RU2124569C1 - Способ получения углеродистой стали - Google Patents
Способ получения углеродистой стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124569C1 RU2124569C1 RU98100291A RU98100291A RU2124569C1 RU 2124569 C1 RU2124569 C1 RU 2124569C1 RU 98100291 A RU98100291 A RU 98100291A RU 98100291 A RU98100291 A RU 98100291A RU 2124569 C1 RU2124569 C1 RU 2124569C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- metal
- aluminum
- materials
- affinity
- Prior art date
Links
Images
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
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для получения углеродистой стали, например, в мартеновских печах. Способ производства углеродистой стали предусматривает раскисление металла перед выпуском из печи, для удаления сверхравновесного кислорода, порционными присадками кусковых материалов и последующую доводку. Для удаления из металла сверхравновесного кислорода используют кусковые материалы с плотностью не менее плотности расплавленного металла и материалы, содержащие элементы, обладающие сродством к кислороду не менее чем у алюминия. Взаимодействие последних с кислородом осуществляют сразу после удаления расчетной сверхравновесной концентрации кислорода к углероду. В качестве кусковых материалов используют инертные материалы, ферросплавы, лигатуры, чугун, металлолом в количестве, необходимом для удаления расчетной сверхравновесной концентрации кислорода. В качестве элементов, обладающих сродством к кислороду не менее чем у алюминия, используют алюминий, титан, бор, щелочноземельные и редкоземельные металлы и/или их сплавы в количестве, необходимом для поддержания равновесной концентрации кислорода с углеродом до начала доводки металла. Элементы, обладающие сродством к кислороду не менее чем у алюминия, можно присаживать в оболочках, обеспечивающих погружение их под шлак. Использование предусмотренных по изобретению новых приемов технологии предварительного раскисления позволяет сократить угар раскислителей и легирующих элементов на 7%, повысить качество металла за счет сокращения неметаллических включений до 60%, улучшить механические свойства и повысить выход качественной стали. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для получения углеродистой стали.
Известен способ выплавки стали, при котором, с целью снижения загрязненности стали неметаллическими включениями и повышения качества металла, предварительное раскисление металла в печи производят сплавом алюминия с титаном на основе железа с плотностью выше, чем плотность расплава [Авт. свид. SU N 899662 МПК6 C 21 C 5/04, опуб. 1982 г.].
Недостатком данного способа является повышенный расход дорогостоящих раскислителей, расходуемых на прекращение кипения ванны и фиксации содержания углерода. Загрязненность металла неметаллическими включениями довольно велика, т. к. при раскислении металла алюминием образуются неметаллические включения, значительная часть которых за время выпуска и разливки не успевает ассимилироваться шлаком и остается в металле.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали, в котором предусмотрено предварительное раскисление в печи перед выпуском, для удаления сверхравновесного кислорода порционными присадками кусковых материалов и последующую доводку. Согласно способу раскисление производится в два этапа. На первом этапе осуществляется присадка нейтральных отходов (охладителей), а на втором - материалов, содержащих алюминий.[SU Авт. Свид. N 859460, МПК6 C 21 C 5/04 Опубл. 1981 г].
К существенным недостаткам способа можно отнести сравнительно медленное растворение введенных в ванну кусковых материалов, при этом недостаточно полно используется высокое сродство углерода к кислороду для снижения окисленности металла, т. к. все реакции протекают на границе раздела шлака и металла вследствие низкой плотности используемых материалов, что не позволяет получить сталь с низким содержанием неметаллических включений из-за повышенного расхода алюминийсодержащего материала.
Задача изобретения - разработка способа производства углеродистой стали с высоким уровнем механических свойств и низким содержанием неметаллических включений благоприятной морфологии при использовании высокого сродства углерода к кислороду для снижения окисленности металла.
Техническим результатом является снижение расхода ферросплавов, улучшение качества стали, снижение энергозатрат и повышение производительности печи.
Технический результат достигается тем, что в известном способе производства углеродистой стали, предусматривающем раскисление металла перед выпуском из печи, для удаления сверхравновесного кислорода порционными присадками кусковых материалов и последующую доводку, по изобретению для удаления из металла сверхравновесного кислорода используют кусковые материалы с плотностью не менее плотности расплавленного металла и материалы, содержащие элементы, обладающие сродством к кислороду не менее чем у алюминия, при этом взаимодействие последних с кислородом осуществляют сразу после удаления расчетной сверхравновесной концентрации кислорода к углероду. В качестве кусковых материалов могут использоваться инертные материалы, ферросплавы, лигатуры, чугун и металлолом, в количестве, необходимом для удаления расчетной сверхравновесной концентрации кислорода. В качестве элементов, обладающих сродством к кислороду не менее чем у алюминия, используют алюминий, титан, бор, щелочноземельные и редкоземельные металлы и/или их сплавы в количестве, необходимом для поддержания равновесной концентрации кислорода с углеродом до начала доводки металла. Причем элементы, обладающие сродством к кислороду не менее чем у алюминия, можно присаживать в оболочках, обеспечивающих погружение их в шлак.
