SU1659493A1 - Method of deoxidizing and alloying of low-carbon vanadium-bearing electric steel - Google Patents
Method of deoxidizing and alloying of low-carbon vanadium-bearing electric steel Download PDFInfo
- Publication number
- SU1659493A1 SU1659493A1 SU884414645A SU4414645A SU1659493A1 SU 1659493 A1 SU1659493 A1 SU 1659493A1 SU 884414645 A SU884414645 A SU 884414645A SU 4414645 A SU4414645 A SU 4414645A SU 1659493 A1 SU1659493 A1 SU 1659493A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- vanadium
- metal
- steel
- deoxidation
- amount
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 49
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HJIYJLZFNBHCAN-UHFFFAOYSA-N [V].[C] Chemical compound [V].[C] HJIYJLZFNBHCAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MANBDHUBXBMZNV-UHFFFAOYSA-N [V]=[Si] Chemical compound [V]=[Si] MANBDHUBXBMZNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 3
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-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
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemanganese Chemical compound [Mn]=S CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- -1 titanium nitrides Chemical class 0.000 description 1
- OCDVSJMWGCXRKO-UHFFFAOYSA-N titanium(4+);disulfide Chemical class [S-2].[S-2].[Ti+4] OCDVSJMWGCXRKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к черной металлургии , конкретно к производству качественных ванадийсодержащих сталей. Цель изобретени - повышение степени десуль- фурации и раскисленности, хладостойкости и усталостной прочности стали. Способ включает расплавление шихты, удаление окислительного шлака, раскисление ванадиевым ферросилицием, содержащим титан в количестве 2,5-4,0%, и углеродом в количестве 8-12 и 1,0-1,7 кг/т металла соответственно . Окончательное раскисление и легирование осуществл ют через 25-40 мин при 1610-1650°С ванадиевым ферросилицием в количестве 3-5 кг/т металла. 3 табл.The invention relates to ferrous metallurgy, specifically to the production of high-quality vanadium-containing steels. The purpose of the invention is to increase the degree of desulfurization and deacidification, cold resistance and fatigue strength of steel. The method involves melting the charge, removing oxidizing slag, deoxidizing with vanadium ferrosilicon containing titanium in an amount of 2.5-4.0%, and carbon in an amount of 8-12 and 1.0-1.7 kg / ton of metal, respectively. The final deoxidation and doping are carried out in 25-40 minutes at 1610-1650 ° C with vanadium ferrosilicon in the amount of 3-5 kg / ton of metal. 3 tab.
Description
Изобретение относитс к черной металлургии и машиностроению, конкретно к производству в основных электропечах качественных ванадийсодержащих сталей дл ответственных литых деталей, например деталей транспортных средств.The invention relates to ferrous metallurgy and mechanical engineering, specifically to the production in high-power electric furnaces of high-quality vanadium-containing steels for critical cast parts, for example, parts for vehicles.
Цель изобретени - повышение степени десульфурации и раскислени , хладо- стойкости и усталостной прочности стали.The purpose of the invention is to increase the degree of desulfurization and deacidification, cold resistance and fatigue strength of steel.
В основной дуговой электропечи выплавл ют сталь марки 20ГФЛ методом окис- лени примесей, предусматривающим расплавление шихты, окисление примесей, удаление окислительного и образование восстановительного шлака, предварительное и окончательное раскисление металла хремнийванадиевым сплавом. При раскислении и легировании стали по известному способу за 17 мин до выпуска присаживают в печь 4,75 кг/т стали (50% от-общего расчетного количества лигатуры - 9,5 кг/т), фер- росиликованади . содержащего, мас.%: кремний 35, ванадий 12, железо и примеси остальное, при отношении ванади к кремнию 12:35 0,34, остальные 50% ферро- силикованади ввод т в ковш. Ферросиликованадий указанного состава получают силикотермическим восстановлением ванадиевого конвертерного шлака и п тиокиси ванади в дуговой электропечи сталеплавильного типа.In the main arc electric furnace, steel 20GFL is smelted by the method of oxidation of impurities, involving the melting of the charge, the oxidation of impurities, the removal of oxidative and the formation of reducing slag, the preliminary and final deoxidation of the metal by vanadium alloy. When deoxidizing and doping steel by a known method, 17.7 kg / t of steel (50% of the total calculated ligature — 9.5 kg / t), ferro-silicate, are placed in the furnace 17 minutes before the release. containing, wt.%: silicon 35, vanadium 12, iron and impurities the rest, when the ratio of vanadium to silicon is 12:35 0.34, the remaining 50% of ferro-silicon baths are introduced into the ladle. Ferrosiliconadium of the indicated composition is obtained by silicothermic reduction of vanadium converter slag and vanadium pentoxide in an electric arc furnace of a steelmaking type.
