CS212635B1

CS212635B1 - Alloy to simultaneously steel and desoxidize steel

Info

Publication number: CS212635B1
Application number: CS90880A
Authority: CS
Inventors: Milan Harok; Frantisek Sotola
Original assignee: Milan Harok; Frantisek Sotola
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Vynález se týká slitiny k současnému nauhiičení a desoxidaci oceli, vyráběné v některém z hutnických agregátů, zejména v kyslíkovém konvertoru, tandemové a martinské peci. Slitina podle vynálezu sestává ze surového železa s příměsí hliníku nebo vápníku anebo s příměsí obou v rozmezí od 0,2 do 7 95 hmotnosti.,, Slitina umožňuje výrobu středně a vysokouhlíkové oceli s nízkým obsahem nežádoucích vměstků, dále to, že má větší měrnou hmotnost než vyráběná ocel, takže se lépe využije odkysličujícího prvku k vlastnímu odkysličení oceli.The invention relates to an alloy for simultaneous carburization and deoxidation of steel produced in one of the metallurgical aggregates, in particular in an oxygen converter, tandem and open-hearth furnace. The alloy according to the invention consists of pig iron with an admixture of aluminum or calcium or with an admixture of both in the range from 0.2 to 7.95 by weight.,, The alloy enables the production of medium and high carbon steel with a low content of undesirable inclusions, furthermore, it has a higher specific gravity than the steel produced, so that the deoxidizing element is better used for the actual deoxidation of the steel.

Description

Vynález se týká slitiny k současnému nauhličení a desoxidace oceli jak ve výrobním agregátu, tak v ocelářské pánvi při výrobé středné a vysokouhlíkové oceli.The present invention relates to an alloy for the simultaneous carburization and deoxidation of steel in both a production aggregate and a steel ladle in the manufacture of medium and high carbon steel.

Středné a vysokouhlíkové oceli se vyrábějí dvojím způsobem. Podle jednoho způsobu, nazvaného výrobou oceli na chytačku, se vsázka zkujní na takový obsah uhlíku, aby se v tavbovém vzorku obdržel jeho požadovaný obsah, po přísadě odkysliSujících a legujících prvků. Odpíchnutí oceli při vyšším obsahu uhlíku je spojeno s obtížnějším odfosfořením a odsířením vsázky.Medium and high carbon steels are produced in two ways. According to one method, called the production of steel for a gripper, the batch is tested for a carbon content such that the desired content is obtained in the melt sample after the addition of deoxidizing and alloying elements. Tapping of steel at higher carbon content is associated with more difficult de-phosphorization and desulfurization of the feedstock.

Dosažení vyhovujícího obsahu škodlivých příměsí klade zvýšené nároky na proces rafinaee, což je spojeno se snížením výkonu výrobního agregátu. Získání předepsaného obsahu uhlíku v hotbvé oceli vyžaduje rychlou analýzu odebraných vzorků.Achieving a satisfactory content of harmful impurities places increased demands on the refining process, which is associated with a reduction in the power of the production unit. Obtaining the prescribed carbon content in hot steel requires rapid analysis of the samples taken.

Podle druhého způsobu.se ocel vyrábí stejně jako ocel nízkouhlíková. Předepsaného obsahu uhlíku v oceli se dosáhne nauhličením kovu ·· peci nebo v odlévací pénvi. Při tomto způsobu sice nevznikají obtíže s odfosfořením nebo odsířením ocelí, avšak ocel je znečištěna větším množstvím vměstků. Zvýšený obsah vměstků v ocelí je dén jednak tím, že ocel se odpichuje při nižším obsahu uhlíku, přitom s klesajícím obsahem uhlíku stoupá obsah kyslíku v oceli, a jednak tím, že určité množství vměstků se vnáší do oceli nečistotami, obsaženými v nauhličovadle. V současné době se ocel nauhličuje v peci i v pénvi. K nauhličování se používá například koks, antracit, grafitové elektrody, surové železo, zrcadlovina apod. Aby se snížil obsah kyslíku v oceli, přidávají se do výrobního zařízení i odlévací pánve některé odkysličovadla, zejména na bézi manganu, křemíku a hliníku.According to a second method, steel is produced in the same way as low carbon steel. The prescribed carbon content of the steel is achieved by carburizing the metal in a furnace or in a casting vessel. Although this process does not cause problems with de-phosphorizing or desulphurisation of steels, the steel is contaminated with a greater number of inclusions. The increased content of inclusions in the steel is also due to the fact that the steel is tapped at a lower carbon content while the oxygen content of the steel increases as the carbon content decreases, and that a certain amount of inclusions is introduced into the steel by impurities contained in the carbohydrate. At present, steel is carburized in both the furnace and the furnace. For carburizing, for example, coke, anthracite, graphite electrodes, pig iron, mirror, etc. In order to reduce the oxygen content of the steel, some deoxidizers are added to the production equipment, especially on manganese, silicon and aluminum bases.

