CZ290238B6 - Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí - Google Patents

Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí Download PDF

Info

Publication number
CZ290238B6
CZ290238B6 CZ1998730A CZ73098A CZ290238B6 CZ 290238 B6 CZ290238 B6 CZ 290238B6 CZ 1998730 A CZ1998730 A CZ 1998730A CZ 73098 A CZ73098 A CZ 73098A CZ 290238 B6 CZ290238 B6 CZ 290238B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
bath
austenitic
alloy
oxygen
steel
Prior art date
Application number
CZ1998730A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ73098A3 (cs
Inventor
Miroslav Ing. Csc. Benda
Bohuslav Ing. Chmiel
Miroslav Ing. Pustowka
Jana Ing. Poláchová
Jiří Ing. Dokoupil
Original Assignee
Třinecké ®Elezárny A. S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Třinecké ®Elezárny A. S. filed Critical Třinecké ®Elezárny A. S.
Priority to CZ1998730A priority Critical patent/CZ290238B6/cs
Publication of CZ73098A3 publication Critical patent/CZ73098A3/cs
Priority to CZ20014513A priority patent/CZ291706B6/cs
Publication of CZ290238B6 publication Critical patent/CZ290238B6/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Zp sob v²roby vysoce legovan²ch austenitick²ch a austeniticko-feritick²ch ocel taven m v²choz vs zky v elektrick obloukov peci a jej m dal m zpracov n m pochodem vakuov ho oxida n ho oduhli en za pou it chemick ho oh°evu jako dodate n ho zdroje tepla, spo v v tom, e do tavby se v pr b hu pochodu vakuov ho oxida n ho oduhli ov n po ukon en oxida n f ze p°isazuje v mno stv 0,5 a 20 % hmotn. z jej celkov hmotnosti pevn² odpad z vysoce legovan²ch ocel , nap° klad ocel vysoce legovan²ch b rem nebo manganem, p°i em p°ed a/nebo po t to p° sad pevn ho odpadu se alespo jednou prov d chemick² oh°ev l zn , p°i n m se do l zn p°id v p° sada hlin ku a/nebo hlin ku spole n s feroslitinami k°em ku v mno stv 0,5 a 8 kg na tunu oceli, po n se do l zn za podtlaku, zaji uj c ho ods t plynn²ch zplodin, prov d dm²ch n kysl ku alespo jednou kysl kovou tryskou p°i objemov m pr toku 10 a 70 m.sup.3.n./h na tunu celkov hmotnosti tavby, a p°i em se sou asn obsah hlin ku nebo k°em ku v l zni udr uje na hodnot nejm n rovn hodnot jejich kritick koncentrace, zamezuj c nadm rn mu n r stu obsahu kysl ku v objemu kovov l zn , na e se po homogenizaci pod rafina n struskou p°ed ukon en m tavby prov d dolegov n a homogenizace oceli.\

