги в колодцах и хорошо защищает от угара марганец в первых порциях жидкого металла. Экранирование дуг в колодцах жидкоподвижным шлаком способствует также снижению теплопотерь, быстрому нагреву шлака и металла, и, соответственно, уменьшению времени плавления шихты и экономии электроэнергии. Загрузка флюса РШ менее или более 5 кг на тонну шихты ухудшает показатели способа.During the process of melting the charge, in the “wells” cut through the electrodes, a liquid-moving slag consisting of low-melting flux RS and limestone is rapidly formed. The induced slag screens arcs in wells and well protects manganese in the first portions of liquid metal from waste. Shielding arcs in wells with liquid-moving slag also helps to reduce heat loss, rapid heating of slag and metal, and, accordingly, reducing the melting time of the charge and saving energy. Loading flux RSh less or more than 5 kg per ton of charge worsens the performance of the method.
Второе направление совершенствования технологии заключалось в более эффективном диффузионном раскислении стали. Взамен традиционных раскислительных смесей, состоящих из дробленных ферросилиция, коксика и гранулированного алюминия, применили раскислитель диффузионный алюмосодержащий (РДА) в количестве 6 кг на 1 т жидкой стали. РДА представляет собой рациональную смесь дисперсных порошков углерод-, кремний- и алюмосодержащих материалов. Кроме того, в состав смеси введено рациональное количество карбонатов кальций-стронциевого и натрия, которые придают ей жидкоподвижность и еще больше активизируют.The second direction of technology improvement was more efficient diffusion deoxidation of steel. Instead of traditional deoxidizing mixtures consisting of crushed ferrosilicon, coke and granulated aluminum, a diffusion aluminum-containing deoxidizer (DDA) was used in an amount of 6 kg per 1 ton of liquid steel. RDA is a rational mixture of dispersed powders of carbon-, silicon- and aluminum-containing materials. In addition, a rational amount of calcium-strontium and sodium carbonates was introduced into the mixture, which gives it fluidity and further activates it.
Основное отличие порошков РДА заключается в том, что они обладают высокой дисперсностью от 20 до 40 мкм, что на порядок ниже размеров кусков традиционных смесей. Это существенно увеличивает удельную поверхность частиц дисперсной смеси. Так как значительная доля свободной энергии системы сосредоточена в межфазных поверхностных слоях, эффективность раскислительной смеси РДА существенно превышает реакционную способность традиционной смеси. Смесь фасуется в пакеты по 3 кг, что облегчает дозирование и контроль за ее рациональным использованием. Расход смеси менее 6 кг на тонну шихты не обеспечивал поддержание шлака белым и рассыпающимся на протяжении всего времени доводки металла по химическому составу и до выпуска плавки, что косвенно свидетельствовало о недостаточной степени восстановления оксидов марганца и железа в шлаке до чистых металлов, следовательно, не достигалась необходимая раскисленность жидкой стали. Расход смеси более 6 кг на тонну шихты экономически нецелесообразен, так как позволяет незначительно снижать концентрацию MnO в шлаке ниже 5 %, но увеличивает себестоимость стали.The main difference between RDA powders is that they have a high dispersion of 20 to 40 microns, which is an order of magnitude lower than the size of pieces of traditional mixtures. This significantly increases the specific surface area of the dispersed mixture particles. Since a significant portion of the free energy of the system is concentrated in the interfacial surface layers, the efficiency of the RDA deoxidation mixture significantly exceeds the reactivity of the traditional mixture. The mixture is packaged in 3 kg bags, which makes dosing and monitoring its rational use easier. A mixture consumption of less than 6 kg per ton of charge did not ensure the maintenance of the slag white and crumbling throughout the entire time of finishing the metal according to the chemical composition and before the release of the melt, which indirectly indicated an insufficient degree of reduction of manganese and iron oxides in the slag to pure metals, therefore, was not achieved required deoxidation of liquid steel. A mixture consumption of more than 6 kg per ton of charge is not economically feasible, since it allows a slight reduction in the concentration of MnO in the slag below 5%, but increases the cost of steel.
В период после окончания доводки металла по химическому составу и до выпуска, не допускают перегрев металла свыше 1550°C, во избежание получения в отливках столбчатой структуры, трещин и раковин и, снижения механических свойств.In the period after finishing the finishing of the metal according to the chemical composition and before release, overheating of the metal above 1550°C is not allowed, in order to avoid the formation of a columnar structure, cracks and cavities in the castings and a decrease in mechanical properties.