Jako jedno z nejvýhodnějších odkysličovadel se jeví hliník. Jeho vysoké afinita ke kyslíku umtižňuje snížit obsah reziduélního kyslíku na velmi nízkou hodnotu, přičemž vzniklé hlinitanové vměstky se z oceli,poměrně dobře vylučují. Nevýhodou hliníku je však jeho malá měrné hmotnost. Zavádění hliníku do tekutého kovu je proto velmi obtížné.Aluminum appears to be one of the most preferred deoxidizers. Its high affinity for oxygen makes it possible to reduce the residual oxygen content to a very low value, whereby the aluminate inclusions formed are relatively well eliminated from the steel. However, the disadvantage of aluminum is its low density. The introduction of aluminum into the liquid metal is therefore very difficult.

Jsou známy způsoby desoxidace oceli za použití komplexních odkysličovadel na bézi s hliníkem, jejichž hmotnost je větší než hmotnost tekuté strusky, nebo ponořováním hliníkových tyčí nebo housek do tekutého kovu, mechanickým vháněním hliníkového drátu do kovové lázně, apod. Tyto způsoby desoxidaoe oceli jsou náročné na fyzickou práci, přičemž se jimi neodstraní znečišťování oceli vměstky, vnášenými do oceli nauhličovadly.Methods of deoxidizing steel using complex aluminum-based deoxidizers with a mass greater than that of liquid slag, or by dipping aluminum rods or rolls into liquid metal, mechanically injecting aluminum wire into a metal bath, etc. are known. physical contamination, which does not remove the contamination of the steel by inclusions introduced into the steel by carburizing agents.

Uvedené nevýhody známého stavu techniky při desoxidaci a nauhličovóní oceli se odstraní slitinou k současnému nauhličování a desoxidaci oceli podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že slitina sestává ze surového železa s příměsí hliníku a vápníku v rozmezí od 0,2 do 7 95 hmotnosti, a to jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci.The above-mentioned disadvantages of the prior art in the deoxidation and carburization of steel are eliminated by the alloy for simultaneous carburization and deoxidation of the steel according to the invention, characterized in that the alloy consists of pig iron with an aluminum and calcium admixture in the range of 0.2 to 7,955. individually or in combination.

Místo normálního oceláreuského železa,lze uvedenými odkysličovadly halegovat i železo se zvýšeným obsahem manganu, křemíku, chrómu, niklu, titanu apod. V tomto případě se vhodně spojí proces nauhličení a desoxidaoe oceli s jejím legováním.Instead of normal steelworking iron, it is also possible to halogenate iron with an increased content of manganese, silicon, chromium, nickel, titanium, etc. by means of said deoxidizing agents.

Výhodou slitiny podle vynálezu je to, že umožňuje výrobu středně a vysokouhlíkové oceli s nízkým obsahem nežádoucích vměstků, déle to, že slouží k současnému nauhličování i odkysličení kovu, v případě potřeby i k legování, a že ji lze vyrobit v každé ocelárně, která zpracovává tekuté surové železo, nebo které mé k dispozici vhodné taviči zařízení.The advantage of the alloy according to the invention is that it allows the production of medium and high carbon steel with a low content of undesirable inclusions, longer that it serves for both carburizing and deoxidizing the metal, if necessary alloying, and that it can be produced in any pig iron, or which has a suitable melter available.

Její další výhodou je to, Že ji lze použít podle výrobního zařízení, potřeby a možnosti v tekuté i tuhé formě, déle to, že při nauhličování se do oceli nevnášejí vměstky exogenního charakteru, které jsou obsaženy v normálních nauhličovadlech ve formě popele a jiných nečistot, a to, že mó větší měrnou hmotnost, takže se odkysličující prvek lépe využije k vlastnímu odkysličení oceli. Při odkysličovéní oceli nastává i menší zpětné redukce fosforu ze etrusky do oceli.Its other advantage is that it can be used according to the production equipment, needs and possibilities in liquid and solid form, longer that the carburization does not bring in the steel inclusions of exogenous character, which are contained in normal carbons in the form of ash and other impurities, and that it has a higher specific gravity, so that the deoxidizing element is better utilized to actually deoxidize the steel. With deoxidized steel, there is also a smaller back reduction of phosphorus from the etruscan to the steel.

Současný proces nouhličovéní i odkysličovéní oceli umožňuje výrobu středně i vysokouhlí kových ocelí nauhličením nískouhlíkovó oceli surovým železem se zvýšeným obsahem odkysličovadle, aniž by dofilo k výraznému znečištění oceli nežádoucími endogenními vměstky.The current process of both carbon and deoxidized steel allows the production of medium and high carbon steels by carbonizing carbon-steel with pig iron with an increased oxidant content, without causing significant contamination of the steel with undesired endogenous inclusions.

Výroba oceli s vyšším obsahem uhlíku metodou nauhličovóní umožňuje zvýšit výrobní kapacitu zařízení, produktivitu práce a snížit zpracovací náklady.Production of steel with higher carbon content by carburizing allows to increase the production capacity of the equipment, labor productivity and lower processing costs.