Description

Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí vytavením vysoce legované tekuté vsázky v elektrické obloukové peci a jejím následujícím mimopecním zpracováním pochodem vakuového oxidačního oduhličení s použitím dodatečného zdroje tepla v jeho průběhu.
Dosavadní stav techniky
Stávající obecně známá technologie pochodu elektrická oblouková pec (EOP) - zařízení pro vakuové oxidační oduhličování (VOD) a její varianty řeší úspěšně výrobu široké oblasti značek korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí, včetně ekonomického zpracování jejich odpadů. Jde přitom zejména o odpady ocelí vysoce legovaných chromém a prvky s nižší afinitou ke kyslíku rozpuštěnému v lázni než činí jeho afinita k rozpuštěnému chrómu o daném obsahu, například takovými jako jsou nikl, molybden a podobně.
Pro realizaci oduhličení za současné minimalizace propalu chrómu ve fázi oxidační rafinace v zařízení VOD je zde využito té skutečnosti, že afinita uvedených prvků v roztavené oceli ke kyslíku s růstem teploty výrazně klesá, zatímco afinita uhlíku ke kyslíku s růstem teploty klesá nevýrazně a roste se snížením tlaku. Toto umožňuje sázet vysoce legované oceli uvedenými prvky již pece do EOP pro výrobu vysoce legované tekuté vsázky pro zařízení VOD a v zařízení VOD pak provádět úspěšně oxidační i redukční rafinaci lázně v pánvi za vysokého stupně využití jmenovaných prvků při dosahování požadovaných i velmi nízkých obsahů uhlíku (cca 0,01 % hmotn. uhlíku).
Stávající technologie a její známé varianty mají však, zejména u menších výrobních agregátů, následující omezení.
V prvé řadě se jedná o omezení, která vyplývají z fyzikálně chemických zákonitostí, způsobující jednak nemožnost efektivního zpracování korozivzdorných chromniklových a chromniklmolybdenových odpadů legovaných i prvky s vysokou afinitou ke kyslíku, například bórem, křemíkem a hliníkem, aniž by došlo k výraznému propalu těchto prvků v oxidační fázi výroby tekuté vsázky v peci EOP a v průběhu oxidační fáze v zařízení VOD, a jednak omezené možnosti efektivního zpracování korozivzdorných chromniklových a chromniklmolybdenových odpadů vysoce legovaných manganem, které vyplývají i z jeho vysokého tlaku par a stím souvisejícími ztrátami v údobí oxidační rafinace v zařízení VOD.
Pro zpracování většího výskytu těchto odpadů ocelí vysoce legovaných bórem nebo manganem je proto dosud obvykle používána přetavba v indukční peci vyzděné neutrálně nebo zásaditě. Tento postup není však vždy optimální, neboť mimo jiné vede k dalšímu zvyšování obsahu dusíku a neumožňuje snížit obsah uhlíku, fosforu a podobných prvků. V případě bóru zároveň dochází ke kontaminaci vyzdívky, což není obvykle přijatelné pro další výrobní program.
V druhé řadě se jedná o omezení, vyplývající z nedostatečné tepelné bilance etapy dohotovování zařízení VOD, omezující realizaci tepelně náročných technologií v této etapě například při potřebě přísady relativně velkých dávek legur (jako feroboru, ferotitanu, feroniobu a podobně, vysokého stupně legování plynným dusíkem i při potřebě legování feroslitinami obtížně přecházejícími do roztoku v kovové lázni (jako například ferovanadu a ferowolframu) a možnost zpracování vyššího podílu legovaných odpadů přímo v zařízení VOD.
Pro dodatečný ohřev tekuté oceli při jejím mimopecním zpracování je sice v tomto směru jako dodatečný zdroj tepla obecně známý princip tak zvaného chemického či reakčního ohřevu lázně, jehož podstatou je oxidace hliníku nebo křemíku, rozpuštěných v lázni, plynným kyslíkem, dmýchaným buď na hladinu, nebo do objemu lázně v pánvi kyslíkovou tryskou. Použití tohoto principu je známé například z českého patentového spisu CZ 216 653, jehož předmětem je způsob oduhličování vysoce legovaných ocelí ve vakuu, nebo ze zveřejněné české přihlášky vynálezu CZPV 1995-1495, týkající se způsobu rafinace oceli v pánvi při chemickém ohřevu, či z české přihlášky vynálezu CZPV 1996-990, která se týká způsobu výroby nízkolegovaných ocelí pro valivá ložiska. Vždy se však jedná o chemický ohřev prováděný za odlišných podmínek, za jiným účelem a proto i s rozdílnými parametry a v jiném období mimopecního zpracování.
Z tohoto hlediska je proto úkolem předkládaného vynálezu vyřešit variantu pochodu vakuového oxidačního oduhličení, odstranění výše uvedených stávajících omezení tohoto pochodu při výrobě vysocelegovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí s použitím chemického ohřevu jako dodatečného zdroje tepla a se stanovením podmínek jeho provádění.
Podstata vynálezu
Tento úkol je vyřešen způsobem výroby vysocelegovaných austenitických a austenitickoferitických ocelí tavením výchozí vsázky v elektrické obloukové peci a jejím dalším zpracováním pochodem vakuového oxidačního oduhličení za použití chemického ohřevu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do tavby se v průběhu pochodu vakuového oxidačního oduhličování po ukončení oxidační fáze přisazuje v množství 0,5 až 20 % hmotn. z její celkové hmotnosti pevný odpad vysoce legovaných ocelí, například ocelí vysocelegovaných bórem nebo manganem, přičemž před a/nebo po této přísadě pevného odpadu se alespoň jednou provádí chemický ohřev lázně, při němž se do lázně přidává přísada hliníku a/nebo hliníku společně s feroslitinami křemíku v množství 0,5 až 8 kg na tunu oceli, po níž se do lázně za podtlaku, zajišťujícího odsátí plynných zplodin, provádí dmýchání kyslíku alespoň jednou kyslíkovou tryskou při objemovém průtoku 10 až 70 m3/h na tunu celkové hmotnosti tavby, a přičemž se současně obsah hliníku nebo křemíku v lázni udržuje na hodnotě nejméně rovné hodnotě jejich kritické koncentrace, zabraňující nadměrnému nárůstu obsahu kyslíku v objemu kovové lázně, načež se po homogenizaci pod rafínační struskou před ukončením tavby provádí dolegování a homogenizace oceli.