При раскислении и легировании стали по предлагаемому способу после удалени окислительного шлака в печь ввод т ванадиОIn the deoxidation and alloying of steel according to the proposed method, after the oxidative slag is removed, vanadio is introduced into the furnace.
елate
00
J ч соJh so
евый ферросилиций и порошок кокса в заданных количествах и после регламентированной выдержки и нагрева до требуемой температуры осуществл ют окончательное раскисление ванадиевым ферросилицием в заданном количестве (3-5 кг/т металла). Дл раскислени и легировани примен ют ванадиевый ферросилиций марки ФС40Вд, производимый из ванадиевого конвертерного шлака карботермическим способом, содержащий, мас.% кремний 41,3; ванадий 7,1; марганец 4,9; титан 3,05; остальное железо , при соотношении ванади к кремнию 0,17. Состав ФС40Вд, мас.%: кремний 30- 42; ванадий 6,5-8,0; марганец 4-6; титан 2,5-4,0, железо остальное.After ferrosilicon and coke powder in specified amounts and after regulated exposure and heating to the required temperature, the final deoxidation with vanadium ferrosilicon is carried out in a given amount (3-5 kg / ton of metal). For deoxidation and doping, vanadium ferrosilicon of the grade FS40Vd, produced from the vanadium converter slag by the carbothermic method, containing, by weight% silicon, 41.3; vanadium 7.1; manganese 4.9; titanium 3.05; the rest of the iron, with a vanadium to silicon ratio of 0.17. The composition of FS40Vd, wt.%: Silicon 30- 42; vanadium 6.5-8.0; manganese 4-6; titanium is 2.5-4.0, iron is the rest.
Исследованы различные варианты способа раскислени и легировани стали с предлагаемыми и запредельными значени ми параметров способа.Various variants of the method of steel deoxidation and alloying with the proposed and extreme values of the parameters of the method were investigated.
В табл.1 приведены параметры раскислени и легировани стали по известному и предлагаемому способам.Table 1 shows the parameters for the deoxidation and alloying of the steel according to the known and proposed methods.
Из разливочного ковша отбирают пробы дл определени химического состава стали и заливают трефовидные пробы по ГОСТ 977-75, из которых после нормализации при 930-940°С изготавливают образцы дл определени механических и экдплуата- ционных свойств. Ударную в зкость (КСИ) определ ют на образцах I типа по ГОСТ 9454-78 в интервале температур от +20°С до -60°С. Хладостойкость стали характеризуетс значени ми ударной в зкости при отрицательных температурах. Усталостную прочность исследуют на цилиндрических образцах по ГОСТ 9860-65. Используют гладкие образцы I типа диаметром в рабочей части 7,5 мм и образцы с надрезом IV типа. Радиусы дл надрезки (р) прин ты равными 0,75, 0,5 и 0,25 мм. Испытани образцов провод т на машине МУИ-6000 при симметричном цикле нагружени с определением предела выносливости на базе 107 циклов. Изучение количества и состава оксидных неметаллических включений провод т с помощью химического анализа электролитически выделенного оксидного осадка. Содержание кислорода и азота в металле определ ют на газоанализаторах при1650и2400°С.Samples are taken from the casting ladle to determine the chemical composition of the steel and pour the trephide samples according to GOST 977-75, from which, after normalization at 930–940 ° C, samples are made to determine the mechanical and ecdpluational properties. Impact strength (XI) is determined on type I samples according to GOST 9454-78 in the temperature range from + 20 ° C to -60 ° C. Cold resistance of steel is characterized by toughness values at negative temperatures. Fatigue strength is tested on cylindrical samples according to GOST 9860-65. Use smooth specimens of type I with a diameter in the working part of 7.5 mm and specimens with a notch type IV. The radii for the notch (p) are assumed to be 0.75, 0.5 and 0.25 mm. Samples were tested on a MUI-6000 machine with a symmetrical loading cycle with determination of the fatigue limit based on 107 cycles. The study of the amount and composition of oxide nonmetallic inclusions is carried out using chemical analysis of an electrolytically separated oxide precipitate. The content of oxygen and nitrogen in the metal is determined on gas analyzers at 1650 and 2400 ° C.
