CZ297553B6

CZ297553B6 - Zpusob legování nízkouhlíkové oceli dusíkem

Info

Publication number: CZ297553B6
Application number: CZ20050584A
Authority: CZ
Inventors: Zajícek@Ivan; Konecný@Lubomír; Melecký@Jan; Mokros@Ludek; Supcík@Jirí; Wojtas@Stanislav
Original assignee: Mittal Steel Ostrava A. S.
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-02-07
Also published as: CZ2005584A3

Abstract

Zpusob legování nízkouhlíkové oceli dusíkem se provádí legováním surového zeleza pridáním dusíkatého vápna, a to pred nalitím surového zeleza do ocelárského tavicího agregátu.

Description

Způsob legování nízkouhlíkové oceli dusíkem

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu legování nízkouhlíkové oceli dusíkem.

Dosavadní stav techniky

V současné době je legování dusíkem při výrobě nízkouhlíkových oceli, tzv. nadusičování, prováděno třemi základními způsoby, které nezpůsobí nežádoucí nauhličení oceli.

První způsob legování dusíkem spočívá v přelévání oceli po odpichu z tavícího agregátu z jedné licí pánve do jiné licí pánve, tzn. nadusičením z okolní atmosféry. Zde je nevýhoda vysoké teplotní ztráty oceli, vysoká spotřeba žáruvzdorných materiálů, časová náročnost, riziko nedodržení předepsaného rozmezí dusíku v oceli.

Další způsob spočívá v probublávání lázně oceli dusíkem pomocí porézní tvárnice ve dně licí pánve. Zde je nevýhodná nutná vysoká čistota používaného dusíku, nízká rozpustnost dusíku v oceli, dlouhá doba zpracování, nutné vysoké teploty oceli a riziko nedosažení předepsané minimální úrovně obsahu dusíku v oceli v požadovaném čase.

Poslední, třetí způsob spočívá v legování oceli výhradně dusíkatým feromanganem po odpichu z tavícího agregátu v licí pánvi na pracovišti sekundami metalurgie, tj. např. pánvová pec nebo argonovací stanice. Zde je nevýhoda skutečnost, že je maximální možná dávka limitována požadavky na minimální obsahy manganu v oceli, vysoká cena dusíkatého feromanganu, riziko nedosažení minimálního požadovaného obsahu dusíku při současném překročení obsahu manganu v oceli.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky řeší způsob legování nízkouhlíkové oceli dusíkem, při kterém se provádí legování surového železa přidáním dusíkatého vápna, a to před nalitím surového železa do ocelářského tavícího agregátu.

Výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se legování provádí v nalévacích pánvích.

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se dusíkaté vápno přidává na dno nalévací pánve před nalitím surového železa do nalévací pánve.

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že dusíkaté vápno obsahuje 20 až 35 % dusíku, 15 až 30 % uhlíku a 25 až 40 % vápníku a zbytek tvoří oxidy železa a hliníku a křemíku.

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se dusíkaté vápno přidává v množství 5,1 až 5,3 kg/t tekutého surového železa.

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se do nalévací pánve současně s dusíkatým vápnem přidává i houskový hliník, a to v množství 0,1 až 0,2 kg/t tekutého surového železa.

-1 CZ 297553 B6

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se takto nalegované surové železo nalije do ocelářského tavícího agregátu.

V takovém případě se výhodně podle vynálezu navrhuje, že v závislosti na obsahu dusíku v oceli po příjezdu na pracoviště sekundární metalurgie se případně provádí konečné dolegování dusíku na předepsaný obsah dusíku v oceli.

Pak se výhodně podle vynálezu dolegování provádí až na pracovišti sekundární metalurgie přídavkem dusíkatého feromanganu (FeMnN).

Zvláště výhodně potom dusíkatý feromangan obsahuje 5 až 7 % dusíku, 90 až 93 % manganu a zbytek tvoří železo a uhlík.

Princip vynálezu jinými slovy spočívá v legování tekutého surového železa v nalévacích pánvích dusíkem před nalitím do ocelářského tavícího agregátu. Legování tekutého surového železa dusíkem se provede přidáním dusíkatého vápna o chemickém složení 20 až 35 % dusíku, 15 až 30 % uhlíku a 25 až 40 % vápníku.

Dusíkaté vápno se přidá na dno nalévací pánve před nalitím surového železa. Po zalití tekutým surovým železem se dusík obsažený v dusíkatém vápnu rozpustí v surovém železe a po nalití tekutého surového železa do tavícího agregátu zároveň zvýší obsah dusíku i v tekuté oceli. Uhlík, obsažený v dusíkatém vápně, je během zkujňovacího procesu zoxidován, což umožní snazší dosažení předepsaného nízkého obsahu uhlíku v oceli. Pro lepší vazbu dusíku v tekutém surovém železe se do nalévací pánve přidává současně s dusíkatým vápnem i houskový hliník.

Množství dusíkatého vápna je 5,1 až 5,3 kg/t tekutého surového železa a houskového hliníku je 0,1 až 0,2 kg/t tekutého surového železa.

