CS265174B1

CS265174B1 - A method for deoxidizing an iron melt in a reaction vessel

Info

Publication number: CS265174B1
Application number: CS876451A
Authority: CS
Inventors: Pavel Ing Raska; Milan Ing Macozsek; Vladislav Ing Csc Lansky; Ludovit Doc Ing Csc Dobrovsky; Jaromir Ing Zavisky; Jaroslav Ing Csc Petros; Rudolf Ing Drsc Peska; Frantisek Ing Hromek; Jan Ing Csc Chvojka
Original assignee: Raska Pavel; Milan Ing Macozsek; Vladislav Ing Csc Lansky; Ludovit Doc Ing Csc Dobrovsky; Zavisky Jaromir; Petros Jaroslav; Rudolf Ing Drsc Peska; Hromek Frantisek; Chvojka Jan
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1987-09-07
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS645187A1

Abstract

Okolem řešení je vytvoření dobrých termodynamických podmínek pro optimální desoxidaci oceli v pánvi, kde se tvoří snadno vyplouvající vměstky, důsledkem čehož je* dosažení vyšší čistoty oceli. Za tím účelem se po ukončení zkujňování surového železa kyslíkem do taveniny železa přidává za současného dmýchání inertního plynu hliník až do snížení obsahu rozpouštěného kyslíku na hodnotu nižší než je hodnota obsahu kyslíku při termodynamické rovnováze s obsahem spodní hranice uhlíku vyráběné značky oceli.The solution is to create good thermodynamic conditions for optimal steel deoxidation in the ladle, where easily floating inclusions are formed, resulting in higher steel purity. For this purpose, after the completion of the oxygen refining of pig iron, aluminum is added to the molten iron while blowing in an inert gas until the dissolved oxygen content is reduced to a value lower than the oxygen content at thermodynamic equilibrium with the lower carbon content of the steel grade produced.

Description

Vynález se týká způsobu desoxidace taveniny železa při výrobě oceli kyslíkovými pochody a řeší vytvoření dobrých termodynamických podmínek pro optimální desoxidaci oceli v pánvi, kdy se tvoří snadno vyplouvající vměstky, což má vliv na dosažení vyšší čistoty oceli.The present invention relates to a process for the deoxidation of iron melt in the production of steel by oxygen processes, and to the provision of good thermodynamic conditions for optimum deoxidation of the steel in a ladle, forming easily flowing inclusions, which has the effect of achieving higher steel purity.

Výroba oceli kyslíkovými pochody je v současné době nejrozšířenější způsob výroby, kde vháněný zkujňovací kyslík do taveniny surového železa okysličuje uhlík a doprovodné prvky jako křemík, mangan, fosfor, případně další prvky, které jsou v tavenině železa rozpuštěné.The production of steel by oxygen processes is currently the most widespread method of production, where blowing oxygen into the pig iron melt oxidizes carbon and accompanying elements such as silicon, manganese, phosphorus, or other elements that are dissolved in the iron melt.

V průběhu zkujňovacího procesu se v tavenině železa rozpouští část kyslíku a jeho koncentrace závisí na fyzikálně-chemickém stavu taveniny po ukončeném okysličování uhlíku a doprovodných prvků. Přebytečný obsah rozpuštěného kyslíku v tavenině železa se musí odstranit přísadami prvků nebo slitinami prvků, jejichž kysličníky mají větší termodynamickou stabilitu než kysličníky železa. Odstranění přebytečného obsahu rozpuštěného kyslíku se provádí odkysličením taveniny - desoxidaci. Přidávání desoxidačních přísad do taveniny železa se při výrobě ocelí kyslíkovými procesy provádí během odpichu, tedy při vylévání taveniny železa z reakční nádoby do pánve. Současně s přidáváním desoxidačních přísad se do taveniny železa přidávají i prvky nebo slitiny prvků, které mají za úkol zlepšit zejména mechanické vlastnosti vyráběné oceli. Jsou to tzv. legující přísady, z nichž některé mají i desoxidační účinek. Desoxidační a legující přísady se přidávají do proudu taveniny železa během odpichu v pořadí podle afinity prvků ke kyslíku a to od nejnižší afinity k nejvyšší tak, aby po naplnění přibližně 3/4 objemu pánve bylo přidávání přísad ukončeno. Nevýhodou tohoto způsobu desoxidace i legování je, že se nedají zajistit standardní podmínky desoxidace a legování taveniny železa. Proměnlivá úroveň aktivity kyslíku po ukončeném zkujňování, vliv sekundárdní oxidace železa během odpichu vzdušným kyslíkem, nerovnoměrné složení a množství nekovové fáze-strusky, která je ve styku s taveninou železa při odpichu v reakční nádobě i v pánvi má za následek proměnlivé využití desoxidačních a legujících přísad. Jelikož produktem desoxidačních reakcí mezi rozpuštěným kyslíkem a desoxidačním prvkem jsou kysličníky, tedy pevné částice - vměstky, znečisťující vyráběnou ocel a snižující její mechanické vlastnosti, pak nestandardní fyzikálně-chemické podmínky desoxidace a legováni taveniny železa neumožňují stabilizovat desoxidační reakce tak, aby produktem byly vměstky vhodného typu, složení a tvaru, které mají vhodné vlastnosti pro vyplouvání z taveniny oceli a pohlcování ve strusce.During the refining process, some of the oxygen dissolves in the iron melt and its concentration depends on the physico-chemical state of the melt upon completion of the oxygenation of the carbon and accompanying elements. Excess dissolved oxygen in the iron melt must be removed by elemental additions or element alloys whose oxides have greater thermodynamic stability than iron oxides. The removal of excess dissolved oxygen is carried out by deoxidation of the melt - desoxidation. The addition of the deoxidizing additives to the iron melt is carried out during the production of steels by oxygen processes during tapping, i.e. when the iron melt is poured from the reaction vessel into the ladle. Simultaneously with the addition of the deoxidizing additives, elements or alloys of the elements are added to the melt of the iron, in particular to improve the mechanical properties of the steel produced. These are the so-called alloying ingredients, some of which also have a deoxidizing effect. The deoxidizing and alloying additives are added to the iron melt stream during tapping, in order of the affinity of the elements for oxygen, from the lowest affinity to the highest, so that, after filling approximately 3/4 of the ladle volume, the addition of the additives is stopped. The disadvantage of this method of deoxidation and alloying is that standard conditions of deoxidation and alloying of the iron melt cannot be ensured. Variable levels of oxygen activity after completion of refining, the effect of secondary iron oxidation during tapping with airborne oxygen, uneven composition and the amount of non-metallic slag phase in contact with the iron melt during tapping in the reaction vessel and ladle results in variable utilization of deoxidizing and alloying additives . Since the products of the deoxidation reactions between dissolved oxygen and the deoxidation element are oxides, ie solid particles - inclusions, contaminating the steel produced and reducing its mechanical properties, the non-standard physico-chemical conditions of deoxidation and alloying of iron melt do not stabilize the deoxidation reactions type, composition and shape having suitable properties for melt-off and slag absorption.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob desoxidace taveniny železa v reakční nádobě podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že po dokončeném zkujňování surového železa kyslíkem se do taveniny přidává za současného dmýchání inertního plynu hliník, až do snížení obsahu rozpuštěného kyslíku na hodnotu nižší než je hodnota obsahu kyslíku při termodynamické rovnováze s obsahem spodní hranice uhlíku vyráběné značky oceli.The above-mentioned disadvantages are overcome by the process of deoxidizing the iron melt in the reaction vessel according to the invention, which comprises adding aluminum to the melt after completion of the refining of pig iron with simultaneous blowing of inert gas until the dissolved oxygen content is lower than oxygen at thermodynamic equilibrium containing the lower limit of carbon produced by the steel brand.