В табл.2 показан химический состав стали и концентрации примеси и газов,Table 2 shows the chemical composition of the steel and the concentration of impurities and gases,
Приведенные в табл.2 результаты показывают , что при использовании дл легировани и раскислени стали ванадиевого ферросилици и кокса в соответствии с предлагаемым способом (варианты 3-5,7,8) концентраци серы и кислорода значительно ниже, чем в металле, раскисленном иThe results in Table 2 show that when using vanadium ferrosilicon and coke for alloying and deoxidation of steel in accordance with the proposed method (options 3-5,7,8), the concentration of sulfur and oxygen is much lower than in the metal, deoxidized and
легированном по известному способу (вариант 1). Это обусловлено благотворным воздействием повышенного кремни и титана на св зывание кислорода в процессе выдержки гор чего металла после предварительного раскислени в течение 25-40 мин. Об интенсивном характере процесса седиментации неметаллических включений свидетельствуют также результаты химическогоdoped by a known method (option 1). This is due to the beneficial effect of increased silicon and titanium on the binding of oxygen in the process of holding the hot metal after preliminary deoxidation for 25–40 min. The intensive nature of the process of sedimentation of non-metallic inclusions is also indicated by the results of chemical
0 анализа оксидного осадка. В стали в вариантах 3-5, 7, 8 количество оксидных включений составл ет 0,011-0,015%, тогда как в стали, обработанной по известному способу , - 0,0211%. В последнем случае это в0 analysis of the oxide precipitate. In steel in options 3-5, 7, 8, the amount of oxide inclusions is 0,011-0,015%, whereas in steel treated by a known method, it is 0.0211%. In the latter case it is in
5 основном неблагопри тные остроугольные частицы корунда а-А1аОз, тогда как в вариантах 3-5,7,8 оксиды представлены ком- плексными сфероидизированными алюмосиликатами, где концентраци окис0 лов кремни значительно выше и составл ет 14-24%. В этих вариантах стали содержани окислов железа, кальци и магни очень малы. Высокой степени десульфурации металла , раскисленного и легированного по5, mainly unfavorable acute-angular particles of corundum a-A1aOz, whereas in variants 3-5,7,8, the oxides are represented by complex spheroidized aluminosilicates, where the concentration of silicon oxides is much higher and amounts to 14-24%. In these embodiments, the contents of iron oxides, calcium and magnesium are very small. High degree of desulfurization of metal, deoxidized and doped
5 предлагаемому способу, в немалой степени способствует получение хорошо раскисленного присадками ванадиевого ферросилици и кокса высокоосновного шлака с малой концентрацией окислов железа и марганца,5 to the proposed method, to no small extent contributes to obtaining well deoxidized by additives vanadium ferrosilicon and coke highly basic slag with a low concentration of iron oxides and manganese,
0 обеспечивающего интенсивный массопере- нос серы из металла в шлак.0 providing intensive mass transfer of sulfur from metal to slag.
Раскисление и легирование стали по предлагаемому способу с параметрами ниже нижнего предела (вариант 2) не обеспе5 чивают получение металла с малым содержанием примесей из-за недостаточных концентраций кремни и титана и. в лым протеканием процессов осадочного и диффузионного раскислени и десульфура0 ции. Содержание оксидов, где преимущественной фазой вл ютс частицы корунда, а также окисленность шлака из-за недостатка вводимых компонентов здесь велики.Deoxidation and alloying of steel according to the proposed method with parameters below the lower limit (option 2) do not ensure the production of a metal with a low content of impurities due to insufficient concentrations of silicon and titanium and. in the course of processes of sedimentary and diffusive deacidification and desulfurization. The content of oxides, where the corundum particles are the predominant phase, as well as the slag oxidation due to the lack of input components are large here.