Окончательное раскисление металла производится алюминием который присаживается в пустой ковш до заливки металла, из расчёта 1,0 кг на 1 т металла.The final deoxidation of the metal is carried out with aluminum, which is placed in an empty ladle before pouring the metal, at the rate of 1.0 kg per 1 ton of metal.
Третье направление совершенствования технологического процесса - внепечная обработка расплава в ковше рафинирующей смесью универсальной (РСУ), изготовленной на основе системы оксидов CaO-А12О3-Na2O-CaF2 и карбонатов CaCO3 и SrCO3. Она характерна тем, что в ней нет гидратации и сепарации, а также имеет большую скорость формирования шлака. РСУ представляет собой усовершенствованный синтетический шлак с высокой основностью и низкой окисленностью, с низкими температурой плавления, вязкостью и поверхностным натяжением, обеспечивающий дополнительное очищение металла от оксидов марганца и железа, а также сульфидов и других неметаллических включений. Это приводит к повышению механических свойств сталей, что очень важно для метода переплава. РСУ подается на дно ковша вместе с алюминием. Расход смеси 5 кг на одну тонну жидкого.The third direction of improving the technological process is the out-of-furnace processing of the melt in a ladle with a universal refining mixture (URM), made on the basis of a system of CaO-A1 2 O 3 -Na 2 O-CaF 2 oxides and CaCO 3 and SrCO 3 carbonates. It is characterized by the fact that there is no hydration and separation, and also has a high rate of slag formation. RSU is an improved synthetic slag with high basicity and low oxidation, with low melting point, viscosity and surface tension, providing additional purification of the metal from manganese and iron oxides, as well as sulfides and other non-metallic inclusions. This leads to an increase in the mechanical properties of steels, which is very important for the remelting method. The DCS is fed to the bottom of the bucket along with the aluminum. Mixture consumption is 5 kg per ton of liquid.
Расход рафинирующей смеси до 5 кг на тонну шихты менее эффективен, а более 5 кг на тонну шихты - экономически нецелесообразен.Consumption of the refining mixture up to 5 kg per ton of charge is less effective, and more than 5 kg per ton of charge is not economically feasible.
Пример 1.Example 1.
АО "Керченский металлургический завод" (КМЗ) производит особо ответственные железнодорожные отливки - крестовины железнодорожные и стрелочные переводы по ГОСТ 7370. Химический состав стали согласно требованиям ГОСТ 7370 приведен в таблице 1.JSC "Kerch Metallurgical Plant" (KMZ) produces especially critical railway castings - railway crossings and switches in accordance with GOST 7370. The chemical composition of steel in accordance with the requirements of GOST 7370 is given in Table 1.
В зависимости от механических свойств высокомарганцовистой стали для отливок сердечников и цельнолитых крестовин определяют группу металла по наименьшему из показателей механических свойств по таблице 2.Depending on the mechanical properties of high-manganese steel for casting cores and solid crosspieces, the metal group is determined by the lowest mechanical property indicator in Table 2.
Получить требуемые механические свойства металла даже 3 группы с использованием метода переплава на КМЗ не удавалось. Для обеспечения требуемых механических свойств КМЗ производил литье из стали 110Г13Л с использованием метода окисления. Это привело к накоплению большого количества собственного возврата и лома Б22 на предприятии.It was not possible to obtain the required mechanical properties of metal even from group 3 using the remelting method at KMZ. To ensure the required mechanical properties, KMZ cast from 110G13L steel using the oxidation method. This led to the accumulation of a large amount of own return and B22 scrap at the enterprise.
Снижение себестоимости продукции и одновременное повышение механических и эксплуатационных свойств отливок из стали 110Г13Л решали в КМЗ при выплавке стали 110Г13Л с использованием метода переплава и трех направлений совершенствования технологического процесса плавки.Reducing the cost of production and simultaneously increasing the mechanical and operational properties of castings made of 110G13L steel was decided at KMZ when smelting 110G13L steel using the remelting method and three directions for improving the smelting process.
