RU2150513C1 - Method of blowing of high-chromium steels (mechel process) - Google Patents
Method of blowing of high-chromium steels (mechel process) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150513C1 RU2150513C1 RU98120047/02A RU98120047A RU2150513C1 RU 2150513 C1 RU2150513 C1 RU 2150513C1 RU 98120047/02 A RU98120047/02 A RU 98120047/02A RU 98120047 A RU98120047 A RU 98120047A RU 2150513 C1 RU2150513 C1 RU 2150513C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- oxygen
- carbon
- metal
- ratio
- 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
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве высокохромистых сталей с применением агрегата аргоно-кислородного рафинирования (АКР). The invention relates to metallurgy and can be used in the production of high-chromium steels using an argon-oxygen refining unit (AKP).
Известен способ продувки высокохромистых сталей в агрегате аргоно-кислородного рафинирования, который заключается в том, что обезуглероживание железо-хромистого расплава ведут путем газо-кислородной продувки, при этом продувку осуществляют в режиме кратковременных продувок с перерывами между ними для взятия проб металла (повалками), ступенчато изменяя соотношение в дутье кислорода и инертного газа [1]. A known method of purging high-chromium steels in an argon-oxygen refining unit, which consists in the decarburization of the iron-chromium melt being carried out by gas-oxygen purging, while the purging is carried out in the mode of short-term purging with interruptions between them to take metal samples (dumps), stepwise changing the ratio in the blast of oxygen and inert gas [1].
Недостатком известного способа является большая продолжительность по времени процесса из-за остановок продувки в связи с перерывами между ними. The disadvantage of this method is the long duration of the process due to purge stops due to interruptions between them.
Наиболее близким по своей технической сущности является способ газокислородной обработки стали и сплавов, включающий обезуглероживание путем газокислородной продувки и рафинирование металла, газокислородную продувку металлического расплава, в котором осуществляют в режиме кратковременных продувок длительностью 0,1-6 мин с перерывами между ними 0,13-5 мин. После каждой остановки продувки изменяют соотношение в дутье кислорода и инертного газа [2]. Данный способ принят за ближайший аналог. The closest in technical essence is the method of gas-oxygen treatment of steel and alloys, including decarburization by gas-oxygen purging and metal refining, gas-oxygen purging of a metal melt, in which they are carried out in the mode of short-term purging with a duration of 0.1-6 min with 0.13- interruptions between them. 5 minutes. After each stop of purging, the ratio in the blast of oxygen and inert gas is changed [2]. This method is taken as the closest analogue.
Недостатком способа является большая продолжительность процесса из-за остановок продувки и связанных с этим перерывом между ними. Это обстоятельство увеличивает цикл плавки. The disadvantage of this method is the long duration of the process due to purge stops and the associated break between them. This circumstance increases the melting cycle.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является сокращение цикла плавки стали за счет уменьшения продолжительности продувки. The problem to which the invention is directed, is to reduce the steel melting cycle by reducing the duration of the purge.
