RU2828267C1 - Способ производства стали - Google Patents
Способ производства стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2828267C1 RU2828267C1 RU2023134986A RU2023134986A RU2828267C1 RU 2828267 C1 RU2828267 C1 RU 2828267C1 RU 2023134986 A RU2023134986 A RU 2023134986A RU 2023134986 A RU2023134986 A RU 2023134986A RU 2828267 C1 RU2828267 C1 RU 2828267C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- manganese
- slag
- containing materials
- sulfur
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 86
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims abstract description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 23
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 claims description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N manganese silicon Chemical compound [Si].[Mn] PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemanganese Chemical compound [Mn]=S CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству с внепечной обработкой высококачественных сталей. Выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск стали в сталеразливочный ковш, ее внепечную обработку. В качестве кальцийсодержащих материалов используют известь, причем присадку извести осуществляют в количестве 5-20 кг/т стали, а легирование марганецсодержащими материалами осуществляют после удаления не менее 40,0 мас.% серы по отношению к мас.% серы, содержащемуся в стали при ее выпуске из сталеплавильного агрегата. Изобретение позволяет снизить количество и размер неметаллических включений, в том числе сульфидных, и уменьшить количество дефектов в стали. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству с внепечной обработкой высококачественных сталей.
В настоящее время возрастают требования потребителей стальной продукции к ее качеству. Для удовлетворения клиентов в качественной продукции постоянно разрабатываются новые технологии, в том числе на сталеплавильном переделе.
Предпосылками разработки заявленной технологии производства стали явилось требование потребителей стали по повышению ее чистоты по неметаллическим включениям, влияющим на качество стали, а именно на образование внутренних и поверхностных трещин. Одним из факторов, влияющих на образование трещин является наличие в стали сульфидных соединений, в том числе MnS.
Известен способ получения рельсовой стали, включающий завалку в дуговую электропечь 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, присадку в ковш во время выпуска шлакообразующей смеси и ферросплавов. Сталь и шлак в печи не раскисляют. При выпуске отсекают печной шлак с оставлением в печи 10-15% жидкого металла от массы плавки. В ковш на выпуске присаживают шлакообразующую смесь, состоящую из извести и плавикового шпата в соотношении (0,8-1,2):(0,2-0,5) с расходом 10-17 кг/т стали, а также кремний и марганецсодержащие ферросплавы из расчета введения в сталь до 0,15% кремния и до 0,75% марганца. Затем сталь обрабатывают на агрегате печь - ковш введением в ковш последовательно до требуемых концентраций марганца, кремния, углерода, ванадия и кальция. При этом 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 [Патент RU № 2254380, МПК C21C 7/00, C21C 5/52, 2005].
Недостатком данного способа может быть небольшая скорость удаления неметаллических включений на основе сульфида марганца, так как отдача ферросплавов осуществляется на ранних этапах внепечной обработки стали, когда металл имеет в значительном количестве содержание серы.
Известен способ производства низколегированной трубной стали, в котором осуществляют выпуск металла в сталь-ковш при температуре металла не менее 1680°C в течение не менее 4 мин, во время выпуска присаживают кальцийсодержащие шлакообразующие материалы в количестве не менее 2,8 кг/т стали и марганецсодержащие ферросплавы в количестве не более 7 кг/т стали, затем в течение 7-15 мин производят вакуумирование металла, после чего осуществляют ввод алюминия до его содержания в металле в количестве 0,04-0,06%, легирование кремний- и марганецсодержащими ферросплавами в количестве 5-20 кг/т стали, затем на установке печь-ковш проводят нагрев металла до температуры 1620-1650°C, производят ввод кальцийсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 1-2 кг/т стали, после чего осуществляют повторное вакуумирование металла в течение 13-18 мин, а затем выполняют окончательное легирование металла и его обработку кальцийсодержащим реагентом в количестве 0,05-0,3 кг/т стали [Патент RU № 2574529, МПК C21C 7/00, C21C 5/28, 2016].
Недостатком данного способа является - образование большого количества неметаллических включений на ранних этапах производства, при этом последующая длительная по времени внепечная обработка не позволит максимально их удалить.
Технический результат изобретения - снижение количества и размеров неметаллических включений (в том числе сульфидных) и уменьшение количества дефектов в стали.
Указанный технический результат достигается тем, что в способ производства стали, включающем выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск стали в сталеразливочный ковш, ее внепечную обработку, согласно изобретению легирование стали марганецсодержащими материалами в сталеразливочном ковше осуществляют после удаления не менее 40,0 мас.% серы, содержащейся в стали во время ее выпуска из сталеплавильного агрегата.