При плавке отходов методом переплава стали 110Г13Л в шихте до внедрения на заводе использовали амортизационный лом этой марки стали (зубья экскаваторов, стрелочные переводы, траки и др.), но чаще всего использовали собственный возврат, а именно: брак литья, прибыли, литники, сливы, скрап и т.п. Восстановительный период проводили под шлаком периода плавления. На КМЗ для восстановления оксидов марганца и железа в восстановительный период на шлак присаживали известь, плавиковый шпат, коксик и ферросилиций. На протяжении всего времени доводки металла по химическому составу и до выпуска плавки не удавалось поддерживать шлак белым и рассыпающимся, что косвенно свидетельствовало о содержании в нем оксидов марганца и закиси железа (>5%). Получение требуемого суммарного содержания оксидов марганца и закиси железа (<5%) в предвыпускном шлаке осуществляли увеличением продолжительности восстановительного периода плавки и повышением интенсивности обработки шлака раскислительной смесью до 8 кг/т. Но это, чаще всего, не обеспечивало требуемого восстановления марганца и железа из шлака. В результате снижался уровень механических свойств, который не соответствовал требованиями ГОСТ 7370, снижалась жидкотекучесть стали, что увеличивало количество брака по причинам «горячая трещина» и «спай» при одновременном увеличении затрат на производство. Поэтому метод переплава на заводе практически не использовали, что приводило к накоплению возврата и брака на заводе.When melting waste by remelting 110G13L steel in the charge, before its introduction at the plant, they used depreciation scrap of this grade of steel (excavator teeth, turnouts, tracks, etc.), but most often they used their own return, namely: casting defects, profits, sprues, plums , scrap, etc. The recovery period was carried out under the slag of the melting period. At KMZ, to restore manganese and iron oxides during the recovery period, lime, fluorspar, coke and ferrosilicon were added to the slag. Throughout the entire period of fine-tuning the metal according to its chemical composition and before releasing the melt, it was not possible to keep the slag white and crumbling, which indirectly indicated the content of manganese oxides and ferric oxide (>5%) in it. The required total content of manganese oxides and ferric oxide (<5%) in the pre-release slag was obtained by increasing the duration of the smelting recovery period and increasing the intensity of slag treatment with a deoxidizing mixture to 8 kg/t. But this, most often, did not provide the required recovery of manganese and iron from the slag. As a result, the level of mechanical properties decreased, which did not meet the requirements of GOST 7370, the fluidity of steel decreased, which increased the number of defects due to the reasons “hot crack” and “weld” while simultaneously increasing production costs. Therefore, the remelting method was practically not used at the plant, which led to the accumulation of returns and defects at the plant.
Провели пять экспериментальных плавок методом переплава с использованием предлагаемых направлений совершенствования технологического процесса. По первому направлению совершенствования технологии метода переплава в плавках использовали раннее наведение шлака. Использовали шихту, состоящую из брака отливок, сливов, скрапа, литников и высечки механического цеха из стали 110Г13Л, кроме того, в шихту добавляли 6 % собственного возврата стали 35Л. Вес металлозавалки составлял от 3100 до 3600 кг. Расчеты показали, что шихта вносит в расплав в среднем 12,4 % марганца. В экспериментальных плавках на подину загружали известняк в количестве 50 кг/т жидкого и по его поверхности равномерно распределяли флюс РШ из расчета 5 кг/т жидкого. Плавление шло в штатном режиме. Однако, уже через десять минут после начала плавления в колодцах, прорезаемых электродами, появлялся шлак, о чем свидетельствовал горение электрических дуг, которое становилось более устойчивым, монотонным и тихим. Шлак заполнял колодцы значительно раньше, чем в рядовых плавках. Наведенный шлак экранировал дуги в колодцах. Экранирование дуг в колодцах жидкоподвижным шлаком способствовало ускоренному нагреванию шлака и металла, снижению тепловых потерь и, соответственно, уменьшению времени плавления шихты и экономии электроэнергии. Время расплавления шихты уменьшилось на 10 минут. Кроме того, немаловажно, что после заполнения шлаком колодцев, прекращался контакт плавящейся шихты с кислородом воздуха, что снижало угар марганца и других элементов.Five experimental melts were carried out using the remelting method using the proposed directions for improving the technological process. In the first direction of improving the technology of the remelting method, early slag addition was used in melts. We used a charge consisting of defective castings, drains, scrap, sprues and machine shop cuttings from 110G13L steel; in addition, 6% of our own return of 35L steel was added to the charge. The weight of the metal loading ranged from 3100 to 3600 kg. Calculations have shown that the charge introduces an average of 12.4% manganese into the melt. In the experimental melts, limestone was loaded onto the hearth in an amount of 50 kg/t of liquid and RS flux was evenly distributed over its surface at the rate of 5 kg/t of liquid. Melting proceeded as usual. However, already ten minutes after the start of melting, slag appeared in the wells cut by the electrodes, as evidenced by the burning of electric arcs, which became more stable, monotonous and quiet. Slag filled the wells much earlier than in ordinary melts. The induced slag shielded the arcs in the wells. Shielding arcs in wells with liquid-moving slag contributed to accelerated heating of the slag and metal, reducing heat losses and, accordingly, reducing the melting time of the charge and saving electricity. The melting time of the charge decreased by 10 minutes. In addition, it is important that after filling the wells with slag, the contact of the melting charge with atmospheric oxygen ceased, which reduced the loss of manganese and other elements.