Поставленная задача достигается за счет того, что предлагается способ продувки высокохромистых сталей, включающий обезуглероживание расплава металла путем продувки газокислородной смесью при соотношении в ней содержания кислорода и газа 6:1 до достижения определенной концентрации углерода в расплаве с последующим изменением по ходу продувки соотношения в смеси кислорода и газа до 1:6 и рафинирование металла, при этом продувку расплава металла при соотношении содержания кислорода к газу в газокислородной смеси, равном 6:1, осуществляют до достижения концентрации углерода в расплаве металла в пределах 0,40-0,35, а в интервале концентраций углерода в расплаве, равном /0,40-0,35/ - 0,01, непрерывно продувают расплав газокислородной смесью, плавно изменяя в ней соотношение содержания кислорода и газа до 1:6, причем соотношение содержания кислорода и газа в газокислородной смеси определяют по следующей зависимости:
По2/Пг = 0,051 + 6,475(C) - 46,32(C)2 + 624,83(C)3 - 1161,71(C)4,
где По2 - доля кислорода в газокислородной смеси, часть;
Пг - доля газа в газокислородной смеси, часть;
C - концентрация углерода в металле, %.The problem is achieved due to the fact that a method is proposed for purging high-chromium steels, including decarburization of a metal melt by purging with a gas-oxygen mixture with a ratio of oxygen and gas in it 6: 1 until a certain concentration of carbon in the melt is reached, followed by a change in the ratio of oxygen in the mixture and gas to 1: 6 and metal refining, while blowing the molten metal at a ratio of oxygen to gas in the gas-oxygen mixture equal to 6: 1, carry out to achieve a carbon concentration in the metal melt in the range of 0.40-0.35, and in the range of carbon concentrations in the melt equal to / 0.40-0.35 / - 0.01, the melt is continuously blown with a gas-oxygen mixture, gradually changing in it the ratio of oxygen and gas to 1: 6, and the ratio of oxygen and gas in the gas mixture is determined by the following relationship:
P o2 / P g = 0.051 + 6.475 (C) - 46.32 (C) 2 + 624.83 (C) 3 - 1161.71 (C) 4 ,
where P o2 - the proportion of oxygen in the gas mixture, part;
P g - the proportion of gas in the gas-oxygen mixture, part;
C is the concentration of carbon in the metal,%.
Соотношение содержания кислорода и газа в газокислородной смеси изменяют соответственно изменению концентрации углерода в расплаве металла с шагом 0,01% углерода при концентрации углерода больше 0,1% и с шагом 0,005% при концентрации углерода меньше 0,1%, при этом продувку газокислородной смесью осуществляют с интенсивностью 0,4...1,4 м3/т.мин, поддерживая температуру металла в пределах 1650-1750oC, а в качестве газа используют аргон, азот, метан или природный газ.The ratio of the oxygen and gas content in the gas-oxygen mixture is changed according to the change in the carbon concentration in the metal melt with a step of 0.01% carbon at a carbon concentration of more than 0.1% and with a step of 0.005% at a carbon concentration of less than 0.1%, while blowing with a gas-oxygen mixture carried out with an intensity of 0.4 ... 1.4 m 3 / t.min, maintaining the temperature of the metal in the range of 1650-1750 o C, and the gas used is argon, nitrogen, methane or natural gas.
Выбранное соотношение в дутье кислорода и газа от 6:1 до 1:6 обусловлено следующим. В соответствии с технологией продувка расплава в агрегате АКР начинается с соотношением 6:1 и остается постоянной вплоть до концентрации углерода 0,35 - 0,40, заканчивается продувка металла при соотношении в дутье содержания кислорода и газа 1:6, т.к. при более низком окислительном потенциале окисление углерода практически не происходит. The selected ratio in the blast of oxygen and gas from 6: 1 to 1: 6 is due to the following. In accordance with the technology, the melt purge in the AKP unit begins with a ratio of 6: 1 and remains constant up to a carbon concentration of 0.35 - 0.40, metal purge ends when the ratio of oxygen and gas in the blast is 1: 6, because at a lower oxidation potential, carbon oxidation practically does not occur.
