CZ280941B6 - Způsob výroby ocelí s vysokou čistotou - Google Patents
Způsob výroby ocelí s vysokou čistotou Download PDFInfo
- Publication number
- CZ280941B6 CZ280941B6 CS92981A CS98192A CZ280941B6 CZ 280941 B6 CZ280941 B6 CZ 280941B6 CS 92981 A CS92981 A CS 92981A CS 98192 A CS98192 A CS 98192A CZ 280941 B6 CZ280941 B6 CZ 280941B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- steel
- nitrogen
- pressure
- vacuum
- alloying
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 12
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 claims description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum nickel Chemical compound [Cr].[Ni].[Mo] OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 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
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 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
Způsob výroby s vysokou čistotou s využitím nalegování dusíku v oceli za atmosférického tlaku s následným vakuovým zpracováním za spolupůsobení aktivní rafinační strusky spočívá v tom, že po konečné dezoxidaci lázně se provádí nalegování dusíku na 25 až 100 % jeho rozpustnosti v oceli, načež se ve vakuovém zařízení sníží tlak rychlostí minimálně 300 Pa.s.sup.-1 .n.na tlak nejméně 1300 Pa nebo nižší, jehož působení se tavenina vystavuje po dobu nejméně 5 minut, přičemž bazilita struska, vyjádřena poměrem oxidu vápenatého a oxidu křemičitého, je 1,5 až 3,5.ŕ
Description
Oblast techniky
Vynález »se týká způsobu výroby ocelí s vysokou čistotou, vyráběných na zařízeních vakuového zpracování, využívajících aktivního působení rafinační strusky, například při procesech vakuové dezoxidace, vakuového oxidačního oduhličení nebo vakuového obloukového odplynění.
Dosavadní stav techniky
Pro zvýšení mikročistoty ocelí se v zásadě dosud využívají tři technologie, které umožňují snížení počtu a velikosti nekovových vměstků v oceli. Jedná se o technologii legování oceli přísadami, které mění chemické složení a morfologii vměstků, způsobují jejich tavitelnost při teplotách ocelové lázně, a tím i jejich snadnější vyplouvání. Dále se jedná o technologii dmýchání inertních plynů do taveniny, přičemž při styku bublin plynu s nekovovými vméstky dochází k flotaci vměstků a k jejich vynášení k povrchu taveniny. Tyto dvě technologie se užívají pro odstranění produktů dezoxidace oceli, ale technologie legování oceli přísadami je omezena poměrně dlouhým časem, který je potřebný pro samovolné vyplouvání vměstků z oceli, a technologie dmýchání inertních plynů do taveniny velikostí a četností bublin, které přicházejí do styku s vméstky nahodile. Také je známa technologie ochrany licího proudu před reoxidací, která omezuje nebo zabraňuje vzniku oxidických nebo nitridických vměstků. Tato technologie zvýšení mikročistoty ocelí se uplatňuje ale až během odlévání oceli, přičemž neřeší problém odstranění vměstků v průběhu vlastní výroby oceli.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje způsob výroby ocelí s vysokou čistotou v rafinační fázi procesu s využitím nalegování dusíku v oceli za atmosferického tlaku s následným vakuovým zpracováním s aktivní rafinační struskou, jehož podstata spočívá v tom, že po konečné dezoxidaci lázně se provádí nalegování dusíku na 25 až 100 % jeho rozpustnosti v oceli, potom se ve vakuovém zařízení sníží tlak rychlostí minimálně 300 Pa.s-1 na tlak alespoň 1 300 Pa nebo nižší, jehož působení se tavenina vystavuje po dobu nejméně 5 minut, přičemž bazicita strusky, vyjádřená poměrem oxidu vápenatého a oxidu křemičitého je 1,5 až 3,5.
Způsob podle vynálezu se týká všech druhů konstrukčních, korozivzdorných i nástrojových ocelí a podmínkou jeho uplatnění je možnost nalegovat tekutou ocel dusíkem pomocí feroslitin nebo plynného dusíku a následné ji zpracovat ve vakuovém zařízení při současném využívání rafinační strusky.
Tekutá ocel se naleguje dusíkem za atmosférického tlaku na takový obsah, který značně převyšuje jeho rozpustnost v oceli při vakuu. V lázni tekuté oceli, která je při sníženém tlaku přesycena dusíkem, vznikají bublinky plynu přednostně na mezifázovém
-1CZ 280941 B6 rozhraní, tedy na nekovových vměstcích v oceli, tak zvaná heterogenní nukleace, a tyto bublinky s jádrem tvořeným vměstkem vyplouvají rychle na povrch taveniny, kde přecházejí do strusky. Na rozdíl od dmýchání inertního plynu, kde dochází pouze k nahodilému styku vměstků s bublinami plynu a jejich následnému vyplouvání je výhodou způsobu podle vynálezu zákonitá tvorba bublin plynu na všech vměstcích v oblastech tekuté oceli přesycené dusíkem vlivem působení sníženého tlaku.