Усредненная динамика изменения химических составов металла и шлаков в различные периоды пяти плавок приведены в таблицах 3, 4.The average dynamics of changes in the chemical compositions of metal and slag during various periods of five melts are given in tables 3, 4.
Как видно, во время плавления шихты происходил угар марганца и железа. Вместе с тем, следует отметить, что присадка РШ в завалку и ранее наведение шлака уменьшило угар элементов. Количество марганца, внесенного шихтой, равнялось 12,4 %. Как следует из данных таблицы 1, концентрация марганца в расплаве после расплавления шихты достигала 12,08 %. То есть угар марганца составил 2,51 %. Это предопределило относительно невысокое содержание MnO в шлаке равное 14,43 %. Как показывает практика, без применения раннего наведения шлака угар марганца значительно выше, а соответственно и количество MnO в шлаке увеличивается до 28-35 %, что существенно усложняет задачу восстановительного периода плавки и, в конечном итоге, получения качественной стали методом переплава. Следует отметить, что шлак по расплавлению был черного цвета, так как содержал FeO (4,89%) и MnO (14,43%). Вместе с тем, он получался жидкоподвижный и реакционноспособный за счет внесения в него соединений натрия, калия и Al2O3 присутствующих во флюсе РШ. Такой шлак легче поддается интенсивному диффузионному раскислению, что облегчило проведение восстановительного периода плавки.As can be seen, during the melting of the charge there was a loss of manganese and iron. At the same time, it should be noted that the addition of RS to the fill and the earlier introduction of slag reduced the waste of elements. The amount of manganese introduced by the charge was 12.4%. As follows from the data in Table 1, the concentration of manganese in the melt after melting the charge reached 12.08%. That is, the manganese loss was 2.51%. This predetermined the relatively low MnO content in the slag, equal to 14.43%. As practice shows, without the use of early slag management, manganese waste is much higher, and, accordingly, the amount of MnO in the slag increases to 28-35%, which significantly complicates the task of the recovery period of smelting and, ultimately, obtaining high-quality steel by remelting. It should be noted that the melted slag was black in color, as it contained FeO (4.89%) and MnO (14.43%). At the same time, it turned out to be liquid-mobile and reactive due to the addition of sodium, potassium and Al 2 O 3 compounds present in the RS flux. Such slag is more easily susceptible to intensive diffusion deoxidation, which facilitated the recovery period of smelting.
На качество металла решающее значение оказывает восстановительный период плавки. Велико влияние шлаков на конечный результат плавки. Они должны быть высокоосновными и рассыпающимися в белый порошок с содержанием в сумме FeO и MnO ≤ 5%. Чем меньше оксидов железа и марганца в шлаке, тем меньше их будет и в металле. The recovery period of smelting has a decisive influence on the quality of the metal. The influence of slag on the final result of smelting is great. They must be highly basic and disintegrate into a white powder containing a total of FeO and MnO ≤ 5%. The less iron and manganese oxides there are in the slag, the less there will be in the metal.