Раскисление и легирование стали поDeoxidation and alloying of steel
5 предлагаемому способу с параметрами выше верхнего предела (вариант 6) в св зи с перегревом металла и удлинением периода выдержки способствуют насыщению металла кислородом и окислению шлаковой фазы.5 to the proposed method with parameters above the upper limit (variant 6) in connection with metal overheating and lengthening of the holding period, promote saturation of the metal with oxygen and oxidation of the slag phase.
0 В результате затрудн ютс процессы десульфурации и раскислени металла, возрастает угар титана и, в определенной степени, ванади и кремни . В составе оксидов наблюдаетс повышенна концентра5 ци окис/юв магни , свидетельствующа о разрушении футеровки, и окислов железа вследствие отмеченного окислени металла. В табл.3 дана характеристика стали, выплавленной известным и предлагаемым способами.As a result, the processes of desulphurisation and deoxidation of metals become more difficult, the waste of titanium and, to a certain extent, vanadium and silicon increases. In the composition of the oxides, an increased concentration of magnesium oxide / si magnesium is observed, indicating the destruction of the lining, and iron oxides due to the marked oxidation of the metal. Table 3 gives the characteristic of steel smelted by known and proposed methods.
Приведенные в табл.3 значени усталостной прочности показывают, что по мере повышени степени легированности (от варианта 2 до варианта 6) возрастают значени 7-1. В то же врем предел выносливости на образцах с надрезом у стали, раскисленной и легированной по предлагаемому способу (варианты 3-5,7, 8), снижаетс по мере увеличени остроты надреза значительно в меньшей степени, чем у стали, выплавленной по известному способу и в соответствии с вариантами 2 и 6 с запредельными соотношени ми параметров по предлагаемому способу. О большей выносливости стали, полученной по предлагаемому способу, свидетельствуют значени эффективного коэффициента концентрации напр жений Kfjr У вариантов 3-5,7,8 он возрастает от 1,47- 1,53 до 2,03-2,19, тогда как у стали с запредельными параметрами обработки - от 1,81 до 3,12 (вариант 2) и от 1,67 до 2,74 (вариант 6). У стали, раскисленной и легированной по известному способу, KvS возрастает от 1,77 до 2,99. Вы вленное преимущество предлагаемого способа обусловлено высокой степенью чистоты металла от вредных примесей серы и кислорода в результате интенсивно протекающих процессов раскислени и десульфурации металла. Повышенное количество неблагопри тных по форме алюмини , вл ющихс концентраторами напр жений в стали, раскисленной и легированной по известному способу (вариант 1) и предлагаемому способу с запредельными параметрами обработки (варианты 2 и 6), определ ют преждевременное разрушение металла при циклических нагрузках, особенно на образцах в поврежденном состо нии (с надрезами ).The fatigue strength values given in Table 3 show that as the degree of doping increases (from option 2 to option 6), the values of 7-1 increase. At the same time, the endurance limit on samples with a notch of steel deoxidized and alloyed by the proposed method (options 3-5,7, 8) decreases as the sharpness of the notch increases much less than that of steel produced by the known method and in accordance with options 2 and 6 with extreme parameters ratios for the proposed method. The higher endurance of steel obtained by the proposed method is indicated by the values of the effective stress concentration factor Kfjr. For variants 3-5,7.8, it increases from 1.47-1.53 to 2.03-2.19, whereas for steel with extreme processing parameters - from 1.81 to 3.12 (option 2) and from 1.67 to 2.74 (option 6). In steel, deoxidized and alloyed by a known method, KvS increases from 1.77 to 2.99. The advantage of the proposed method is due to the high degree of metal purity from harmful impurities of sulfur and oxygen as a result of intensive processes of deoxidation and desulfurization of the metal. An increased amount of unfavorable in form of aluminum, which are stress concentrators in steel deoxidized and alloyed by a known method (option 1) and the proposed method with extreme processing parameters (options 2 and 6), determine the premature destruction of the metal under cyclic loads, especially on specimens in damaged condition (notched).
