RU2231561C1 - Liquid metal processing method - Google Patents
Liquid metal processing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2231561C1 RU2231561C1 RU2003118036/02A RU2003118036A RU2231561C1 RU 2231561 C1 RU2231561 C1 RU 2231561C1 RU 2003118036/02 A RU2003118036/02 A RU 2003118036/02A RU 2003118036 A RU2003118036 A RU 2003118036A RU 2231561 C1 RU2231561 C1 RU 2231561C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- liquid metal
- barium carbonate
- neutral gas
- deoxidation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам обработки жидкого металла с использованием внепечной вакуумной обработки ковшевым способом или его модификациями.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for processing liquid metal using out-of-furnace vacuum treatment by the ladle method or its modifications.
Известен способ обработки жидкого металла, включающий циркуляционное вакуумирование с одновременным вводом десульфуратора, в качестве которого используют известь в количестве 1,0-1,3% от массы обрабатываемого металла, причем вводят ее в два приема: перед вакуумированием на дно камеры загружают 0,4-0,6% извести, а оставшееся количество вводят 4-5 равными порциями с интервалом в 2-3 мин спустя 4-6 мин после начала вакуумирования (а.с. СССР № 968079, кл. С 21 С 7/10, опубл. 23.10.1982).A known method of processing liquid metal, including circulating evacuation with the simultaneous introduction of a desulfurizer, which is used as lime in an amount of 1.0-1.3% by weight of the metal to be treated, and it is introduced in two stages: before evacuation, 0.4 are charged to the bottom of the chamber -0.6% of lime, and the remaining amount is administered in 4-5 equal portions with an interval of 2-3 minutes after 4-6 minutes after the start of evacuation (AS USSR No. 968079, class C 21 C 7/10, publ. . 10.23.1982).
Подача десульфуратора - извести в известном способе приводит к десульфурации металла, однако процесс дефосфорации отсутствует ввиду того, что недостаточное количество растворенного в металле кислорода предотвращает образование фосфатов кальция, что приводит к низкой степени рафинирования, в частности по фосфору. Отсутствие дефосфорации в известном способе ухудшает условия рафинирования металла, что приводит к ухудшению его качества.The supply of desulfurizer - lime in the known method leads to desulfurization of the metal, however, the dephosphorization process is absent due to the fact that an insufficient amount of oxygen dissolved in the metal prevents the formation of calcium phosphates, which leads to a low degree of refining, in particular phosphorus. The absence of dephosphorization in the known method worsens the conditions of metal refining, which leads to a deterioration in its quality.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ дефосфорации и обезуглероживания жидкого металла при циркуляционном вакуумировании, согласно которому в ковше проводят циркуляционное вакуумирование с одновременной подачей в объем металла в струе кислорода рафинирующего материала - извести и последующее раскисление металла перед подачей его на разливку (Усовершенствование дефосфорации и обезуглероживания при циркуляционном вакуумировании. Новости черной металлургии за рубежом, № 1, 2002, с. 43-44).The closest analogue of the claimed invention is a method of dephosphorization and decarburization of liquid metal during circulating evacuation, according to which circulating evacuation is carried out in the ladle with the refining material being fed into the metal volume in a stream of oxygen — lime and subsequent deoxidation of the metal before being cast (Improving dephosphorization and decarburization during circulation evacuation. News of the steel industry abroad, No. 1, 2002, pp. 43-44).
Фосфор согласно известному способу удаляют из металла в процессе окислительной дефосфорации по реакции:Phosphorus according to a known method is removed from the metal in the process of oxidative dephosphorization by the reaction:
(СаО)+2[Р]+2[О]=(СаО·Р2О5) (1)(CaO) +2 [P] +2 [O] = (CaO · P 2 O 5 ) (1)
При наличии достаточного количества извести и растворенного кислорода реакция (1) сдвигается вправо. Однако получаемые в результате реакции (1) фосфаты кальция при температуре 1350-1400°С начинают диссоциировать на составляющие СаО и Р2О5, в результате чего происходит процесс рефосфорации и жидкий металл снова насыщается фосфором. Этот процесс усиливается также последующим раскислением жидкого металла. Процесс рефосфорации происходит не мгновенно, а продолжается и во время разливки металла, поэтому в готовой стали одной плавки содержание фосфора будет неодинаковым, что приводит к снижению качества стали. Кроме того, наличие значительного количества растворенного в металле кислорода предотвращает процесс десульфурации, что также снижает показатели качества готовой стали.If there is a sufficient amount of lime and dissolved oxygen, reaction (1) shifts to the right. However, calcium phosphates obtained as a result of reaction (1) at a temperature of 1350-1400 ° C begin to dissociate into CaO and P 2 O 5 constituents, as a result of which the process of rephosphorization occurs and the liquid metal is again saturated with phosphorus. This process is also enhanced by subsequent deoxidation of the liquid metal. The process of rephosphorization does not occur instantaneously, but continues during the casting of the metal, so the phosphorus content in the finished steel of the same smelting will be uneven, which leads to a decrease in the quality of steel. In addition, the presence of a significant amount of oxygen dissolved in the metal prevents the desulfurization process, which also reduces the quality indicators of the finished steel.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа обработки жидкого металла путем создания условий для проведения одновременно восстановительной дефосфорации и десульфурации после окислительной дефосфорации.The basis of the invention is the task of improving the method of processing liquid metal by creating conditions for simultaneously reducing dephosphorization and desulfurization after oxidative dephosphorization.
