CZ73098A3 - 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
CZ73098A3
CZ73098A3 CZ98730A CZ73098A CZ73098A3 CZ 73098 A3 CZ73098 A3 CZ 73098A3 CZ 98730 A CZ98730 A CZ 98730A CZ 73098 A CZ73098 A CZ 73098A CZ 73098 A3 CZ73098 A3 CZ 73098A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
bath
oxygen
melting
austenitic
alloy
Prior art date
Application number
CZ98730A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ290238B6 (cs
Inventor
Miroslav Ing. Csc. Benda
Bohuslav Ing. Chmiel
Miroslav Ing. Pustowka
Jana Ing. Poláchová
Jiří Ing. Dokoupil
Original Assignee
Třinecké Železárny 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 Železárny A. S. filed Critical Třinecké Železárny 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)

Description

Způsob výroby vysoce legovaných austeniticko-feritických ocelí austenitických a
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 vakuového oxidačního oduhličení (VOD) a její varianty řeší úspěšně výrobu široké oblasti značek korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí, včetně ekonomického zpracování jejich odpadů. Jde přitom zejména o odpady vysoce legované chromém a prvky s nižší afinitou ke kyslíku rozpuštěnému v lázni než činí jeho afinita k rozpuštěnému chrómu o daném obsahu, jako jsou nikl, molybden a jiné.
Pro realizaci oduhličení za současné minimalizace propá lu chrómu ve f á z i “oxidační’“’řá'fiňáce“ňa VOD“j ě’ ” '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 do EOP pro výrobu vysoce legované tekuté vsázky pro VOD a na 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 % hmotnostních 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, hliníkem, aniž by došlo k výraznému propalu těchto prvků v oxidační fázi výroby tekuté vsázky na EOP a v průběhu oxidační fáze na VOD, a jednak omezené možnosti efektivního zpracování korozivzdorných chromniklových a chromniklmolybdenových odpadů vysoce legovaných manganem, které vyplývají z jeho vysoké tenze par a s tím souvisejícími ztrátami v údobí oxidační rafinace ha 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 vede mimo jiné k dalšímu zvyšování obsahu dusíku, neumožňuje snížit obsah uhlíku, fosforu a jiných. 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 údobí dohotovení na VOD, omezující realizaci tepelně náročných technologií v tomto údobí, například při potřebě přísady relativně velkých dávek legur (jako feroboru, ferotitanu, feroniobu a jiných), vysokého stupně legování plynným dusíkem i při potřebě legování feroslitinami obtížně přecházejícími do roztoku v kovové lázni (jako například ferovanadu, ferowolframu) a možnost zpracování vyššího podílu • * legovaných odpadů přímo na 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 dohřevu 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 č. 216653, jehož předmětem je způsob oduhličování vysoce legovaných ocelí ve vakuu, nebo ze zveřejněné české přihlášky vynálezu PV 1495-95, týkající se způsobu rafinace oceli v pánvi při chemickém ohřevu, či z české přihlášky vynálezu PV 990-96, 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 vynálezu vyřešit variantu odstranění výše uvedených proto úkolem předkládaného pochodu VOD, umožňující 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 austeniticko-feritických ocelí tavením výchozí vsázky v elektrické oblouké obloukové peci a jejím dalším zpracováním pochodem vakuového oxidačního oduhličení za použití chemického ohřevu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v průběhu vakuového oxidačního oduhličení se během úseku počínajícího závěrem oxidační fáze • · · ·
desoxidace alespoň hliníku hliníku případně a končícím závěrem tavby provádí kromě jednou řízená přísada
s feroslitinami křemíku do lázně v množství až 8 kg Al/t
v závislosti na teplotě lázně před touto přísadou
a tepelnými potřebami předchozího i následného legování
a zpracování cca 0,5 20 % hmotnostních z celkové
hmotnosti tavby legovaných odpadů, načež se do lázně provádí dmýchání kyslíku při objemovém průtoku 10 až 70 m3 kyslíku/h/t tryskou VOD za podtlaku, zajišťujícího odsátí plynných zplodin z kesonu u daného zařízení. Obsah hliníku nebo křemíku v lázni v průběhu a po ukončení chemického ohřevu je přitom roven nebo vyšší než je jejich kritická koncentrace (t.j. minimálně například 0,015 % hmotnostních Al ) .