Диффузионное раскисление проводили раскислительной смесью РДА. Перед раскислением на шлак отдавали до 35 кг/т известняка для повышения основности шлака. После расплавления известняка начинали диффузионное раскисление. Рациональная присадка РДА равнялась 6 кг на одну тонну жидкой стали, то есть 6 пакетов по 3 кг на одну плавку. РДА присаживали порционно в два приема по 3 пакета. По окончанию реакции от предыдущей подачи давали следующую порцию. После присадки РДА смесь мгновенно расходилась по поверхности шлака и происходило интенсивное раскисление и разжижение шлака, сопровождающееся его вспениванием, о чем свидетельствовала стабилизация горения дуг, которое характеризовали равномерное и тихое гудение. При использовании традиционной заводской смеси она ложилась на шлак локально и очень медленно расходилась. Для эффективного раскисления необходимо было вручную равномерно распределить ее по периметру печи. После присадок РДА визуально шлак был жидкоподвижным, равномерно распределенным и реакционноспособным. После окончания обработки шлаков РДА производили отбор проб шлака на анализ. Шлак рассыпался в порошок белого цвета, что свидетельствовало об удовлетворительной основности шлака (В = 2,34) и резком уменьшении оксидов марганца (5,17 %) и железа (0,99 %) в шлаке, что подтверждается данными таблицы 4. Таким образом, РДА оказался достаточно технологичным раскислителем (таблица 3, 4). После раскисления проводили доводку металла по химическому составу. На протяжении всего времени доводки металла по химическому составу и до выпуска плавки шлак рассыпался в белый порошок, что свидетельствовало об удовлетворительной раскисленности. В период после окончания доводки металла по химическому составу и до выпуска металл не нагревали выше 1550°C во избежание снижения механических свойств.Diffusion deoxidation was carried out with a deoxidizing mixture of RDA. Before deoxidation, up to 35 kg/t of limestone was added to the slag to increase the basicity of the slag. After the limestone melted, diffusion deoxidation began. The rational RDA additive was 6 kg per ton of liquid steel, that is, 6 packages of 3 kg per heat. RDA was planted in portions in two doses of 3 packets. At the end of the reaction, the next portion was given from the previous feed. After adding RDA, the mixture instantly dispersed over the surface of the slag and intense deoxidation and liquefaction of the slag occurred, accompanied by its foaming, as evidenced by the stabilization of arc combustion, which was characterized by a uniform and quiet hum. When using a traditional factory mixture, it was deposited locally on the slag and dispersed very slowly. For effective deoxidation it was necessary to manually distribute it evenly around the perimeter of the oven. After RDA additives, the slag was visually fluid, uniformly distributed and reactive. After finishing the RDA treatment of the slag, slag samples were taken for analysis. The slag crumbled into white powder, which indicated satisfactory basicity of the slag (B = 2.34) and a sharp decrease in manganese (5.17%) and iron (0.99%) oxides in the slag, which is confirmed by the data in Table 4. Thus , RDA turned out to be a fairly technologically advanced deoxidizer (Table 3, 4). After deoxidation, the metal was refined according to its chemical composition. Throughout the entire period of fine-tuning the metal according to its chemical composition and before releasing the melt, the slag crumbled into white powder, which indicated satisfactory deoxidation. In the period after finishing the finishing of the metal in terms of chemical composition and before release, the metal was not heated above 1550°C in order to avoid a decrease in mechanical properties.
Для гарантированного повышения механических свойств металла за счет его дегазации и удаления неметаллических включений использовали третье направление совершенствования технологии, провели внепечную обработку расплава.To ensure a guaranteed increase in the mechanical properties of the metal due to its degassing and removal of non-metallic inclusions, the third direction of technology improvement was used: out-of-furnace processing of the melt was carried out.
На дно ковша, совместно с алюминием, загружали рафинирующую смесь РСУ из расчета 5 кг/т жидкого. Последняя образовала легкоплавкий, жидкоподвижный, высокоосновный шлак, активизировала восстановление марганца и железа из металла и шлака и, тем самым, процесс рафинирования расплава от неметаллических включений и газов. Это подтверждено химическим составом шлака после внепечной обработки. Согласно данным таблицы 4 концентрации оксидов Mn и Fe в шлаке уменьшились до 4,03 и 0,31 % соответственно. Это положительно отразилось на микроструктуре и механических свойствах стали, которые приведены в таблице 5.At the bottom of the ladle, together with aluminum, the RSU refining mixture was loaded at the rate of 5 kg/t of liquid. The latter formed a low-melting, liquid-moving, highly basic slag, activated the reduction of manganese and iron from metal and slag and, thereby, the process of refining the melt from non-metallic inclusions and gases. This is confirmed by the chemical composition of the slag after extra-furnace treatment. According to Table 4, the concentrations of Mn and Fe oxides in the slag decreased to 4.03 and 0.31%, respectively. This had a positive effect on the microstructure and mechanical properties of steel, which are shown in Table 5.