Ожидаемый технический результат - высокая степень рафинирования металла при обработке за счет создания недиссоциируемых при температурах сталеплавильного передела соединений фосфора, предотвращающих рефосфорацию, и глубокой десульфурации.The expected technical result is a high degree of metal refining during processing due to the creation of phosphorus compounds that prevent dissociation and non-dissociable at temperatures of steelmaking redistribution, and deep desulfurization.
Технический результат достигается тем, что в способе обработки жидкого металла, включающем циркуляционное вакуумирование с одновременной подачей в объем металла в струе кислорода рафинирующего материала и раскисление металла, по изобретению в качестве рафинирующего материала, подаваемого в струе кислорода, используют карбонат бария, а раскисление металла ведут подаваемым в струе нейтрального газа гранулированным алюминием с удельным расходом 0,65-0,70 кг/т, затем в струе нейтрального газа осуществляют подачу смеси карбоната бария и гранулированного алюминия, взятых в соотношении (8,7-9,2):(0,9-1,1).The technical result is achieved by the fact that in the method of processing liquid metal, including circulating evacuation while simultaneously supplying refining material to the metal volume in the oxygen stream and metal deoxidation, barium carbonate is used as the refining material supplied in the oxygen stream, and metal deoxidation is carried out granular aluminum supplied in a neutral gas stream with a specific flow rate of 0.65-0.70 kg / t, then a mixture of barium carbonate and gran aluminum, taken in the ratio (8.7-9.2) :( 0.9-1.1).
Сущность предлагаемого способа заключается в последовательном проведении двух видов обработки жидкого металла - окислительной дефосфорации, совмещенной с окислительным обезуглероживанием, и осуществления процесса рафинирования жидкого металла в восстановительных условиях.The essence of the proposed method consists in sequentially carrying out two types of processing of liquid metal - oxidative dephosphorization, combined with oxidative decarburization, and the implementation of the process of refining liquid metal in reducing conditions.
Подаваемый в объем металла в струе кислорода карбонат бария диссоциирует на составляющие по реакции:Barium carbonate supplied to the volume of the metal in an oxygen stream dissociates into components by reaction:
ВаСО3тв=(ВаО)+{СО2} (2)BaCO 3tv = (BaO) + {CO 2 } (2)
В процессе окислительной дефосфорации в предлагаемом способе удаление фосфора из жидкого металла происходит посредством реакции:In the process of oxidative dephosphorization in the proposed method, the removal of phosphorus from a liquid metal occurs through the reaction:
ВаО+2[О]+2[Р]=(ВаО·Р2О5) (3)BaO + 2 [O] +2 [P] = (BaO · P 2 O 5 ) (3)
Образующийся в результате реакции (2) диоксид углерода в виде мелких пузырьков увлекает за собой второй продукт реакции (2) оксид бария, увеличивая тем самым область контакта оксида бария с жидким металлом и обеспечивая полноту протекания реакции (3). Образующийся в результате реакции (3) фосфат бария является более тугоплавким соединением, чем, например, фосфат кальция, и не диссоциирует при температурах сталеплавильного передела на ВаО и P2O5, предотвращая тем самым процесс рефосфорации в течение всего времени обработки жидкого металла и его разливки. Это способствует однородности готового металла и повышению его качества.The carbon dioxide formed as a result of reaction (2) in the form of small bubbles entrains the second product of reaction (2) barium oxide, thereby increasing the contact area of barium oxide with liquid metal and ensuring the completeness of reaction (3). The barium phosphate formed as a result of reaction (3) is a more refractory compound than, for example, calcium phosphate, and does not dissociate at temperatures of steelmaking into BaO and P 2 O 5 , thereby preventing the process of rephosphorization during the entire treatment of the liquid metal and its casting. This contributes to the uniformity of the finished metal and increase its quality.