Rozpustnost dusíku v tekuté oceli daného složení za atmosferického tlaku a teploty příkladně 1 600 °C, od jejíž hodnoty je odvozeno množství dusíku, kterým se provádí nalegování tekuté oceli v množství 25 až 100 % jeho rozpustnosti v oceli se určuje podle vztahu g (hmot.% N)_ = (-247/T - 1,22) - (4780/T - 1,51) (lgfN 1R7,K)-
- (1760/T - 0,91) (igfN,1873K)2 kde značí hmot. % N - rovnovážná rozpustnost v % hmot, dusíku fN 1873K koeficient aktivity dusíku v oceli při teplotě ' 1 600 °C, to jest 1873 K
T - absolutní teplota ve stupních K
U klasické austenitické chromniklové oceli typu 18/10 nebo austenitické chromniklmolybdenové oceli typu 18/10/2 je to 600 až
000 ppm, u konstrukčních nízkolegovaných ocelí 150 až 250 ppm. Rychlost snižování tlaku ve vakuovém zařízení je dána minimální rychlostí 300 Pa.s-1 v závislosti na výkonu zařízení a volném prostoru v pánvi nad hladinou tekuté oceli. Horní hranice rychlostí snižování tlaku je omezena těmito parametry a může činit například 1 200 Pa.s-1 nebo může být při vysokém výkonu vývěv a při velkém volném prostoru v pánvi nad hladinou tekuté oceli i vyšší, například 2 000 Pa.s-1. Spodní hranice tlaku je dána také výkonem vývěv a dále přítomností plynu v oceli a může činit až 50 Pa. Horní hranice působení tohoto vakua je dána dostatečným časovým intervalem pro vyplutí vměstků a jejich přechod do strusky, a tím zastavení celého procesu. Překračování této doby nemá na zvýšeni čistoty oceli další praktický význam, nutné je dodržení minimální doby působení vakua 5 minut, za horní mez tohoto časového intervalu lze z těchto důvodů proto považovat hranici 15 až 20 minut. Jinak tato horní hranice časového intervalu není omezena. Zároveň musí být zajištěna bazicita strusky v uvedeném rozmezí, vyšší bazicita znamená zvýšení viskozity strusky a ztížený přechod vměstků do strusky.
Způsobem podle vynálezu se z oceli odstraní 50 až 80 % všech endogenních oxidických nebo oxisulfidických primárních vměstků v oceli o velikosti do 20 um, což má za následek i snížení celkového obsahu kyslíku v oceli o zhruba 20 %. Způsob výroby oceli podle vynálezu lze kombinovat i s dalšími technologiemi, například s technologii legování oceli přísadami a s technologií ochrany licího proudu před reoxidací.
-2CZ 280941 B6
Příklad provedení vynálezu
Na 25 t elektrické obloukové peci a v zařízení vakuového oxidačního oduhličení byla vyrobena tavba oceli obsahující v hmot, množství 0,018 % uhlíku, 1,21 % manganu, 0,48 % křemíku, •17,28 % chrómu, 13,46 % niklu, 2,39 % molybdenu, 0,014 % hliníku, 0,059 % dusíku, zbytek železo a ostatní doprovodné prvky a nečistoty. Produkt byl nataven v elektrické obloukové peci z požadovaného množství vsázkových surovin, potřebných k dosažení shora uvedeného konečného chemického složení. Tekutý poloprodukt byl v zařízení vakuového oxidačního oduhličení podroben oxidaci, předběžné desoxidaci, rafinaci, dolegování na konečné chemické složení a po konečné desoxidaci byl porézním kamenem dnem pánve dmychán plynný dusík až na obsah 0,192 % hmot, v oceli, to jest 80 % rozpustnosti dusíku v tavenině. Potom byl vakuový keson uzavřen a byl snížen tlak rychlostí 1 000 Pa.s-1 na tlak 130 Pa, to jest doba snižování vakua činila 100 s. Doba působení tohoto vakua byla 10 minut. Obsah kyslíku v takto vyrobené tavbě činil 35 ppm, to jest 0,0035 % hmot., zatímco u taveb stejné výrobní značky oceli vyráběných běžnou technologií se obsahy kyslíku pohybovaly v rozmezí 40 až 60 ppm. Bazicita strusky, vyjádřená poměrem oxidu vápenatého a oxidu křemičitého činila 2,5.
Oproti běžným technologiím výroby oceli došlo ke zlepšení mikročistoty oceli až o 30 %. Při hodnocení mikročistoty podle US normy ASTM E 45-76 metodou A byly výsledky u vměstků korundového typu v menší velikostní třídě u oceli vyrobené podle vynálezu ve srovnání s obvyklými technologiemi nižší.