Сущность изобретения состоит в следующем. Обычно сталеплавильный процесс представляет собой окислительный процесс, основной реакцией которого является реакция обезуглероживания, и вследствие этого ванна на любом этапе развития процесса представляет собой железоуглеродистый расплав, пересыщенный кислородом. Суть предварительного раскисления - это прекращение реакции обезуглероживания, что в общем случае осуществляется за счет снижения активности кислорода. При использовании слабых раскислителей (марганец и кремний при невысоких концентрациях) процесс реализуется преимущественно за счет снижения коэффициента активности при незначительном снижении концентрации кислорода в металле, а при использовании сильных раскислителей - преимущественно за счет снижения концентрации кислорода. Так как углерод при высоких температурах сам имеет высокое сродство к кислороду, то при использовании слабых раскислителей реакция обезуглероживания только притормаживается, а при использовании сильных раскислителей останавливается полностью. По изобретению предварительное раскисление осуществляют в печи углеродом, растворенным в металле, путем инициирования реакции обезуглероживания за счет ввода в ванну кусковых материалов с плотностью не менее плотности расплавленного металла (инертные материалы, ферросплавы, чугун, легированный металлолом и т.п.).
На втором этапе в объем расплавленного металла вводят элементы, обладающие сродством к кислороду не менее чем у алюминия (алюминий, титан, бор, щелочноземельные и редкоземельные металлы и/или их сплавы) в количестве, необходимом для достижения фиксации и поддержания равновесной концентрации кислорода с углеродом до начала доводки металла с таким расчетом, чтобы их взаимодействие с кислородом начиналось сразу после прекращения кипения ванны (после снятия сверхравновесной концентрации кислорода по отношению к углероду). Эти материалы могут погружаться под шлак с помощью специальных приспособлений, оболочек или иных приемов, обеспечивающих погружение и нужный момент начала их взаимодействия с кислородом, поступающим в металл из шлака, огнеупорной футеровки и других источников.
При использовании сильных раскислителей обмен кислородом между металлом и оксидными фазами становится сугубо диффузионным, т.е. очень сильно замедляется и повторное насыщение металла кислородом происходит очень медленно. Насыщение металла кислородом в таком режиме позволяет получить пересыщения по кислороду по отношению к сильным раскислителям, находящимся в металле. В таком металле пересыщения по кислороду реализуются во время выпуска в ковш, что позволяет получать готовый металл относительно чистый по неметаллическим включениям.
Доводку - окончательное раскисление, легирование, модифицирование стали и т.п. осуществляют сплавами, содержащими кальций, алюминия, легирующие элементы и т.п. по необходимости и в зависимости от выплавляемой марки стали.
Способ реализован на металлургическом комплексе, оснащенном основными мартеновскими печами, емкостью 430 тонн и стендами для продувки металла нейтральным газом.
Производилась выплавка стали для производства железнодорожных рельсов первой группы по ГОСТу 24182-80 и рельсов из стали повышенной чистоты по ТУ 14-2Р-283-97.
Пример
После "чистого" кипения перед предварительным раскислением металл содержал, мас. %: C 0,76; P 0,012; S 0,026; Mn 0,15; при температуре 1595oC. Предварительное раскисление металла осуществляли силикомарганцем в количестве 12,0 кг/т жидкой стали, во время присадки которого ванна интенсивно вскипела. Кипение ровное, бурных всплесков металла и шлака не наблюдалось. Одновременно в ванну мартеновской печи присадили алюминий в погружаемых контейнерах в количестве 190 г/т жидкой стали. Толщина стенок контейнера составляла 10 мм, что обеспечило погружение алюминия под шлак в расплав и отодвинуло начало взаимодействия алюминия с кислородом расплава на 1 мин 45 сек. В это время кипение ванны практически прекратилось.
После "чистого" кипения перед предварительным раскислением металл содержал, мас. %: C 0,76; P 0,012; S 0,026; Mn 0,15; при температуре 1595oC. Предварительное раскисление металла осуществляли силикомарганцем в количестве 12,0 кг/т жидкой стали, во время присадки которого ванна интенсивно вскипела. Кипение ровное, бурных всплесков металла и шлака не наблюдалось. Одновременно в ванну мартеновской печи присадили алюминий в погружаемых контейнерах в количестве 190 г/т жидкой стали. Толщина стенок контейнера составляла 10 мм, что обеспечило погружение алюминия под шлак в расплав и отодвинуло начало взаимодействия алюминия с кислородом расплава на 1 мин 45 сек. В это время кипение ванны практически прекратилось.