Во время легирования стали марганецсодержащими материалами поддерживают содержание в шлаке, мас.%:
СаО не менее 40,0,
FeO не более 3,0.
Перед присадкой в сталеразливочный ковш марганецсодержащих материалов осуществляют присадку извести в количестве 5-20 кг/т стали и, при необходимости, плавикового шпата в количестве 2-10 кг/т стали.
Толщина шлака в сталеразливочном ковше во время выпуска стали составляет не более 120 мм.
Во время внепечной обработки осуществляют продувку стали аргоном с суммарным расходом 0,1-5,0 нм3/т стали.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
Марганец связывает серу в соединения MnS. Когда, к моменту ввода марганецсодержащих материалов, в стали остается значительное содержание серы, то образуется большое количество соединений MnS, которые, в дальнейшем, не успевают удаляться из металла, тем самым создавая в нем неметаллические включения, которые могут приводить к снижению механических свойств стали и образованию внутренних и поверхностных трещин.
Экспериментально установлено, что ввод марганецсодержащих материалов во время выпуска стали из сталеплавильного агрегата, до удаления из стали серы в количестве менее 40,0 мас.% (по отношению к содержанию на момент окончания выплавки стали) увеличивает количество образующихся неметаллических включений.
Во время легирования стали марганецсодержащими материалами при содержании в шлаке СаО менее 40,0 мас.% и FeO более 3,0 мас.% не обеспечивается требуемое удаление серы из металла в шлак.
Присадка извести в количестве 5 - 20 кг/т стали позволяет обеспечить требуемое содержание CaO в шлаке, необходимое для эффективного удаления из стали серы и неметаллических включений. При присадке извести в количестве менее 5 кг/т стали не обеспечивается требуемое удаления серы и неметаллических включений из стали по причине низкого содержания CaO в шлаке. При присадке извести в количестве более 20 кг/т стали не обеспечивается требуемое удаления серы и неметаллических включений из стали по причине повышенной вязкости шлака.
Присадка плавикового шпата в количестве 2 - 10 кг/т стали позволяет обеспечивать в шлаке требуемое содержание CaO, а также, повышает реакционную способность шлака.
Присадка плавикового шпата в количестве менее 2 кг/т стали не ведет к повышению реакционной способности шлака, а присадка плавикового шпата в количестве более 10 кг/т стали не приводит к улучшению процесса десульфурации.
Толщина шлака в сталеразливочном ковше должна составлять не более 120 мм. Толщина шлака более 120 мм приводит к повышенному расходу алюминия на раскисление шлака и увеличению в стали неметаллических включений.
Во время внепечной обработки осуществляют продувку стали аргоном с суммарным расходом 0,1-5,0 нм3/т стали. Продувка металла инертным газом с суммарным расходом менее 0,1 нм3/т стали не обеспечивает его усреднение по химическому составу, температуре и не позволяет провести в достаточной степени удаление из стали неметаллических включений в шлак. Продувка металла инертным газом с суммарным расходом более 5,0 нм3/т не приводит дополнительному повышению качества стали по неметаллическим включениям.
Пример реализации.
Предложенный способ производства стали был реализован в электросталеплавильном цехе. В дуговой сталеплавильной печи осуществляли выплавку стали. После этого, металл выпускали в сталеразливочный ковш, осуществляли присадку кальцийсодержащих материалов (извести) и, при необходимости, плавикового шпата, тем самым производя десульфурацию стали. Затем, осуществляли присадку в сталеразливочный ковш марганецсодержащих ферросплавов (в частности ферромарганца или металлического марганца), осуществляли контроль толщины шлака в сталеразливочном ковше. После этого осуществляли внепечную обработку и разливку стали.
По заявленному способу было произведено свыше 200 плавок.
Условия проведения некоторых экспериментов приведены в таблице 1. Примеры 1-3 с соблюдением предложенных технических параметров, примеры 4-5 с не соблюдением некоторых параметров.
Результаты экспериментов представлены в таблице 2.
Видно, что при соблюдении предложенных технических параметров сталь содержит сульфидные включения меньших размеров и не имеет поверхностных трещин.
Таким образом, предложенный способ производства стали позволяет снизить содержание в стали сульфидных неметаллических включений (MnS) и уменьшить количество дефектов.