Průmyslová využitelnost
Způsob výroby ocelí podle vynálezu lze uplatnit při výrobě nej různějších druhů ocelí, kde je možno nalegovat tekutou ocel dusíkem a potom ji zpracovat ve vakuovém zařízení při spolupůsobení rafinační strusky.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKYZpůsob výroby ocelí s vysokou čistotou v rafinační fázi procesu s využitím nalegování dusíku v oceli za atmosférického tlaku s následným vakuovým zpracováním s aktivní rafinační struskou, vyznačující se tím, že po konečné dezoxidaci lázně se provádí nalegování dusíku na 25 až 100 % jeho rozpustnosti v oceli, potom se ve vakuovém zařízení sníží tlak rychlostí minimálně 300 Pa.s-1 na tlak alespoň 1 300 Pa a nižší, jehož působeni se tavenina vystavuje po dobu nejméně 5 minut, přičemž bazicita strusky vyjádřená poměrem oxidu vápenatého a oxidu křemičitého je 1,5 až 3,5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS92981A CZ280941B6 (cs) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | Způsob výroby ocelí s vysokou čistotou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS92981A CZ280941B6 (cs) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | Způsob výroby ocelí s vysokou čistotou |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ98192A3 CZ98192A3 (en) | 1994-02-16 |
| CZ280941B6 true CZ280941B6 (cs) | 1996-05-15 |
Family
ID=5343056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS92981A CZ280941B6 (cs) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | Způsob výroby ocelí s vysokou čistotou |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ280941B6 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ297122B6 (cs) * | 2005-07-26 | 2006-09-13 | TRINECKÉ ZELEZÁRNY, a. s. | Zpusob výroby vysocecistých ocelí |
| CZ298889B6 (cs) * | 2004-07-23 | 2008-03-05 | Trinecké železárny a. s. | Zpusob výroby ocelí s garantovaným obsahem dusíku |
-
1992
- 1992-04-02 CZ CS92981A patent/CZ280941B6/cs unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ298889B6 (cs) * | 2004-07-23 | 2008-03-05 | Trinecké železárny a. s. | Zpusob výroby ocelí s garantovaným obsahem dusíku |
| CZ297122B6 (cs) * | 2005-07-26 | 2006-09-13 | TRINECKÉ ZELEZÁRNY, a. s. | Zpusob výroby vysocecistých ocelí |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ98192A3 (en) | 1994-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI73740C (fi) | Kontroll av kvaevehalten i rostfritt staol i samband med staolframstaellningen. | |
| CN114318108A (zh) | 一种超低铝高纯工业纯铁生产方法 | |
| US4004920A (en) | Method of producing low nitrogen steel | |
| CZ280941B6 (cs) | Způsob výroby ocelí s vysokou čistotou | |
| CN116287559B (zh) | 一种车轴钢Ds类夹杂物冶炼控制方法、车轴钢 | |
| US4170467A (en) | Method for producing high chromium steels having extremely low carbon and nitrogen contents | |
| AU2022296120B2 (en) | Molten steel refining method | |
| KR900004158B1 (ko) | 금속 및 금속 합금의 정련시 오염 원소의 제거방법 | |
| KR100368723B1 (ko) | 극저탄소 알루미늄 탈산강의 정련방법 | |
| JPH0153329B2 (cs) | ||
| JPS63143216A (ja) | 極低炭素・低窒素鋼の溶製方法 | |
| JP7468567B2 (ja) | 溶鋼の脱窒処理方法 | |
| JP7480751B2 (ja) | 溶鋼の脱窒方法および鋼の製造方法 | |
| JPH0873923A (ja) | 耐水素誘起割れ性に優れた清浄鋼の製造法 | |
| JPH05331523A (ja) | 軸受鋼用溶鋼の精錬方法 | |
| KR100325098B1 (ko) | 전기로용강의처리방법 | |
| KR100900650B1 (ko) | 용강중 칼슘 성분 조정용 와이어 및 이를 이용한 용강중칼슘 성분 조정방법 | |
| KR100910471B1 (ko) | 용강의 청정도 및 탈류효율 향상 방법 | |
| KR100402005B1 (ko) | 청정도가 우수한 극저탄소 알루미늄 탈산강의 정련방법 | |
| JPH08157934A (ja) | 溶鋼のＣａ処理方法 | |
| JP3404760B2 (ja) | 溶鋼の脱硫方法 | |
| JPH05195041A (ja) | 電気炉溶鋼を用いた低窒素鋼の溶製法 | |
| BE1003182A4 (fr) | Procede de fabrication de l'acier d'usage courant. | |
| SU981384A1 (ru) | Способ рафинировани конструкционных и легированных сталей | |
| JPH04318119A (ja) | 高清浄度鋼の溶製方法 |