*
Chemický ohřev se s výhodou provádí zpravidla v údobí po předběžné srážecí desoxidaci a krátké homogenizaci, avšak rozsah a okamžik jeho použití do konce tavby závisí od vyjmenovaných již funkcí, složení vyráběné oceli, požadované teploty 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 kysliku 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 dmýchání legujícího dusíku do lázně provádí před nebo po chemickém ohřevu lázně, který může být dle potřeby opakován.
Při přísadě legur a legovaných odpadů, jejichž přísada do vsázky EOP vede ke znečištění nístěje EOP ( wolfram, měď a jiné) se tato přísada provádí přímo do pánve VOD v okamžiku respektujícím jejich afinitu ke kyslíku, hustotu a teplotu tavení vůči teplotě lázně.
Výhodou této nové varianty pochodu EOP - VOD podle vynálezu je, že umožňuje s dostatečnou provozní jistotou, a to i na malých zařízeních VOD, vyrábět korozivzdorné chromniklové a chromniklmolybdenové oceli s vysokými tepelnými nároky v údobí dohotovení na VOD a zejména že umožňuje zpracování významnějšího vnějšího podílu odpadů vysoce legovaných prvky s vysokou afinitou ke kyslíku, například bórem, křemíkem, hliníkem a manganem, a to i přímo na zařízení VOD. Další výhodou je i výše uvedená možnost přímo na zařízení VOD provádět legurami či legovaným odpadem legování prvky, které jinak znečišťují nístěj elektrické obloukové pece při přípravě taveniny pro vakuové oxidační oduhličení, jako je již zmíněný wolfram, měď a jiné.
Přehled obrázků na výkresech
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,_______ . „ __,.= _______
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Podle konkrétního příkladu provedení vynálezu vykazuje tavba na zařízení VOD před přísadou vratného pevného odpadu ·· legovaného bórem a před legováním feroslitinou bóru teplotu 1 630 °C a chemické složení 0,010 % hmotnostních uhlíku,
I, 30 % hmotnostních manganu, 0,50 % hmotnostních křemíku, 20,0 % hmotnostních chrómu, 13,5 % hmotnostních niklu, 0,020 % hmotnostních fosforu, 0,020 % hmotnostních síry, stopové množství kobaltu, stopové množství bóru a zbytek železo. Hmotnost tavby je přitom záměrně nižší o předpokládanou přísadu 1 000 kg vratného pevného odpadu, t.j. 9 000 kg. Na konci zpracování je přitom požadována hmotnost tavby minimálně 10 500 kg, teplota v rozmezí 1 390 až 1 410 °C a chemické složení max. 0,03 % hmotnostních uhlíku, max. 2,0 % hmotnostních manganu, max. 1,0 % hmotnostních křemíku, 18,0 až 20,0 % hmotnostních chrómu,
II, 0 až 13,0 % hmotnostních niklu, max. 0,035 % hmotnostních fosforu, max. 0,025 % hmotnostních síry, max. 0,20 % hmotnostních kobaltu, 1,00 až 1,25 % hmotnostních bóru, zbytek železo.
Podle vynálezu, označovaném na obrázku jako VOD-R, se do tavby přisazuje 1 000 kg pevného odpadu vysoce legovaného bórem (t.j. 10 % celkové hmotnosti tavby) o známém chemickém složení 0,022 % hmotnostních uhlíku,
1,31 % hmotnostních manganu,
0,028 % hmotnostních fosforu, 0,007 hmotnostních chrómu, 12,62 hmotnostních kobaltu, 1,15 hmotnostních křemíku, % hmotnostních síry, %1 hmotnostních niklu, % hmotnostních bóru, zbytek železo. Po přísadě pevného odpadu a jeho rozpuštění vykazuje lázeň pokles teploty o 150 °C, t.j. na 1 480 °C, přičemž obsah bóru _ .v_ oceli- = „se zvýší na hodnotu „0,12 hmotnostních. Pro další legování feroslitinou bóru (FeB) o množství cca 60 až 80 kg/t oceli, případně pro korekci chemického složení, odsíření, odběr kontrolních předzkoušek 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/t, čímž se zvýší teplota na 1 560 °C.