Отмеченные негативные особенности использовани известного и предлагаемого способов раскилени и легировани с запредельными параметрами определ ют также низкий уровень хладостойкое™ стали . При использовании предлагаемого способа значени ударной в зкости при -60°С у стали, обработанной по вариантам 3- 5,7,8, в 2,7-3,1 раза выше, чем в случае обработки по варианту 1(известный способ); в 2,6-2,2 раза выше, чем при раскислении и легировании по варианту 2 и в 1.6-1,8 раза выше, чем при раскислении и легировании по варианту 6. Преимущество предлагаемого способа в этом случае возрастает по мере понижени температуры испытаний от20°С до -60°С.The marked negative features of the use of the known and proposed methods of scattering and alloying with out-of-limit parameters also determine the low level of cold-resistant steel. When using the proposed method, the impact toughness at -60 ° C for steel treated with options 3-5.7.8 is 2.7-3.1 times higher than in the case of processing according to option 1 (a known method); 2.6-2.2 times higher than with deoxidation and doping for option 2 and 1.6-1.8 times higher than with deoxidation and doping with option 6. The advantage of the proposed method in this case increases as the test temperature decreases from 20 ° C to -60 ° C.
Отмеченное повышенное содержание вредных примесей и газов у стали, обработанной в соответствии с вариантами 1,2,6, вMarked increased content of harmful impurities and gases in steel, treated in accordance with options 1,2,6, in
значительной степени определ ют ее низкую хладостойкость в св зи с тем, что образующиес здесь остроугольные неблагопри тно расположенные частицыits low cold resistance is largely determined by the fact that the acute-angle particles that are formed here are unfavorable.
корунда и сульфида марганца вл ютс очагами зарождени микротрещин и хрупкого разрушени металла при динамических нагрузках , а при использовании предлагаемого способа таких включенийcorundum and manganese sulfide are foci of nucleation of microcracks and brittle fracture of metal under dynamic loads, and when using the proposed method of such inclusions
0 значительно меньше. Немаловажно, что предлагаемый способ раскислени и легировани обеспечивает получение мелкозернистой структуры основной электростали при аустенитизации благодар положитель5 ному эффекту воздействи дисперсных кар- бонидов ванади и титана, образующихс в присутствии имеющегос в металле азота. Полученна после окончательной термообработки (нормализации) мелкозерниста 0 significantly less. It is important that the proposed method of deoxidation and doping provides for obtaining the fine-grained structure of the main electric steel during austenitization due to the positive effect of the dispersed vanadium and titanium carbonides formed in the presence of nitrogen in the metal. Obtained after final heat treatment (normalization) of fine-grained
0 ферритоперлитна структура с дисперсными карбонитридными фазами и небольшим количеством благопри тных неметаллических включений обеспечивает высокую хладостойкость стали, раскисленной и0 ferritoperlitic structure with dispersed carbonitride phases and a small amount of favorable non-metallic inclusions provides high cold resistance of steel, deoxidized and
5 легированной по предлагаемому способу. В случае способа обработки по варианту 2 содержание ванади и титана недостаточно дл измельчени структуры металла, а в случае обработки по варианту 6 степень леги0 рованности излишне высока, что стимулирует образование повышенного количества крупных карбидных и нитриднчх частиц и перелегированности твердого раствора , в результате чего хладостойкость5 alloyed by the proposed method. In the case of the treatment method according to variant 2, the content of vanadium and titanium is not enough to grind the metal structure, and in the case of processing according to variant 6, the degree of doping is too high, which stimulates the formation of an increased amount of coarse carbide and nitride particles and the readjustment of the solid solution, resulting in cold resistance
5 снижаетс . Отсутствие титана при обработке металла по известному способу (вариант 1) также не обеспечивает получение нитридов титана и необходимого измельчени структуры5 decreases. The absence of titanium in the processing of metal by a known method (option 1) also does not provide titanium nitrides and the necessary grinding structure
0 Ванадиевый ферросилиций, введенный в металл дл предварительного раскислени в заданном количестве после удалени окислительного шлака, благодар высокому содержанию в нем кремни , а также марган5 ца и титана обеспечивает глубокое комплексное раскисление металла с образованием легкоудал емых неметаллических включений . Хороша раскисленность металла значительно повышает химическую активность0 Vanadium ferrosilicon, introduced into the metal for preliminary deoxidation in a given amount after removing the oxidizing slag, due to the high content of silicon in it, as well as manganese and titanium, provides deep complex deoxidation of the metal with the formation of easily removable non-metallic inclusions. Good metal deoxidation significantly increases chemical activity
0 серы, что в совокупности с действием активных элементов-десульфураторов - марганца и титана существенно повышает степень десульфурации стали. Одновременно с предварительным раскислением осуществ5 л етс также легирование стали ванадием, причем благодар высокой раскисленности металла в него переходит практически весь ванадий, содержащийс в ферросилиции. Наличие в электростали повышенного содержани азота способствует образованию0 sulfur, which in combination with the action of the active elements-desulfurization - manganese and titanium significantly increases the degree of desulfurization of steel. Simultaneously with preliminary deoxidation, steel is also alloyed with vanadium, and due to the high deoxidation of the metal, almost all of the vanadium contained in ferrosilicon passes into it. The presence of high nitrogen content in electric steel contributes to the formation
исперсных нитридных фаз и повышению ладостойкости и выносливости-стали.permeable nitride phases and increase in hardness and endurance-steel.