Соотношение в дутье содержания кислорода и газа плавно изменяют по мере окисления углерода с шагом 0,01% углерода при его содержании в металле больше 0,1% и с шагом 0,005% при концентрации углерода меньше 0,1%. Это обусловлено тем, что в интервале концентраций углерода в металле /0,4 - 0,35/ - 0,1% скорость окисления углерода достаточно велика и инерционность всей системы регулирования расхода дутья не позволяет изменить соотношения с большей частотой. При содержании углерода в расплаве меньше 0,1% скорость окисления углерода резко замедляется, что дает возможность еще более плавно изменять соотношение в дутье кислорода и газа непрерывно в процессе продувки без повалки и взятия пробы металла благодаря установленной экспериментально закономерности, изменяя скорость окисления углерода в железо-хромистом расплаве в интервале концентраций углерода /0,4-0,35/ - 0,1%. The ratio of oxygen and gas content in the blast changes smoothly as carbon is oxidized in increments of 0.01% carbon with its content in the metal greater than 0.1% and in increments of 0.005% with a carbon concentration of less than 0.1%. This is due to the fact that in the range of carbon concentrations in the metal / 0.4 - 0.35 / - 0.1%, the carbon oxidation rate is quite high and the inertia of the entire blast flow control system does not allow changing the ratio with a higher frequency. When the carbon content in the melt is less than 0.1%, the rate of carbon oxidation is sharply slowed down, which makes it possible to smoothly change the ratio of oxygen and gas blasting continuously during purging without dropping and taking a metal sample due to experimentally established regularities, changing the rate of carbon oxidation to iron -chromium melt in the range of carbon concentrations / 0.4-0.35 / - 0.1%.
Интенсивность продувки газокислородной смесью изменяется в пределах 0,4-1,4 м3/т.мин в зависимости от соотношения в дутье кислорода и газа, при этом температуре металла поддерживается в пределах 1650-1750oC. В качестве газа используют аргон, азот, метан или природный газ.The purge intensity of the gas-oxygen mixture varies between 0.4-1.4 m 3 / t.min, depending on the ratio of oxygen and gas in the blast, while the metal temperature is maintained at 1650-1750 o C. Argon, nitrogen are used as gas , methane or natural gas.
Интенсивность продувки в агрегате АКР обусловлена окислительно-восстановительным характером протекающих в нем процессов и изменяется от 1,4 м3/т. мин в начале до 0,4 м3/т.мин в конце продувки при низком содержании углерода. Верхний предел ограничивается возможностью выбросов металла и шлака из агрегата АКР, нижний - скоростью протекания процесса окисления углерода. Температурный интервал 1650-1750oC термодинамически обуславливает преобладание процесса окисления углерода при низких его концентрациях над окислением хрома. При более низких температурах увеличивается вероятность окисления хрома. Более высокие температуры ухудшают стойкость футеровки агрегата АКР.The purge intensity in the AKP unit is due to the redox nature of the processes occurring in it and varies from 1.4 m 3 / t. min at the beginning up to 0.4 m 3 / t.min at the end of the purge with a low carbon content. The upper limit is limited by the possibility of emissions of metal and slag from the ACP unit, the lower limit is determined by the rate of carbon oxidation. The temperature range of 1650-1750 o C thermodynamically determines the predominance of the process of carbon oxidation at low concentrations over the oxidation of chromium. At lower temperatures, the likelihood of oxidation of chromium increases. Higher temperatures degrade the lining life of the AKP unit.
Газ в дутье агрегата АКР обеспечивает защиту футеровки от высокотемпературной зоны и снижает парциальное давлении оксида углерода, обуславливая тем самым преобладание процесса окисления углерода, сохраняя хром в металле. Поэтому в качестве таких газов могут быть использованы инертные или восстановительные газы, недифицитные, имеющиеся в достаточном количестве на промышленных предприятиях и относительно дешевые, например, такие как аргон, азот, метан или природный газ. The gas in the blasting of the AKP unit protects the lining from the high-temperature zone and reduces the partial pressure of carbon monoxide, thereby causing the predominance of carbon oxidation, preserving chromium in the metal. Therefore, such gases can be used inert or reducing gases, non-deficient, available in sufficient quantities at industrial enterprises and relatively cheap, such as argon, nitrogen, methane or natural gas.