• ♦ · ·
Poté se provádí legování přísadou FeB v množství 700 kg. Po homogenizaci se provádí odběr předzkoušky a měření teploty, přičemž je zjištěna teplota 1 460 °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.
Příklad 2
Tavba v redukční fázi na zařízení vakuového oxidačního oduhličení zahájením a před po legování ferovanadem
legování plynným dusíkem vykazuje teplotu 1 572 °C
a chemické složení 0,04 % hmotnostních uhlíku, 0,35 %
hmotnostních manganu , 0,25 % hmotnostních křemíku, 0,020 %
hmotnostních síry, 15,8 % hmotnostních chrómu, 13,5 %
hmotnostních niklu, 0,0102 % hmotnostních dusíku , 1,30 %
hmotnostních molybdenu, stopové množství niobu, 0,80 %
hmotnostních vanadu a zbytek železo. Na konci zpracování je
požadována teplota v rozmezí 1 510 až 1 520 °C a chemické
složení 0,04 až 0,10 % hmotnostních uhlíku, max. 1,5 % hmotnostních manganu, 0,30 až 0,60 % hmotnostních křemíku,
15,5 až 17,5 % hmotnostních chrómu, 12,5 až 14,5 % hmotnostních niklu, 1,1 až 1,5 % hmotnostních molybdenu, 0,60 až 0,85 % hmotnostních vanadu, min. 10 % hmotnostních uhlíku, až 1,2 % hmotnostních niobu, 0,0600 až 0,1400 % hmotnostních dusíku, max. 0,035 % hmotnostních fosforu, max. _0,015 % hmotnostních síry =a zbytek, železo. __ _________________
Způsobem podle vynálezu je v tomto konkrétním příkladu provedení je po běžné desoxidaci hliníkem a ferosiliciem prováděno nadusičování oceli plynným dusíkem po dobu 17 minut, přičemž teplota poklesne z 1 572 °C na 1 550 °C. Vzhledem k tomu, že tato teplota je nízká pro další nadusičování a legování zejména feroniobem, se poté provádí první chemický ohřev přísadou hliníku v množství 1,7 kg/t oceli a dmýcháním kyslíku při objemovém průtoku • · « · a ·
m3/t/hod po dobu 3 minut, čímž se teplota zvýší na 1 569 ”C a poté se pokračuje ve druhé fázi nadusičování. Po nadusičení je měřením zjištěna teplota 1 532 °C, proto se před legováním feroniobem provádí druhý chemický ohřev přísadou hliníku v množství 2,0 kg/t oceli a dmýcháním kyslíku po dobu 3 minut. Teplota se tím zvýší na 1 554 °C, načež se provádí legování relativně velkou přísadou feroniobu v množství 14 kg/t oceli. Poté následuje odběr předzkoušky a dolegování relativně malými přísadami feroslítin jako je ferosilicium, feromolybden, feromangan, ferochrom a ferovanad. Při změřené konečné teplotě 1 510 °C se tavba končí, přičemž je dosaženo vyhovujícího chemického složení 0,046 % hmotnostních uhlíku, 0,41 % hmotnostních .manganu, 0,49 % hmotnostních křemíku, 1,35 % hmotnostních molybdenu, 16,4 % hmotnostních chrómu, 13,43 % hmotnostních niklu, 0,75 % hmotnostních vanadu, 0,1070 % hmotnostních dusíku a zbytek železo.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze široce uplatnit v oblasti metalurgie při výrobě nerezavějících ocelí nebo slitin.