Присадка углеродсодержащего материла , например кокса, на образующийс осовной восстановительный шлак позвол ет в услови х слабоокислительной печной атосферы в электропечи и предварительного раскислени металла ванадиевым ферросиицием глубоко раскислить шлак за собой бразовани в шлаке карбида кальци СаСа, ему способствует достаточна выдержка и нагрев металла в услови х загерметизированного печного пространства.The addition of carbon-containing material, such as coke, to the resulting reducing reducing slag allows, under conditions of a weakly oxidizing furnace athosphere, in an electric furnace and preliminary metal deoxidation by vanadium ferrosium to deeply deoxidize the slag by its formation in the calcium carbonate CaCa slag; sealed stove space.
В процессе 25-40-минутной выдержки после предварительного раскислени при нагреве металла до 1610-1650°С происхоит активное взаимодействие легированного хорошо раскисленного металла с высоковосстановительным шлаком, при этом осуществл ютс дополнительное диффузионное раскисление и десульфураци металла, а также коагул ци , всплывание и ассимил ци шлаком оксидных включений, образовавшихс при предварительном раскислении, и сульфидов марганца и титана , что обеспечивает получение гомогенного расплава, чистого по примес м, и в конечном итоге - высокий уровень характеристик затвердевшего металла.In the process of 25–40 minutes after preliminary deoxidation, when the metal is heated to 1610–1650 ° C, the doped well deoxidized metal actively interacts with the highly reducing slag, and additional diffusion deoxidation and desulphurization of the metal, as well as coagulation, floating and assimilation are performed. chi slag oxide inclusions formed during preliminary deoxidation, and manganese and titanium sulphides, which ensures a homogeneous melt, pure impurity, and in the final the result is a high level of characteristics of the hardened metal.
Окончательное раскисление ванадиевым ферросилицием позвол ет за счет до- полнителького ввода кремни , предохранив металл от вторичного окислени при выпуске, осуществить модифицирование стали титаном, содержащимс в легирующем сплаве, и произвести необходимую корректировку химического состава металла. Кроме того, при окончательном раскислении происходит разрушение содержащегос в шлаке карбида кальци , снижаетс адгезионное взаимодействие между металлом и шлаком и уменьшаетс возможность загр знени металла шлаковыми включени ми,The final deoxidation with vanadium ferrosilicon allows, due to the additional introduction of silicon, preserving the metal from secondary oxidation upon release, to modify the steel with titanium contained in the alloying alloy, and to make the necessary adjustment of the chemical composition of the metal. In addition, in the final deoxidation, the calcium carbide contained in the slag is destroyed, the adhesion interaction between the metal and the slag decreases and the possibility of the metal contaminated by slag inclusions decreases.
Параметры предлагаемого способа выплавки определены экспериментально из следующих условий.The parameters of the proposed method of smelting are determined experimentally from the following conditions.
Присадка ванадиевого ферросилици дл предварительного раскислени менее 8 кг/т ведет к недостаточной раскисленно- сти металла к большому остаточному содер- жанию кислорода в металле. Это ограничивает возможность образовани высоковосстановительного шлака, ухудша- ет услови диффузионного раскислени и десульфурации стали, повышает ее загр зненность Н.В. и ухудшает свойства. Введение ванадиевого ферросилици более 12 кг/т приводит к содержанию в стали избыточной концентрации кремни , что отрицательно вли ет на свойства стали, способствует охрупчиванию и исключает возможность получени должного эффекта при проведении окончательного раскислени иAdditive vanadium ferrosilicon for preliminary deoxidation of less than 8 kg / t leads to insufficient deoxidation of the metal to a large residual oxygen content in the metal. This limits the possibility of the formation of highly reducing slag, worsens the conditions of diffusion deoxidation and desulfurization of steel, increases its contamination by N.V. and degrades properties. The introduction of vanadium ferrosilicon more than 12 kg / t leads to an excessive concentration of silicon in the steel, which negatively affects the properties of the steel, contributes to embrittlement and eliminates the possibility of obtaining the proper effect during the final deoxidation and
легировани стали, а также интенсифицирует процессы вторичного окислени компонентов стали с сопутствующим этому процессу увеличением количества Н.В.steel alloying, and also intensifies the processes of secondary oxidation of steel components with an increase in the amount of N.V. accompanying this process.