Ведение непрерывной продувки с плавным изменением соотношения в дутье содержания кислорода и газа позволяет, не останавливая процесса газокислородной продувки высокохромистых сталей, окислять углерод без заметного окисления хрома. При этом существенно сокращается цикл плавки как за счет устранения затрат времени на промежуточные повалки, так и за счет уменьшения продолжительности дутья. Последнее обстоятельство связано с тем, что металлическая ванна обладает большой инерцией и после каждой остановки продувки требуется время для придания ей циркуляционного движения. Conducting a continuous purge with a smooth change in the ratio in the blast of oxygen and gas content allows, without stopping the process of gas-oxygen purging of high-chromium steels, to oxidize carbon without noticeable oxidation of chromium. At the same time, the melting cycle is significantly reduced both by eliminating the time spent on intermediate docks, and by reducing the duration of the blast. The latter circumstance is connected with the fact that the metal bath has a large inertia and after each stop of the purge it takes time to give it a circulation motion.
Пример осуществления предлагаемого способа. An example implementation of the proposed method.
В агрегат аргоно-кислородного рафинирования (АКР) заливали железо-хромистый полупродукт, содержащий 1,6% углерода и 18% хрома. Температура полупродукта 1560oC. Для получения коррозионно-стойкой стали 03Х18Н10 металл продували в агрегате АКР газокислородной смесью при соотношении в дутье кислорода и аргона равным 6:1. Продувку ведут до содержания углерода в металле 0,35%. За время продувки содержание хрома в металле практически не изменяется, а температура увеличивается до 1650-1750oC. После присадки в ванну охладителей из расчета поддержания температуры металла до окончания продувки в интервале 1650-1750oC продувку продолжали, ведя ее непрерывно, без остановок, изменяя соотношение в дутье содержания кислорода и инертного газа через каждую сотую долю углерода. При этом продувку начинали при концентрации углерода в металле 0,35% при соотношении в дутье содержания кислорода и аргона 6: 1, а заканчивали при содержании углерода в металле 0,01% и соотношении в дутье кислорода и аргона 1:6.An iron-chromium intermediate containing 1.6% carbon and 18% chromium was poured into an argon-oxygen refining unit (AKP). The temperature of the intermediate 1560 o C. To obtain corrosion-resistant steel 03X18H10, the metal was blown in the ACP unit with a gas-oxygen mixture with a ratio of oxygen and argon in the blast of 6: 1. Purge is carried out to a carbon content in the metal of 0.35%. During the purge, the chromium content in the metal practically does not change, and the temperature rises to 1650-1750 o C. After adding coolers to the bath on the basis of maintaining the temperature of the metal until the purge is completed in the range of 1650-1750 o C, the purge was continued, continuously, without interruption , changing the ratio in the blast of the oxygen content and inert gas through every hundredth of carbon. In this case, purging was started at a carbon concentration in the metal of 0.35% with a ratio of oxygen and argon in the blast of 6: 1, and ended with a carbon content in the metal of 0.01% and a ratio of oxygen and argon of 1: 6 in the blast.
Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.
Представлены технические характеристики выплавки коррозионно-стойкой стали известным и предлагаемым способами в 100-тонном агрегате аргоно-кислородного рафинирования. Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает сокращение периода продувки и плавки в целом на 16 мин, что позволяет сократить цикл плавки в среднем на 20%. The technical characteristics of the smelting of corrosion-resistant steel by known and proposed methods in a 100-ton argon-oxygen refining unit are presented. As can be seen from the table, the proposed method provides a reduction in the purge and smelting period in general by 16 min, which allows to reduce the smelting cycle by an average of 20%.
Предлагаемый способ продувки высокохромистых сталей может быть использован при выплавке коррозионно-стойкой стали марок 03Х18Н10, супперферритной и др. Устранение промежуточных повалок, интенсификация процесса продувки обеспечивают сокращение цикла плавки и повышение производительности агрегата АКР. The proposed method for purging high-chromium steels can be used in the smelting of corrosion-resistant steel grades 03X18H10, superferritic and others. Elimination of intermediate felling and intensification of the purge process reduce the melting cycle and increase the productivity of the AKP unit.