Таблица 1
Условия проведения экспериментов
| № эксперимента | Расход извести во время выпуска стали, кг/т стали |
Расход плавикового шпата во время выпуска стали, кг/т стали |
Удаление серы в стали перед присадкой марганецсодержащих материалов, мас.% | Содержание (CaO) в шлаке, % | Содержание (FeO) в шлаке, % | Толщина шлака в стальковше, мм | Расход аргона на внепечной обработке, нм3/т стали |
| Пример 1 | 15 | 5 | 55 | 60 | 1,5 | 110 | 1,2 |
| Пример 2 | 12 | 4 | 45 | 55 | 1,8 | 110 | 2,3 |
| Пример 3 | 10 | 0 | 44 | 45 | 1,4 | 100 | 0,8 |
| Пример 4 | 15 | 5 | 35 | 38 | 3,2 | 120 | 0,1 |
| Пример 5 | 20 | 6 | 30 | 32 | 3,1 | 115 | 0,6 |
Таблица 2
Результаты экспериментов
| Пример | Размер сульфидных включений, мкм | Длина поверхностных трещин на слябах, мм | Наличие претензии от потребителей |
| Пример 1 | 13 | 0 | нет |
| Пример 2 | 12 | 0 | нет |
| Пример 3 | 14 | 0 | нет |
| Пример 4 | 33 | 50 | да |
| Пример 5 | 38 | 75 | да |
Claims (6)
1. Способ производства стали, включающий выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск стали в сталеразливочный ковш, присадку кальцийсодержащих материалов для удаления серы, легирование марганецсодержащими материалами и внепечную обработку стали, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащих материалов используют известь, причем присадку извести осуществляют в количестве 5-20 кг/т стали, а легирование марганецсодержащими материалами осуществляют после удаления не менее 40,0 мас.% серы по отношению к мас.% серы, содержащемуся в стали при ее выпуске из сталеплавильного агрегата.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при легировании стали марганецсодержащими материалами поддерживают содержание в шлаке, мас.%:
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед легированием марганецсодержащими материалами осуществляют присадку плавикового шпата в количестве 2-10 кг/т стали.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина шлака в сталеразливочном ковше при выпуске стали составляет не более 120 мм.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при внепечной обработке осуществляют продувку стали аргоном с суммарным расходом 0,1-5,0 нм3/т стали.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2828267C1 true RU2828267C1 (ru) | 2024-10-08 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU834150A2 (ru) * | 1979-12-25 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я М-5481 | Способ рафинировани и модифицировани СТАли |
| CN101705327B (zh) * | 2009-11-17 | 2011-05-11 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种管线钢焊条用钢的生产工艺 |
| RU2574529C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2016-02-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства низколегированной трубной стали |
| US20210395846A1 (en) * | 2018-12-17 | 2021-12-23 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU834150A2 (ru) * | 1979-12-25 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я М-5481 | Способ рафинировани и модифицировани СТАли |
| CN101705327B (zh) * | 2009-11-17 | 2011-05-11 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种管线钢焊条用钢的生产工艺 |
| RU2574529C1 (ru) * | 2014-10-13 | 2016-02-10 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ производства низколегированной трубной стали |
| US20210395846A1 (en) * | 2018-12-17 | 2021-12-23 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2009279363B2 (en) | Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment | |
| AU2011267833B2 (en) | Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment | |
| CN114058970B (zh) | 一种轴承钢的生产方法 | |
| RU2608865C2 (ru) | Способ десульфурации стали | |
| CA1044898A (en) | Manufacture of steel | |
| US8313553B2 (en) | Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment | |
| RU2828267C1 (ru) | Способ производства стали | |
| CN110016610A (zh) | 一种Ti系低氮超低碳钢及其制备方法 | |
| RU2233339C1 (ru) | Способ производства стали | |
| KR102733371B1 (ko) | 오스테나이트계 스테인리스강 제조 방법 | |
| KR100388239B1 (ko) | 전기로-진공탱크탈가스법에 의한 저황, 저탄소강 제조방법 | |
| RU2816888C1 (ru) | Способ производства стали с регламентированным пределом по содержанию серы | |
| RU2818526C1 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
| RU2713770C1 (ru) | Способ производства стали с нормируемым содержанием серы | |
| KR100900650B1 (ko) | 용강중 칼슘 성분 조정용 와이어 및 이를 이용한 용강중칼슘 성분 조정방법 | |
| JP5387045B2 (ja) | 軸受鋼の製造方法 | |
| SU1027235A1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| SU1014918A2 (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2212453C1 (ru) | Способ производства низкоуглеродистой конструкционной стали | |
| SU1766965A1 (ru) | Способ производства стали | |
| KR20020031862A (ko) | Ｍｎ첨가 극저탄소강의 제조방법 | |
| SU926028A1 (ru) | Способ рафинировани малоуглеродистой стали | |
| SU908841A1 (ru) | Способ производства стали | |
| SU829684A1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2681961C1 (ru) | Способ производства особонизкоуглеродистой стали |