Использование дл предварительногоUse for pre
0 раскислени углеродсодержащего материала в количестве менее 1,0 кг/т недостаточно дл полного раскислени печного шлака, образовани карбида кальци и поддержани за счет этого низкого содержани в шлаке0 deoxidation of carbon-containing material in an amount of less than 1.0 kg / t is not enough to completely deoxidize furnace slag, to form calcium carbide and to maintain, due to this, a low content in slag
5 окислов железа и марганца. Введение углеродсодержащего материала более 1,7 кг/т не создает дополнительного раскисл ющего эффекта, но вызывает значительное науглероживание металла и последующее его5 oxides of iron and manganese. The introduction of carbonaceous material more than 1.7 kg / t does not create an additional deoxidizing effect, but causes a significant carburization of the metal and its subsequent
0 охрупчивание.0 embrittlement.
Выдержка предварительно раскисленного металла под восстановительным шлаком менее 25 мин не обеспечивает достаточно полного протекани диффузион5 ных процессов раскислени и десульфурации стали, а также удалени Н.В. Продолжительность выдержки более 40 мин ведет к ухудшению качества стали вследствие активного разрушени футеровки ван0 ны, увеличени в шлаке окислов магни , снижени в зкости и химической активности шлака, а также возникновению обратимых процессов повторного окислени металла.The holding of the previously deoxidized metal under the reducing slag for less than 25 minutes does not ensure the sufficiently complete diffusion of the processes of deoxidation of the steel and the desulfurization of steel, as well as the removal of N. A holding time of more than 40 min leads to a deterioration in the quality of steel due to the active destruction of the lining of the bath, an increase in magnesium oxides in the slag, a decrease in viscosity and chemical activity of the slag, as well as the appearance of reversible metal reoxidation processes.
5 Температура окончательного раскислени менее 1610°С не обеспечивает достаточно быстрого расплавлени легирующего сплава, примен емого дл раскислени , и перехода в металл модифи0 цирующего элемента - титана, а также активного рафинирующего взаимодействи восстановительного шлака с металлом в процессе выпуска его в ковш. При температуре металла более 1650°С вследствие пере5 грева существенно повышаетс склонность жидкого металла к насыщению газами, за- кристаллизированного металла - к трещи- нообразованию, что отрицательно вли ет на усталостную прочность и хладостойкостьThe final deoxidation temperature less than 1610 ° C does not provide for a sufficiently fast melting of the alloying alloy used for deoxidation and for the transition into the metal of the modifying element titanium, as well as the active refining interaction of the reducing slag with the metal during its release into the ladle. When the metal temperature exceeds 1650 ° C, as a result of overheating, the tendency of the liquid metal to saturate with gases, the crystallized metal to cracking increases significantly, which negatively affects the fatigue strength and cold resistance.
0 стали.0 steel.
Ввод дл окончательного раскислени менее 3 кг/т ванадиевого ферросилици не обеспечивает содержани в стали титана в количестве, создающем заметный модифи5 цирующий эффект и защиту металла от вторичного окислени при выпуске. Присадка более 5 кг/т ванадиевого ферросилици затрудн ет проплавление накануне выпуска большой массы сплава, преп тствует равномерному распределению компонентов вThe input for the final deoxidation of less than 3 kg / t of vanadium ferrosilicon does not ensure the amount of titanium in the steel in an amount that creates a noticeable modifying effect and protects the metal from secondary oxidation during the release. The addition of more than 5 kg / t of vanadium ferrosilicon makes it difficult for the steel to melt on the eve of the release of a large mass of the alloy, preventing the components from being evenly distributed in the
расплаве, не создает необходимый модифицирующий и защитный эффект окончательного раскислени ,способствует по влению ликвационных зон в затвердевшем металле.melt, does not create the necessary modifying and protective effect of the final deoxidation, contributes to the appearance of segregation zones in the hardened metal.