Источники информации, принятые во внимание
1. Кнюппель Р., Раскисление и вакуумная обработка стали, перевод с нем., Металлургия, 1984 г., стр. 414.Sources of information taken into account
1. Knupel R., Deoxidation and vacuum treatment of steel, translation from German, Metallurgy, 1984, p. 414.
2. Авторское свидетельство СССР N 653299, МКИ C 21 C 5/56, 1979 г. 2. USSR author's certificate N 653299, MKI C 21 C 5/56, 1979
Claims (5)
ПO2/Пг=0,051+6,475(С)-46,32(С)2+624,83(С)3-1161,71(С)4,
где ПO2 доля кислорода в газокислородной смеси, ч.;
Пг - доля газа в газокислородной смеси, ч.;
С - концентрация углерода в металле, %.2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of oxygen and gas in the gas-oxygen mixture is determined by the following relationship:
P O2 / P g = 0.051 + 6.475 (C) -46.32 (C) 2 +624.83 (C) 3 -1161.71 (C) 4 ,
where P O2 is the proportion of oxygen in the gas-oxygen mixture, h .;
P g - the proportion of gas in the gas-oxygen mixture, h .;
C is the concentration of carbon in the metal,%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98120047/02A RU2150513C1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Method of blowing of high-chromium steels (mechel process) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98120047/02A RU2150513C1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Method of blowing of high-chromium steels (mechel process) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2150513C1 true RU2150513C1 (en) | 2000-06-10 |
Family
ID=20212009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98120047/02A RU2150513C1 (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Method of blowing of high-chromium steels (mechel process) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2150513C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764455C1 (en) * | 2021-05-06 | 2022-01-17 | Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») | Method for steel smelting in a converter |
RU2797319C1 (en) * | 2022-10-07 | 2023-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for smelting corrosion-resistant steel in dc electric arc steelmaking furnace with hollow graphite electrode |
-
1998
- 1998-11-02 RU RU98120047/02A patent/RU2150513C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2764455C1 (en) * | 2021-05-06 | 2022-01-17 | Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») | Method for steel smelting in a converter |
RU2797319C1 (en) * | 2022-10-07 | 2023-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Method for smelting corrosion-resistant steel in dc electric arc steelmaking furnace with hollow graphite electrode |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2007118927A (en) | AISI 4xx FERRITE STEEL GROUP STAINLESS STEEL PRODUCTION IN ACP CONVERTER | |
RU2150513C1 (en) | Method of blowing of high-chromium steels (mechel process) | |
SU1421777A1 (en) | Method of producing steel | |
RU2797319C1 (en) | Method for smelting corrosion-resistant steel in dc electric arc steelmaking furnace with hollow graphite electrode | |
RU2254380C1 (en) | Method of production of rail steel | |
AU536836B2 (en) | Process for metal bath refining | |
RU2268948C2 (en) | Method of blowing high-chromium steels | |
RU1803434C (en) | Steel smelting and vacuumizing method | |
RU2146717C1 (en) | Method of steels and alloys melting | |
RU2207383C1 (en) | Method of melting in electric arc furnace of unalloyed steel intermediate product with low content of nitrogen | |
SU638621A1 (en) | Method of melting stainless steel | |
RU2285051C2 (en) | Method of making corrosion-resistant steel | |
SU823433A1 (en) | Method of smelting nickel-containing steels and alloys | |
SU755853A1 (en) | Method of raw ferronickel refining | |
SU821503A1 (en) | Method of steel smelting | |
SU621730A1 (en) | Method of desulfurization of iron outside furnace | |
RU1786107C (en) | Method of ladle treatment of steel | |
RU2052508C1 (en) | Corrosion-resistant steel melting method | |
SU619522A1 (en) | Method of degassing metal | |
SU726182A1 (en) | Method of steel desulfurizing | |
SU379633A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURE OF LOW-CARBON ALLOYED STEEL | |
SU1386665A1 (en) | Method of desulphurizing slag | |
SU922159A1 (en) | Method for decarbonizing alloyed melt | |
SU256798A1 (en) | ||
SU1073299A1 (en) | Stainless steel production process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061103 |