Jako příklad se uvádí způsob výroby středně nebo vysokouhlíkové oceli, u kterého se vsázka zkujňuje v kyslíkovém konvertoru, tandemové, martinské nebo elektrické peci stejným způsobem, jako při výrobě nízkouhlíkové oceli. Nízký obsah uhlíku před odpichem umožňuje dosáhnout nízký obsah fosforu i síry v oceli. Po dosažení předepsané teploty se struska zahustí vápnem, načež se provede předběžné odkysličení přísadou feromanganu,resp. silikomanganu.By way of example, a process for producing medium or high carbon steel is used in which the batch is refined in an oxygen converter, tandem, martin or electric furnace in the same manner as in the production of low carbon steel. The low carbon content before tapping allows to achieve a low phosphorus and sulfur content in the steel. After the prescribed temperature has been reached, the slag is thickened with lime, followed by pre-deoxygenation with the addition of ferro-manganese, respectively. silicomanganese.

V dalěí fázi se podle obsahu uhlíku v peci před nauhličovéním a podle požadovaného obsahu uhlíku ve vyráběné oceli přisadí do výrobního zařízení potřebné množství surového železa o hmotnostním složení např. uhlík 4,5 %, mangan 0,8 %, křemík 0,8 %, fosfor 0,2 %, síra 0,04 %, se zvýěeným obsahem odkysliČujících prvků, kterým se zajistí nauhličení kovu. Obsah odkysliČujících prvků v tomto surovém železe se reguluje podle jeho přidávaného množství. Tak například při výrobě 'vysokouhlíkové oceli s hmotnostním obsahem uhlíku 0,80 %, je hmotnostní obsah uhlíku v ní před nauhličovéním 0,10%. V tomto případě je množství dolévaného surového železa dosti značné, a proto obsah desoxidačních prvků hliníku nebo vápníku se v něm pohybuje kolem dolní předepsané meze, tj. od 0,2 do 1,0 % hmotnosti.Depending on the carbon content of the kiln before carburizing and the desired carbon content of the steel produced, the required amount of pig iron is added to the production plant, for example carbon 4.5%, manganese 0.8%, silicon 0.8%, phosphorus 0.2%, sulfur 0.04%, with an increased content of deoxygenating elements to ensure carburization of the metal. The content of deoxidizing elements in the pig iron is controlled according to its added amount. For example, in the manufacture of high carbon steel with a carbon content of 0.80%, the carbon content in it before carbonization is 0.10%. In this case, the amount of pig iron to be charged is quite large, and therefore the content of the deoxidizing elements of aluminum or calcium is around the lower prescribed limit, i.e. from 0.2 to 1.0% by weight.

Při výrobě středněuhlíkové oceli s hmotnostním obsahem uhlíku 0,50%, s uhlíkem před jejím nauhličovéním nad 0,10 Sř, se k nauhličování používá menšího množství surového železa. Aby se v tomto případě dosáhlo stejného odkysličujícího účinku, obsahuje surové železo hliník nebo vápník od od 1 do 3 % hmotnosti.In the production of medium carbon steel with a carbon content of 0.50% by weight, with carbon before its carburization above 0.10 Sr, smaller amounts of pig iron are used for carburization. In this case, in order to achieve the same deoxidizing effect, the pig iron contains aluminum or calcium from 1 to 3% by weight.

Při výrobě oceli, s hmotnostním obsahem uhlíku 0,30%, je přísada surového železa k nauhličovéní velmi malé. O to více je třeba zvýšit obsah odkysliČujících prvků v surovém železe. Zvýšení je zvlóšl výrazné, přisazuje-li se surové železo k nauhličování oceli, která hmotnostně obsahuje pod 0,10 % uhlíku, nebol s klesajícím obsahem uhlíku roste propal odkysliČujících prvků. V tomto případě je třeba počítat s obsahem odkysliČujících prvků v surovém železe 3 až 7 % hmotnosti. Při těchto jejich vysokých obsazích je vhodné očkysličující prvky přidávat do surového železa v tekuté formě.In steel production, with a carbon content of 0.30%, the pig iron additive for carburization is very small. It is all the more necessary to increase the content of deoxygenating elements in pig iron. The increase is particularly pronounced when pig iron is added to the carburization of steel containing less than 0.10% by weight of carbon, since the burn-off of deoxidizing elements increases with decreasing carbon content. In this case, it is necessary to take into account the content of deoxygenating elements in pig iron of 3 to 7% by weight. At these high contents, it is appropriate to add the oxidizing elements to the pig iron in liquid form.

Po nauhličení oceli uvedeným surovým železem se podle potřeby provede homogenizace táveniny dmýchéním plynného média, přisadí se potřebné množství legur a ocel se odpíchne do odlévací pánve.After the steel has been carburized with said pig iron, the melt is homogenized by blowing the gaseous medium as necessary, the required amount of alloys is added and the steel is tapped into the ladle.

V pánvi se provádí podle potřeby konečné odkysličení a dolegovéní oceli.In the ladle, final de-oxygenation and low-alloy steel are carried out as required.

Claims

An alloy for the simultaneous carburization and deoxidation of steel, in particular medium and high carbon, characterized by the fact that it consists of pig iron with an addition of aluminum and calcium in the range of 0.2 to 7% by weight, individually or in combination.

Severografia, n. P. Plant 7, Most