Таким образом, предлагаемый способ раскислени и легировани основной электростали позвол ет получить сталь стабильного химического состава, легированную ванадием и модифицированную титаном, хорошо рафинированную от вредных при- месей и неметаллических включений с получением структуры, содержащей дисперсные карбонитриды, преимущественно ванади и титана. Последние способствуют измельчению зерна аустенита после нагрева при нормализации и получению дисперсной ферритоперлитной структуры стали. Повышение чистоты металла от оксидных и сульфидных неметаллических фаз, вл ющихс очагами хрупкого разрушени при отрицательных температурах и знакопеременных нагрузках, обеспечивает увеличение хладостойкости и усталостной прочности металла, и в конечном итоге,- повышение надежности и долговечности от- Thus, the proposed method of deoxidizing and doping basic electric steel allows to obtain steel of a stable chemical composition, doped with vanadium and modified with titanium, well refined from harmful impurities and non-metallic inclusions with obtaining a structure containing dispersed carbonitrides, mainly vanadium and titanium. The latter contribute to the grinding of austenite grain after heating with the normalization and obtaining of a dispersed ferritic perlite structure of steel. An increase in the purity of the metal from oxide and sulfide nonmetallic phases, which are centers of brittle failure at negative temperatures and alternating loads, provides an increase in cold resistance and fatigue strength of the metal, and ultimately, an increase in reliability and durability from
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884414645A SU1659493A1 (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Method of deoxidizing and alloying of low-carbon vanadium-bearing electric steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884414645A SU1659493A1 (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Method of deoxidizing and alloying of low-carbon vanadium-bearing electric steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1659493A1 true SU1659493A1 (en) | 1991-06-30 |
Family
ID=21370491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884414645A SU1659493A1 (en) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | Method of deoxidizing and alloying of low-carbon vanadium-bearing electric steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1659493A1 (en) |
-
1988
- 1988-04-25 SU SU884414645A patent/SU1659493A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N° 42596, кл. С 22 С 35/00, 1974. Авторское свидетельство СССР № 632736, кл. С 21 С 7/06, 1978. Авторское свидетельство СССР № 1090727,кл. С 21 С 5/52, 1984. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2254380C1 (en) | Method of production of rail steel | |
| EP2530171A1 (en) | Method for removing impurities in molten cast iron, and cast iron raw material | |
| SU1659493A1 (en) | Method of deoxidizing and alloying of low-carbon vanadium-bearing electric steel | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| JP4655573B2 (en) | Method for oxidative dephosphorization of chromium-containing hot metal | |
| SU1411350A1 (en) | Alloying composition | |
| RU2294382C1 (en) | Charge for smelting the steel in the arc-furnaces | |
| SU1359328A1 (en) | High-strength cast iron | |
| SU1296622A1 (en) | High-strength cast iron | |
| SU857271A1 (en) | Method of producing high-strength steel | |
| SU1617030A1 (en) | Alloying composition for treating cast iron | |
| RU2131931C1 (en) | Method of microalloying carbon steel | |
| SU1525225A1 (en) | Inoculating mixture for pig iron | |
| SU1444359A1 (en) | Alloying and slag-forming composition | |
| RU1803432C (en) | High-manganese vanadium-bearing cast steel smelting method | |
| RU2688015C1 (en) | Method of obtaining iron-carbon alloys in metallurgical units of various functional purpose | |
| Ciocan et al. | Effect of secondary vacuum treatment on performance characteristics of A516 grade 65 carbon steel | |
| SU1458417A1 (en) | Cast iron | |
| SU1357455A1 (en) | Wear-resistant cast iron for casts | |
| RU2608010C1 (en) | Method of steel making in electric arc furnace | |
| RU2238983C2 (en) | Material for microalloying using a furnace-ladle installation | |
| RU2052531C1 (en) | Nitrided steel | |
| SU1705391A1 (en) | Alloying additive for cast iron | |
| SU1027267A1 (en) | Cast iron | |
| SU986936A1 (en) | Method for smelting medium-and high-carbon alloyed steels |