Через три минуты после присадки кусковых материалов начали выпуск металла. После выпуска плавки на поверхности пода нерастворенных раскислителей не обнаружено.
Окончательное раскисление и модифицирование стали осуществляли 15% силикокальцием и 65% ферросилицием. Присадку раскислителей производили равномерно, начиная с момента наполнения 1/5 ковша, и закончили при наполнении 2/3 ковша. Получили сталь, из которой были изготовлены рельсы. При этом определялось: угар раскислителей, балл по неметаллическим включениям и процент выхода рельс первого сорта.
Для сравнения проведена выплавка рельсового металла по технологии прототипа.
Результаты, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что использование предусмотренных по изобретению новых приемов технологии предварительного расикления позволяет сократить угар раскислителей и легирующих элементов на 7%, повысить качество металла за счет сокращения неметаллических включений на 60%, улучшить механические свойства и повысить выход качественной стали.
Claims (4)
1. Способ получения углеродистой стали, включающий раскисление металла перед выпуском из печи для удаления сверхравновесного кислорода порционными присадками кусковых материалов и последующую доводку, отличающийся тем, что для удаления из металла сверхравновесного кислорода используют кусковые материалы с плотностью не менее плотности расплавленного металла и материалы, содержащие элементы, обладающие сродством к кислороду не менее, чем у алюминия, при этом взаимодействие последних с кислородом осуществляют сразу после удаления расчетной сверхравновесной концентрации кислорода к углероду.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кусковых материалов используют инертные материалы, ферросплавы, лигатуры, чугун, металлолом, в количестве, необходимом для удаления расчетной сверхравновесной концентрации кислорода.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве элементов, обладающих сродством к кислороду не менее, чем у алюминия, используют алюминий, титан, бор, щелочноземельные и редкоземельные металлы и/или их сплавы в количестве, необходимом для поддержания равновесной концентрации кислорода с углеродом до начала доводки металла.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что элементы, обладающие сродством к кислороду не менее, чем у алюминия, присаживают в оболочках, обеспечивающих погружение их под шлак.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98100291A RU2124569C1 (ru) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Способ получения углеродистой стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98100291A RU2124569C1 (ru) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Способ получения углеродистой стали |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2124569C1 true RU2124569C1 (ru) | 1999-01-10 |
RU98100291A RU98100291A (ru) | 1999-04-10 |
Family
ID=20201016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98100291A RU2124569C1 (ru) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Способ получения углеродистой стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2124569C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012057648A1 (ru) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Компания Технология Машиностроения И Объёмно-Поверхностная Закалка" (Зао "Нпк Техмаш И Опз") | Способ выплавки конструкционной стали пониженной и регламентированной прокаливаемости |
-
1998
- 1998-01-19 RU RU98100291A patent/RU2124569C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Сталь, 1987, N 2, с.14-16. CS "Hutnik", 1987, 37, N 12, с.451-456. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012057648A1 (ru) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Компания Технология Машиностроения И Объёмно-Поверхностная Закалка" (Зао "Нпк Техмаш И Опз") | Способ выплавки конструкционной стали пониженной и регламентированной прокаливаемости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07216434A (ja) | 極低炭素極低硫黄鋼の製造方法 | |
US4097269A (en) | Process of desulfurizing liquid melts | |
RU2124569C1 (ru) | Способ получения углеродистой стали | |
JP2991796B2 (ja) | マグネシウム脱酸による薄鋼板の溶製方法 | |
SU1068526A1 (ru) | Сплав дл легировани и раскислени стали | |
SU1044641A1 (ru) | Способ легировани стали марганцем | |
RU2096491C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2254380C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
SU1089149A1 (ru) | Способ выплавки рельсовой стали | |
SU761572A1 (ru) | Способ получения стали 1 | |
SU1002370A1 (ru) | Способ рафинировани нержавеющей стали | |
SU1435617A1 (ru) | Способ раскислени жидкой стали в ковше под слоем шлака | |
SU403765A1 (ru) | ВСЕСОЮЗНАЯМ. Кл. С 21с 7/06УДК 669.183(088.8) | |
SU399534A1 (ru) | Способ выплавки стали в двухванной сталеплавильной печи | |
SU789591A1 (ru) | Способ производства малоуглеродистой стали | |
RU2064509C1 (ru) | Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей стали | |
RU2114183C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
RU2104311C1 (ru) | Способ легирования стали марганцем | |
RU2608010C1 (ru) | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи | |
JPS61500125A (ja) | 介在物がほぼ球形状の鋼の製造方法 | |
RU2245374C1 (ru) | Способ раскисления и легирования стали | |
SU1121299A1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2091494C1 (ru) | Способ выплавки легированной хромом и никелем стали | |
SU1650707A1 (ru) | Способ получени чугуна с вермикул рным графитом | |
SU969752A1 (ru) | Способ получени стали дл лить в песчаные формы |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050120 |