Vynález umožňuje vyrábět v ocelářských tavících agregátech nízkouhlíkaté oceli s obsahem 0,02 až 0,05 % uhlíku a 0,009 až 0,015 % dusíku.

Příklady provedení vynálezu

Příklad konkrétního provedení vynálezu bude popsán na způsobu výroby jakostní legované oceli pro elektrotechnický průmysl s předepsaným chemickým složením 0,025 až 0,052 % C, 0,15 až 0,30 % Mn, 2,85 až 3,2 % Si, max. 0,025 % P, max. 0,015 % S, max. 0,20 % Cr, max. 0,20 % Ni, 0,4 až 0,5 % Cu, 0,009 až 0,015 % N, 0,011 až 0,019 % AI a max. 0,007 % Ti.

K nalegování tekutého surového železa dusíkem, a to před jeho nalitím do ocelářské tandemové pece, se na dno každé ze dvou nalévacích pánví přidá dusíkaté vápno, zde konkrétně pod označením CALZOT, a houskový hliník. Přídavek dusíkatého vápna je 5,1 až 5,3 kg/t tekutého surového železa, přídavek houskového hliníku je 0,1 až 0,2 kg/t tekutého surového železa. Po nalití tekutého surového železa se dusík obsažený v dusíkatém vápnu rozpustí v surovém železe a zvýší tak obsah dusíku v tekutém surovém železe. Po nalití takto nalegovaného surového železa do tandemové pece se zvýší i obsah dusíku v oceli. Zvýšení obsahu uhlíku v tekutém surovém železe z dusíkatého vápna je pro další zpracování nepodstatné, protože tento uhlík je během zkujňovacího procesu zoxidován.

Chemické složení dusíkatého vápna značky CALZOT je: cca 60% CaCN₂, 15 % CaO, 12% volný C a zbytek tvoří SiO₄ + A1₂O₃ + Fe₂O₃. Z toho je obsah dusíku min. 23,5 %, celkový obsah uhlíku 22,5 % a obsah vápníku 33 %.

-2CZ 297553 B6

Odpich oceli z ocelářské tandemové pece do licí pánve se provádí při obsahu uhlíku asi 0,02 % až po vyhoření obsahu uhlíku v lázni.

Teprve v závislosti na obsahu dusíku v oceli po příjezdu na pánvovou pec se případně provádí konečné dolegování dusíku na předepsaný obsah dusíku v oceli. Toto dolegování se provádí až na pánvové peci přídavkem dusíkatého feromanganu (FeMnN). V případě, že je požadovaného obsahu dusíku oceli dosaženo již po odpichu ocelářské tandemové pece, tzn. pomocí výše uvedeného dusíkatého vápna, další legování dusíkatým feromanganem na pánvové peci se již neprovádí.

Chemické složení dusíkatého feromanganu je 5 až 7 % dusíku, 90 až 93 % manganu a zbytek tvoří železo a uhlík.

Nadusičování oceli dusíkem pomocí přídavku FeMnN je možné provádět během odpichu ocelářské tandemové pece nebe během zpracování na pracovišti sekundární metalurgie, pánvové peci. Pro přesné legování oceli dusíkem je však výhodnější provádět legování oceli FeMnN až na pracovišti sekundární metalurgie, pánvové peci.

Vynález je možno aplikovat na všechny ocelářské taviči agregáty, které pracují se vsázkou tekutého surového železa.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob legování nízkouhlíkové oceli dusíkem, vyznačující se tím, že se provádí legování surového železa přidáním dusíkatého vápna, a to před nalitím surového železa do ocelářského tavícího agregátu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se legování provádí v nalévacích pánvích.
3. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se dusíkaté vápno přidává na dno nalévací pánve před nalitím surového železa do nalévací pánve.
4. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dusíkaté vápno obsahuje 20 až 35 % dusíku, 15 až 30 % uhlíku a 25 až 40 % vápníku a zbytek tvoří oxidy železa a hliníku a křemíku.
5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy z n a č uj í c í se t í m , že se dusíkaté vápno přidává v množství 5,1 až 5,3 kg/t tekutého surového železa.
6. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se do nalévací pánve současně s dusíkatým vápnem přidává i houskový hliník, a to v množství 0,1 až 0,2 kg/t tekutého surového železa.
7. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy zn a č uj í c í se t í m , že se takto nalegované surové železo nalije do ocelářského tavícího agregátu.

-3 CZ 297553 B6
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že v závislosti na obsahu dusíku v oceli po příjezdu na pracoviště sekundami metalurgie se připadne provádí konečné dolegování dusíku na předepsaný obsah dusíku v oceli.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se dolegování provádí až na pracovišti sekundární metalurgie přídavkem dusíkatého feromanganu (FeMnN).
10. Způsob podle nároku9, vyznačující se tím, že dusíkatý feromangan obsahuje io 5 až 7 % dusíku, 90 až 93 % manganu a zbytek tvoří železo a uhlík.