Chemický ohřev se s výhodou provádí zpravidla v údobí po předběžné srážecí dezoxidaci a krátké homogenizaci, avšak rozsah a okamžik jeho použití do konce tavby závisí na shora vyjmenovaných funkcích, tj. složení vyráběné oceli, požadované teplotě na konci tavby a podobně.
Při výrobě ocelí, vysocelegovaných prvky s vysokou afinitou ke kyslíku, například bórem, se přísada legur či legovaných odpadů provádí po předchozím či následném ohřevu lázně za podmínek, že afinita těchto prvků ke kyslíku rozpuštěném v lázni je nižší než afinita prvků, řídících aktivitu kyslíku v lázni za daných podmínek, jako je například hliník, křemík, uhlík nebo chrom.
Při výrobě ocelí vysoce legovaných manganem, dusíkem se přísada legur či odpadů legovaných manganem nebo manganem a dusíkem do lázně provádí před nebo po chemickém ohřevu lázně, který může být podle potřeby opakován.
Výhodou této nové varianty postupu EOP-VOD podle vynálezu je to, že umožňuje s dostatečnou provozní jistotou, a to i v malých zařízeních VOD, vyrábět nerezavějící oceli a slitiny s vysokými tepelnými nároky v etapě dohotovování v zařízení VOD, a zejména to, že umožňuje zpracování významnějšího vnějšího podílu ocelových odpadů vysoce legovaných
-2CZ 290238 B6 prvky' s vysokou afinitou ke kyslíku, například bórem, křemíkem a hliníkem, a též prvky s vysokým tlakem par, například vysokými obsahy manganu, a to i přímo v zařízení VOD.
Přehled obrázku na výkrese
Vynález bude dále blíže objasněn pomocí grafického znázornění průběhu teploty lázně v závislosti na čase během konkrétního příkladu způsobu výroby oceli, respektive jejího mimopecního zpracování podle vynálezu.
Příklad provedení vynálezu
Podle konkrétního příkladu provedení vynálezu vykazuje tavba v zařízení VOD před přísadou vratného pevného odpadu legovaného bórem a před legováním feroslitinou bóru teplotu 1630 °C a chemické složení 0,010% hmotn. uhlíku, 1,30% hmotn. manganu, 0,50% hmotn. křemíku, 20,0 % hmotn. chrómu, 13,5 % hmotn. niklu, 0,020 % hmotn. fosforu, 0,020 % hmotn. síry, stopové množství kobaltu, stopové množství bóru, a zbytek železo. Hmotnost tavby je přitom záměrně nižší o předpokládanou přísadu 1000 kg vratného pevného ocelového odpadu, tj. 9000 kg. Na konci zpracování je přitom požadována hmotnost tavby minimálně 10 500 kg, teplota v rozmezí 1390 až 1410 °C a chemické složení max. 0,03 % hmotn. uhlíku, max. 2,0 % hmotn. manganu, max. 1,0 % hmotn. křemíku, 18,0 až 20,0 % hmotn. chrómu, 11,0 až 13,0 % hmotn. niklu, max. 0,035 % hmotn. fosforu, max. 0,025 % hmotn. síry, dále max. 0,20 % hmotn. kobaltu, 1,00 až 1,25 % hmotn. bóru a zbytek železo.
Podle vynálezu, označovaném na obrázku jako postup VOD-R, se do tavby přisazuje 1000 kg pevného odpadu vysoce legovaného bórem (tj. 10% celkové hmotnosti tavby) o známém chemickém složení: 0,022 % hmotn. uhlíku, 1,31 % hmotn. manganu, 0,60% hmotn. křemíku, 0,028 % hmotn. fosforu, 0,007 % hmotn. síry, 18,69 % hmotn. chrómu, 12,62 % hmotn. niklu, 0,05 % hmotn. kobaltu, 1,15 % hmotn. bóru, a zbytek železo. Po přísadě pevného odpadu a jeho rozpuštění vykazuje lázeň pokles teploty o 150 °C, tj. na 1480 °C, přičemž se obsah bóru v oceli zvýší na hodnotu 0,12 % hmotn. Pro další legování feroslitinou bóru o množství cca 60 až 80 kg/t oceli, případně pro korekci chemického složení, odsíření, odběr kontrolních předzkoušek a podobně, je potřeba teplotní rezervy, která se provádí následujícím chemickým ohřevem. Tento chemický ohřev spočívá v popisovaném příkladu v přísadě 2,5 kg hliníku/t oceli a dmýchání kyslíku po dobu 4 minut při objemovém průtoku cca 30 m3 kyslíku/hod na tunu celkové hmotnosti tavby, čímž se zvýší teplota na 1560 °C. Poté se provádí legování přísadou feroslitiny bóru v množství 700 kg. Po homogenizaci a měření teploty, přičemž je zjištěna teplota 1460 °C, což je teplota stále dostačující pro korekci celkového chemického složení a chemickou a teplotní homogenizaci oceli. Po provedení tohoto dolegování a homogenizace následuje ukončení tavby.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze široce uplatnit v oblasti metalurgie při výrobě nerezavějících ocelí nebo slitin.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí tavením výchozí vsázky v elektrické obloukové peci a jejím dalším zpracováním pochodem vakuového oxidačního oduhličení za použití chemického ohřevu jako dodatečného zdroje tepla, vyznáčujícíse tím, že do tavby se v průběhu pochodu vakuového oxidačního oduhličování po ukončení oxidační fáze přisazuje v množství 0,5 až 20 % hmotn. z její celkové hmotnosti pevný odpad vysoce legovaných ocelí, například ocelí vysocelegovaných bórem nebo manganem, přičemž před a/nebo po této přísadě pevného odpadu se alespoň jednou provádí chemický ohřev lázně, při němž se do lázně přidává přísada hliníku a/nebo hliníku společně s feroslitinami křemíku v množství 0,5 až 8 kg na tunu oceli, po níž se do lázně za podtlaku, zajišťujícího odsátí plynných zplodin, provádí dmýchání kyslíku alespoň jednou kyslíkovou tryskou při objemovém průtoku 10 až 70 m3/h na tunu celkové hmotnosti tavby, a přičemž se současně obsah hliníku nebo křemíku v lázni udržuje na hodnotě nejméně rovné hodnotě jejich kritické koncentrace, zamezující nadměrnému nárůstu obsahu kyslíku v objemu kovové lázně, načež se po homogenizaci pod rafinační struskou před ukončením tavby provádí dolegování a homogenizace oceli.
CZ1998730A 1998-03-11 1998-03-11 Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí CZ290238B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ1998730A CZ290238B6 (cs) 1998-03-11 1998-03-11 Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí
CZ20014513A CZ291706B6 (cs) 1998-03-11 2001-12-14 Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí legovaných dusíkem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ1998730A CZ290238B6 (cs) 1998-03-11 1998-03-11 Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ73098A3 CZ73098A3 (cs) 1999-09-15
CZ290238B6 true CZ290238B6 (cs) 2002-06-12