Химический состав плавок соответствовал требованиям ГОСТ 7370 (таблица 3). Микроструктура отвечала требованиям НТД на отливки. Механические свойства стали соответствовали требованиям, определяемым ГОСТ 7370 для 1 и 2 групп отливок и не уступали механическим свойствам стали, выплавляемых с окислением, что подтверждает эффективность предложенной технологии. Кроме того, выявлено преимущества смесей РША, РДА и РСУ, заключающееся в том, что они фасуются в пакеты по 3 и 10 кг, что облегчает точность дозирования и повышает контроль за рациональным расходованием материала.The chemical composition of the melts complied with the requirements of GOST 7370 (Table 3). The microstructure met the requirements of the normative and technical documentation for castings. The mechanical properties of the steel met the requirements defined by GOST 7370 for groups 1 and 2 of castings and were not inferior to the mechanical properties of steel smelted with oxidation, which confirms the effectiveness of the proposed technology. In addition, the advantages of mixtures of RSA, RDA and RSU have been identified, namely that they are packaged in bags of 3 and 10 kg, which facilitates dosing accuracy and increases control over the rational use of material.
Вышесказанное позволило внедрить инновационный технологический процесс в производство. После внедрения произвели статистическую обработку анализов 89 плавок стали проведенных по внедренной технологии. Результаты представлены в таблице 6.The above made it possible to introduce an innovative technological process into production. After implementation, statistical processing of analyzes of 89 steel melts carried out using the introduced technology was carried out. The results are presented in Table 6.
Таблица 6 - Результаты статистической обработкиTable 6 - Results of statistical processing
значениеAverage
meaning
V, %Coef. variations,
V, %
Как видно из данных таблицы 6 химический состав металла всех плавок соответствовал требованиям ГОСТ 7370 приведенных в таблице 1. Особый интерес представляют механические свойства стали. Средние показатели механических свойства удовлетворяют первой (σТ=43,2253 кгс/мм2; δ=42,5345 %; и ψ=34,0149 %) и второй группам (σВ=85,9897 кгс/мм2; KCU=22,5483 кгс*м/см2). И даже минимальные показатели механических свойств удовлетворяют первой (σТ=36,2 кгс/мм2; δ=33,3 %; и ψ=27,8 %). Лишь в отдельных плавках минимальные значения (σВ= 73,9 кгс/мм2; KCU=18,0 кгс*м/см2) соответствуют третьей группе. Таким образом, внедрение новой технологии выплавки марганцовистой стали позволило резко повысить механические свойства металла, выплавленного методом переплава. Были обеспечены свойства не ниже третьей группы, что позволило переплавить весь возврат, накопившийся на заводе, резко уменьшить себестоимость отливок и получить годовой экономический эффект свыше 48 млн. руб.As can be seen from the data in Table 6, the chemical composition of the metal of all melts complied with the requirements of GOST 7370 given in Table 1. The mechanical properties of steel are of particular interest. The average mechanical properties satisfy the first (σ T = 43.2253 kgf/mm 2 ; δ = 42.5345%; and ψ = 34.0149 %) and the second groups (σ B = 85.9897 kgf/mm 2 ; KCU = 22.5483 kgf*m/ cm2 ). And even the minimum indicators of mechanical properties satisfy the first (σ T = 36.2 kgf/mm 2 ; δ = 33.3%; and ψ = 27.8%). Only in individual melts the minimum values (σ B = 73.9 kgf/mm 2 ; KCU = 18.0 kgf*m/cm 2 ) correspond to the third group. Thus, the introduction of a new technology for smelting manganese steel made it possible to dramatically increase the mechanical properties of the metal smelted by remelting. Properties not lower than the third group were ensured, which made it possible to melt down all the returns accumulated at the plant, sharply reduce the cost of castings and obtain an annual economic effect of over 48 million rubles.
Пример 2Example 2
АО «Муромский стрелочный завод» специализируется на производстве ответственных железнодорожных отливок из высокомарганцовистой стали аустенитного класса марки 110Г13Л - стрелочные переводы и крестовины для железнодорожных путей. Отливки должны соответствовать требованиям ГОСТ 7370.JSC "Murom Switch Plant" specializes in the production of critical railway castings from high-manganese steel of the austenitic class 110G13L - turnouts and crosspieces for railway tracks. Castings must comply with the requirements of GOST 7370.
Произвели анализ механические свойства отливок, произведенных в 2021 году, и разбили их по группам качества согласно ГОСТ 7370. Результаты представлены на рисунке 1.We analyzed the mechanical properties of castings produced in 2021 and divided them into quality groups according to GOST 7370. The results are presented in Figure 1.