Claims (4)

  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, vyznačující se tím, že v průběhu období od ukončení oxidační fáze pochodu vakuového oduhličení do konce tavby se za podtlaku v kesonu, umožňujícího odsávání plynných zplodin, provádí nejméně jeden dodatečný chemický ohřev tavby oxidací plynným kyslíkem dodatečné přísady hliníku (až 8 kg Al/t) anebo hliníku a feroslitin křemíku v množství v závislosti na teplotě lázně před potřebami legování odpadů v množství tímto chemickým ohřevem, tepelnými i přisazování pevných legovaných 0,5 až 20 % požadované hmotnosti tavby, aniž by obsah hliníku nebo křemíku v lázni v průběhu chemického ohřevu a další rafinace klesl pod hodnoty umožňující již opětný výraznější nárůst kyslíku rozpuštěného v lázni, například 0,015 % AI a současně minimalizoval požadavky na korekci v závěru tavby.
  2. 2._Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující ___ s e__ t m,že 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 rozpuštěných v lázni je nižší než afinita prvků, řídících aktivitu kyslíku v lázni za daných podmínek, jako je například hliník, křemík, uhlík, chrom.
    «· ···· • · · · · · ♦ • · · · · ·· « · ·· · ♦ · · ·
  3. 3. Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že při výrobě ocelí vysocelegovaných manganem nebo dusíkem se přísada legur či odpadů legovaných manganem nebo dmýchání legujícího dusíku do lázně provádí před nebo po alespoň jednom chemickém ohřevu lázně.
  4. 4. Způsob výroby podle nároku 1, vyznaču jící se tím, přísada legur a legovaných odpadů, jejichž přísada do vsázky EOP vede k znečištění nístěje EOP, se provádí přímo do pánve VOD při respektování jejich afinity ke kyslíku, hustoty a teploty tavení vůči teplotě lázně.
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 true CZ73098A3 (cs) 1999-09-15
CZ290238B6 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
CZ290238B6 (cs) 2002-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106521324B (zh) 一种风电中间轴齿轮渗碳用钢及其制备方法
RU2476604C2 (ru) Способ получения расплава стали с содержанием марганца до 30%
CN101307414B (zh) 一种高性能含锰工程机械轮体用钢及其制备方法
CN101654761A (zh) 工程机械用碳锰系复合微合金化钢及其制备方法
CN104962800B (zh) 一种不锈钢材料的冶炼方法
CN107475481B (zh) 控制Nb含量的铸钢件冶炼方法
CN111910117B (zh) 一种熔炼高强度不锈钢的碳、氮合金化的方法
CN101736123B (zh) 一种硼收得率高的含硼合金的冶炼方法
KR101152676B1 (ko) Aod 전로에서 aisi 4xx 등급 페라이트강의스테인리스강 제조 방법
CN106811685B (zh) 一种低碳高锰钢的冶炼方法
CN110230010A (zh) 一种高纯净度奥氏体无磁护环钢及其生产工艺
CN109897930A (zh) 一种转炉生产含钼钢的方法
CN108823355A (zh) 一种提高钒氮微合金化钢中氮回收率的方法
EP0889138A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von hochchromhaltigen Stählen und/oder Ferrolegierungen in einem Elektro-Lichtbogen-Konverter
CN107130188B (zh) 焊接用铁素体不锈钢及其炼制方法
CZ73098A3 (cs) Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí
HU189326B (en) Process for production of steels with low or super-low carbon content with the regulation the end point of the carbon and blasting temperature
RU2243269C1 (ru) Способ выплавки низкоуглеродистой титансодержащей стали
CZ291706B6 (cs) Způsob výroby vysoce legovaných austenitických a austeniticko-feritických ocelí legovaných dusíkem
RU2064509C1 (ru) Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей стали
RU2186856C1 (ru) Композиционная шихта для выплавки легированных сталей
CN113122678A (zh) 一种利用钒渣增钒炼钢的冶炼方法
CN116460260B (zh) 一种改善高碳合金钢炼铸工艺稳定性的控制方法
RU2095426C1 (ru) Способ легирования и микролегирования низколегированной малоуглеродистой стали
RU2140995C1 (ru) Способ раскисления, модифицирования и микролегирования стали ванадийсодержащими материалами

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