Family

ID=5462154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1998730A CZ290238B6 (cs) 1998-03-11 1998-03-11 Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ290238B6 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ73098A3 (cs) 1999-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109280732A (zh) 一种高纯净度抗酸管线钢冶炼工艺
CN104962800B (zh) 一种不锈钢材料的冶炼方法
CN108220530A (zh) 低碳高合金钢的纯净化方法
CN103276153A (zh) 降低焊接用钢盘条中氮含量的方法
CN107475481B (zh) 控制Nb含量的铸钢件冶炼方法
CN112708720B (zh) 一种提高低碳低硅含铌钢铌收得率的冶炼方法
CN105132621A (zh) 一种低硅不含铝焊丝用钢的冶炼工艺
CN109136467A (zh) 硅脱氧钢造酸性渣精炼过程中硼元素含量的控制方法
CN106811685B (zh) 一种低碳高锰钢的冶炼方法
CN104988400A (zh) 一种微钛处理的含硼钢及其冶炼方法
KR101152676B1 (ko) Aod 전로에서 aisi 4xx 등급 페라이트강의스테인리스강 제조 방법
CN110230010A (zh) 一种高纯净度奥氏体无磁护环钢及其生产工艺
CN108823355A (zh) 一种提高钒氮微合金化钢中氮回收率的方法
CN109897930A (zh) 一种转炉生产含钼钢的方法
CN113930580A (zh) 报废烧结炉篦条的利用方法
CN112442570A (zh) 一种钢包钛铁加入装置及钢包钛铁加入工艺
CN115074482B (zh) 一种利用转炉钒渣生产hrb400e热轧带肋钢筋的方法
CN113122678B (zh) 一种利用钒渣增钒炼钢的冶炼方法
CZ290238B6 (cs) Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí
CN108929933B (zh) 一种低锰低磷钢的冶炼方法
CN107541585A (zh) 不锈钢的精炼方法
CZ291706B6 (cs) Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí legovaných dusíkem
RU2064509C1 (ru) Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей стали
CN105039649A (zh) 一种用氩氧脱碳炉冶炼高碳高锰含量钢水的方法
CN116121487B (zh) 车轮钢冶炼中控制氮含量的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20090311