Как видно из данных рисунка 1, брака по механическим свойствам на заводе не было. Вместе с тем, количество плавок первой группы, выплавленных в 2021 году, составило только 29,4 %. Это явно недостаточно, так как РЖД, в последнее время требует от производителей неуклонного повышения эксплуатационной надежности ответственных отливок. Поэтому перед заводом поставлена задача увеличение количества плавок, металл которых соответствовал бы первой группе.As can be seen from the data in Figure 1, there were no defects in mechanical properties at the plant. At the same time, the number of heats of the first group melted in 2021 amounted to only 29.4%. This is clearly not enough, since Russian Railways has recently demanded that manufacturers steadily increase the operational reliability of critical castings. Therefore, the plant was given the task of increasing the number of melts, the metal of which would correspond to the first group.
В работе для повышения механических свойств стали и количества плавок первой группы внедрили комплексное воздействие на металл тремя направлениями совершенствования выплавки стали 110Г13Л с использованием инновационных материалов, разработанных ООО «Металлург» СОАЛ.In order to increase the mechanical properties of steel and the number of melts of the first group, a complex effect on the metal was introduced in three directions to improve the smelting of 110G13L steel using innovative materials developed by LLC Metallurg SOAL.
Первое направление совершенствования технологического процесса заключалось в организации раннего наведения шлака во время плавления шихты с помощью смесевого легкоплавкого флюса РШ в количестве 5 кг/т жидкого.The first direction of improving the technological process was to organize the early introduction of slag during the melting of the charge using mixed low-melting flux RSh in an amount of 5 kg/t liquid.
Второе направление совершенствования технологии заключалось в более эффективном диффузионном раскислении стали. Для этого взамен применяемой на заводе раскислительной смеси, состоящей из дробленных ферросилиция, коксика и гранулированного алюминия, применили раскислитель диффузионный алюмосодержащий (РДА), обладающий способностью вспенивать и эффективно раскислять шлак в количестве 6 кг/т. После диффузионного раскисления проводили доводку металла по химическому составу. На протяжении всего времени доводки металла по химическому составу и до выпуска плавки шлак рассыпался в белый порошок, что свидетельствовало об удовлетворительной раскисленности шлака и металла. В период, после окончания доводки металла по химическому составу и до выпуска расплав не нагревали выше 1550°C, во избежание снижения механических свойств стали.The second direction of technology improvement was more efficient diffusion deoxidation of steel. To do this, instead of the deoxidizing mixture used at the plant, consisting of crushed ferrosilicon, coke and granulated aluminum, a diffusion aluminum-containing deoxidizer (DDA) was used, which has the ability to foam and effectively deoxidize slag in an amount of 6 kg/t. After diffusion deoxidation, the metal was refined according to its chemical composition. Throughout the entire time of fine-tuning the metal according to its chemical composition and before releasing the melt, the slag crumbled into white powder, which indicated satisfactory deoxidation of the slag and metal. In the period after finishing the finishing of the metal according to its chemical composition and before release, the melt was not heated above 1550°C, in order to avoid a decrease in the mechanical properties of the steel.
Третье направление - внепечная обработка расплава в ковше рафинирующей смесью универсальной (РСУ), обеспечивающая адсорбционно-флотационный способ рафинирования стали в количестве 5 кг/т, которая загружалась на дно ковша совместно с алюминием в количестве 1кг/т.The third direction is the out-of-furnace processing of the melt in a ladle with a universal refining mixture (RUM), which provides an adsorption-flotation method for refining steel in an amount of 5 kg/t, which was loaded onto the bottom of the ladle together with aluminum in an amount of 1 kg/t.
Произвели статистическую обработку результатов выплавки стали до и после внедрения. Результаты приведены в таблицах 7, 8.We carried out statistical processing of the results of steel smelting before and after implementation. The results are shown in tables 7, 8.
Как видно из данных таблиц 6, 7 концентрации основных элементов в стали сопоставимы. Однако количество оксидов железа и марганца в шлаках после внедрения резко уменьшилось. FeO снизилось с 1,311 до 1,011 %, MnO с 7,569 до 5,569 %, а концентрация марганца в металле увеличилась с 13,312 до 14,584 %.As can be seen from the data in Tables 6 and 7, the concentrations of the main elements in the steel are comparable. However, the amount of iron and manganese oxides in the slags decreased sharply after introduction. FeO decreased from 1.311 to 1.011%, MnO from 7.569 to 5.569%, and the concentration of manganese in the metal increased from 13.312 to 14.584%.
Это свидетельствует об эффективности комплексного воздействия на металл трех направлениями совершенствования выплавки стали 110Г13Л с использованием инновационных материалов, разработанных ООО «Металлург» СОАЛ.This indicates the effectiveness of the complex impact on the metal in three directions of improving the smelting of 110G13L steel using innovative materials developed by LLC Metallurg SOAL.