После окончания окислительного обезуглероживания жидкого металла в процессе циркуляционного вакуумирования с одновременной окислительной дефосфорацией жидкий металл согласно предлагаемому способу раскисляют путем подачи в его объем в струе нейтрального газа гранулированного алюминия, обеспечивая тем самым благоприятные условия для последующей восстановительной дефосфорации и десульфурации, которые осуществляют путем подачи в струе нейтрального газа смеси карбоната бария и гранулированного алюминия.After the end of oxidative decarburization of the liquid metal in the process of circulating evacuation with simultaneous oxidative dephosphorization, the liquid metal according to the proposed method is deoxidized by feeding granulated aluminum into its volume in a neutral gas stream, thereby providing favorable conditions for subsequent reductive dephosphorization and desulfurization, which are carried out by feeding in the stream neutral gas mixture of barium carbonate and granular aluminum.
После образования в результате диссоциации карбоната бария по реакции (2) оксида бария происходит образование комплексов, состоящих из оксидов алюминия, образовавшихся в процессе раскисления жидкого металла, и оксидов бария, которые удаляются в покровный шлак. Кроме того, происходит восстановление бария из его оксидов посредством алюминотермической реакции:After the formation of barium carbonate as a result of dissociation by reaction (2) of barium oxide, complexes are formed consisting of aluminum oxides formed during the deoxidation of liquid metal and barium oxides, which are removed into the slag. In addition, there is a reduction of barium from its oxides through aluminothermic reaction:
3BaO+2Al=3Ba+Al2O3 (4)3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3 (4)
А восстановленный барий, в свою очередь, вступает в реакции дефосфорации и десульфурации, которые возможны только в глубоко раскисленном металле, в котором парциальное давление кислорода не превышает величину РО2=10-15 атм:And reduced barium, in turn, enters into the reactions of dephosphorization and desulfurization, which are possible only in a deeply deoxidized metal, in which the partial pressure of oxygen does not exceed the value of P O2 = 10 -15 atm:
2[Р]+3[Ва]=(Ва3Р2) (5)2 [P] +3 [Ba] = (Ba 3 P 2 ) (5)
[S]+[Ва]=(BaS) (6)[S] + [Ba] = (BaS) (6)
Продукты реакций (5) и (6) являются тугоплавкими соединениями с температурой плавления 3080°С и 2200°С соответственно, а поскольку растворимость бария в жидком и твердом металле пренебрежимо мала, эти продукты легко удаляются в покровный шлак, глубоко очищая жидкий металл от фосфора и серы. Этот процесс ускоряют образующиеся в результате реакции (2) пузырьки диоксида углерода, увлекающие за собой к границе раздела металл - шлак продукты реакций (5), (6), а также образовавшиеся из оксидов алюминия и бария глобули.The products of reactions (5) and (6) are refractory compounds with a melting point of 3080 ° C and 2200 ° C, respectively, and since the solubility of barium in liquid and solid metal is negligible, these products are easily removed into the coating slag, deeply cleaning the liquid metal from phosphorus and sulfur. This process is accelerated by carbon dioxide bubbles formed as a result of reaction (2), which entrain the products of reactions (5), (6) along with the metal - slag interface, as well as globules formed from aluminum and barium oxides.
Таким образом, согласно предлагаемому способу происходит глубокое рафинирование жидкого металла от углерода, серы и фосфора, а образование тугоплавких недиссоциируемых при температурах сталеплавильных переделов продуктов окислительной и восстановительной дефосфорации предотвращает процесс рефосфорации, что способствует получению однородного металла и улучшению его качества.Thus, according to the proposed method, there is a deep refining of liquid metal from carbon, sulfur and phosphorus, and the formation of refractory products of oxidative and reduction dephosphorization that are not dissociable at temperatures of steelmaking prevents the process of rephosphorization, which helps to obtain a homogeneous metal and improve its quality.
Удельный расход алюминия в пределах от 0,65 до 0,70 кг/т обусловлен необходимостью получения перед восстановительной дефосфорацией и десульфурацией раскисленного жидкого металла с парциальным давлением кислорода РО2=10-15 атм. Удельный расход алюминия в количестве менее 0,65 кг/т не обеспечивает его глубокого раскисления, а повышение удельного расхода выше величины 0,70 кг/т нецелесообразно ввиду нерационального использования.The specific consumption of aluminum in the range from 0.65 to 0.70 kg / t is due to the need to obtain deoxidation and desulfurization deoxidized liquid metal with a partial oxygen pressure of P O2 = 10 -15 atm. The specific consumption of aluminum in an amount of less than 0.65 kg / t does not ensure its deep deoxidation, and the increase in the specific consumption above 0.70 kg / t is impractical due to irrational use.