Výhodou způsobu desoxidace taveniny podle vynálezu je, že vytváří dobré podmínky pro tvorbu poměrně velkých snadno vyplouvajících vměstků, jejichž vyplouvání urychlí současné prodmychávání taveniny železa inertním plynem. Důsledkem je dosažení vyšší čistoty oceli.An advantage of the melt deoxidation process of the present invention is that it creates good conditions for the formation of relatively large, easy-flowing inclusions, the discharge of which accelerates the simultaneous blowing of the iron melt with inert gas. This results in higher steel purity.

Výhodou způsobu je také to, že umožní i vhodnou úpravu strusky v reakční nádobě a sníží její oxidační účinek při styku s taveninou železa. Další výhodou je i to, že se dosáhne podstatně výší využití desoxidačních a legujících prvků přídavných do taveniny železa při odpichu do pánve.Another advantage of the process is that it also allows for a suitable treatment of the slag in the reaction vessel and reduces its oxidizing effect upon contact with the iron melt. A further advantage is that substantially the utilization of desoxidizing and alloying elements additional to the iron melt is achieved when tapping into the ladle.

K bližšímu objasnění způsobu desoxidace podle vynálezu se uvádí, že na 75 t konvertoru se spodním dmýcháním kyslíku byla vyráběna ocel s výrobním složením obsahu uhlíku 0,15 až 0,20 % hmot. Po ukončeném dmýchání kyslíku byla pri teplotě taveniny 1 650 °C změřena aktivita kyslíku 540 ppm Poté byla přisazena přísada hliníku v množství 0,36 kg.t ^za současného prodmíchávání taveniny inertním plynem - dusíkem. Naměřená aktivita kyslíku v tavenině po přísadě byla 110 ppm, tj. 0,011 % hmot.kyslíku. Tato naměřená hodnota aktivity kyslíku je nižší než rovnovážný obsah kyslíku pro 0,15 % hmot. uhlíku. Rovnovážný obsah kyslíku při teplotě 1 650 °C pro obsah uhlíku 0,15 % hmot. byl 0,016 356 % hmot.To further elucidate the deoxidation process of the present invention, it is stated that a steel having a carbon content of 0.15 to 0.20% by weight was produced on a 75 ton bottom oxygen blowing converter. After the oxygen was blown, oxygen activity of 540 ppm was measured at a melt temperature of 1650 ° C. An aluminum additive of 0.36 kg.t. was added to the melt while stirring the melt with an inert gas-nitrogen. The measured oxygen activity in the melt after the additive was 110 ppm, i.e. 0.011% oxygen by weight. This measured oxygen activity value is less than the equilibrium oxygen content for 0.15 wt%. carbon. Equilibrium oxygen content at 1,650 ° C for a carbon content of 0.15 wt. % was 0.016 356 wt.

Claims

Process for deoxidizing an iron melt in a reaction vessel, characterized in that, after the finished refining of pig iron with oxygen, aluminum is added to the iron melt while blowing inert gas until the dissolved oxygen content is lower than the oxygen content of the thermodynamic equilibrium with the lower limit carbon steel brand steel.