Внедрение инновационной технологии позволило количество плавок первой группы увеличилось с 29,4 до 71 % и получить экономический эффект 1768 рублей на одну тонну выплавляемой стали.The introduction of innovative technology allowed the number of heats of the first group to increase from 29.4 to 71% and to obtain an economic effect of 1,768 rubles per ton of steel produced.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819765C1 true RU2819765C1 (en) | 2024-05-23 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1315481A1 (en) * | 1985-09-17 | 1987-06-07 | Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта | Method for melting high-manganese steel |
| JP2006118000A (en) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Nippon Steel Corp | Lightweight high strength steel with excellent ductility and its manufacturing method |
| RU2318025C1 (en) * | 2006-04-03 | 2008-02-27 | ЗАО "Научно-производственное предприятие ФАН" | Method of smelting of the high-manganese steel |
| WO2015099221A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 주식회사 포스코 | Steel sheet having high strength and low density and method of manufacturing same |
| CN103820735B (en) * | 2014-02-27 | 2016-08-24 | 北京交通大学 | A kind of superhigh intensity C-Al-Mn-Si system low density steel and preparation method thereof |
| RU2704983C1 (en) * | 2016-05-24 | 2019-11-01 | Арселормиттал | Cold-rolled and annealed sheet steel, method of its production and use of such steel for production of parts of vehicles |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1315481A1 (en) * | 1985-09-17 | 1987-06-07 | Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта | Method for melting high-manganese steel |
| JP2006118000A (en) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Nippon Steel Corp | Lightweight high strength steel with excellent ductility and its manufacturing method |
| RU2318025C1 (en) * | 2006-04-03 | 2008-02-27 | ЗАО "Научно-производственное предприятие ФАН" | Method of smelting of the high-manganese steel |
| WO2015099221A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 주식회사 포스코 | Steel sheet having high strength and low density and method of manufacturing same |
| CN103820735B (en) * | 2014-02-27 | 2016-08-24 | 北京交通大学 | A kind of superhigh intensity C-Al-Mn-Si system low density steel and preparation method thereof |
| RU2704983C1 (en) * | 2016-05-24 | 2019-11-01 | Арселормиттал | Cold-rolled and annealed sheet steel, method of its production and use of such steel for production of parts of vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2248916B1 (en) | Process for removal of copper contained in steel scraps | |
| RU2396364C1 (en) | Flux for reducing, refining, modifying and alloying steel | |
| US20200024145A1 (en) | Method for resource recovery from silicon slag and deoxidizing agent for iron and steelmaking | |
| RU2258084C1 (en) | Method of making steel in electric arc furnace | |
| RU2819765C1 (en) | Method of high-manganese steel melting by remelting method | |
| RU2041961C1 (en) | Method for steel making | |
| KR102282018B1 (en) | Composite deoxidizer for steel making and cast steel and manufacturing method | |
| RU2102497C1 (en) | Method of melting vanadium-containing steel in electric arc furnace | |
| RU2096491C1 (en) | Steel foundry process | |
| CN113249549B (en) | Aluminum-manganese-calcium-barium-magnesium-iron alloy for steelmaking and manufacturing method thereof | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| RU2302471C1 (en) | Method of making steel in electric arc steel melting furnace | |
| KR101353208B1 (en) | Refining method of phosphorus and sulfur in molten steel | |
| RU2135611C1 (en) | Method of production of doped alloy containing refractory metals tungsten and molybdenum by technology of liquid-phase reduction | |
| KR19990047461A (en) | Method for deoxidizing ladle slag of aluminum deoxidized steel | |
| JP4637528B2 (en) | Molten iron making material and method of using the same | |
| RU2833976C1 (en) | Method of steel melting in furnaces with acid lining | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| SU1027227A1 (en) | Method for making steel | |
| RU2031165C1 (en) | Process for electroslag preparation of metals from waste steel-making manganese slags | |
| KR940002621B1 (en) | Slag Foaming Fastener | |
| RU2294382C1 (en) | Charge for smelting the steel in the arc-furnaces | |
| RU2223332C1 (en) | Method of micro-alloying and modification of steel | |
| RU2204612C1 (en) | Method for melting manganese-containing steel | |
| RU2255119C1 (en) | Method of production of synthetic refinery slag at treatment of molten feed in "furnace-ladle" unit and charge for production of synthetic refinery slag |