Подача смеси карбоната бария и гранулированного алюминия в соотношении, отличающемся в ту или иную сторону от заявляемого (8,7-9,2):(0,9-1,1), приводит при уменьшении карбоната бария к снижению показателей дефосфорации и десульфурации, а при повышении его расхода - к напряженному тепловому режиму алюминотермического восстановления бария из его оксида, что также снижает показатели дефосфорации и десульфурации жидкого металла. Уменьшение количества алюминия не обеспечивает полноту восстановления бария из его оксида и ухудшает тем самым показатели дефосфорации и десульфурации, а повышение расхода алюминия приводит к его нерациональному использованию.The supply of a mixture of barium carbonate and granular aluminum in a ratio that differs in one direction or another from the claimed (8.7-9.2) :( 0.9-1.1), with a decrease in barium carbonate, leads to a decrease in dephosphorization and desulfurization, and with an increase in its consumption, to the intense thermal regime of aluminothermic reduction of barium from its oxide, which also reduces the dephosphorization and desulfurization of liquid metal. A decrease in the amount of aluminum does not ensure the complete recovery of barium from its oxide and thereby worsens the indicators of dephosphorization and desulfurization, and an increase in the consumption of aluminum leads to its irrational use.
Пример.Example.
Предлагаемый способ обработки жидкого металла и известный способ - ближайший аналог осуществляли следующим образом.The proposed method of processing liquid metal and the known method is the closest analogue was carried out as follows.
В высокочастотной индукционной печи емкостью 500 кг и внутренним диаметром тигля 400 мм выплавляли низкоуглеродистый полупродукт химического состава, мас.%: С 0,07-0,10; Mn 0,10-0,15; Si - следы; S 0,012-0,018; Р 0,014-0,018.In a high-frequency induction furnace with a capacity of 500 kg and an inner diameter of a crucible of 400 mm, a low-carbon intermediate of chemical composition was smelted, wt.%: C 0.07-0.10; Mn 0.10-0.15; Si - traces; S 0.012-0.018; P 0.014-0.018.
Затем проводили циркуляционное вакуумирование посредством погружения вакуумной камеры внутренним диаметром 300 мм в объем жидкого металла.Then, circulating evacuation was carried out by immersing the vacuum chamber with an inner diameter of 300 mm in the volume of liquid metal.
Одновременно с циркуляционным вакуумированием в плавках по предлагаемому способу в объем металла в струе кислорода подавали карбонат бария, а в плавках по известному способу - известь. После окончания окислительного обезуглероживания жидкий металл по известному способу раскисляли алюминием и отбирали пробы для определения химического состава.At the same time as circulating evacuation in the swimming trunks according to the proposed method, barium carbonate was fed into the metal volume in an oxygen stream, and lime was supplied in the swimming trunks according to the known method. After the end of oxidative decarburization, the liquid metal was deoxidized by aluminum by a known method and samples were taken to determine the chemical composition.
По предлагаемому способу после окончания окислительного обезуглероживания раскисление металла проводили подаваемым в струе нейтрального газа - аргона гранулированным алюминием с удельным расходом 0,65-0,70 кг/т, затем в струе аргона подавали смесь карбоната бария и гранулированного алюминия, взятых в соотношении (8,7-9,2):(0,9-1,1). По окончании обработки отбирали пробы для определения химического состава.According to the proposed method, after the end of oxidative decarburization, metal deoxidation was carried out using granulated aluminum supplied in a neutral gas-argon stream with a specific consumption of 0.65-0.70 kg / t, then a mixture of barium carbonate and granular aluminum taken in the ratio (8 7-9.2) :( 0.9-1.1). At the end of the treatment, samples were taken to determine the chemical composition.
Технологические показатели и результаты обработки приведены в таблице.Technological indicators and processing results are shown in the table.
Из результатов обработки жидкого металла по предлагаемому и известному способам видно, что металл, обработанный по предлагаемому способу, содержит существенно меньше фосфора, чем металл, полученный при обработке по известному способу. При этом десульфурация металла, обработанного по предлагаемому способу, составила 60-70% против отсутствия десульфурации при обработке жидкого металла по известному способу.From the results of processing liquid metal by the proposed and known methods, it is seen that the metal processed by the proposed method contains significantly less phosphorus than the metal obtained by processing by the known method. In this case, the desulfurization of the metal processed by the proposed method was 60-70% against the absence of desulfurization in the processing of liquid metal by a known method.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003118036/02A RU2231561C1 (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Liquid metal processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003118036/02A RU2231561C1 (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Liquid metal processing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2231561C1 true RU2231561C1 (en) | 2004-06-27 |
| RU2003118036A RU2003118036A (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=32847054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003118036/02A RU2231561C1 (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Liquid metal processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2231561C1 (en) |
-
2003
- 2003-06-19 RU RU2003118036/02A patent/RU2231561C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Новости черной металлургии за рубежом, №1, 2002, с.43 и 44. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA74810C2 (en) | A method for the treatment of slags or mixture of slags in the liquid metal bath | |
| US4054445A (en) | Deoxidizing and desulphurizing steel | |
| RU2231561C1 (en) | Liquid metal processing method | |
| RU2818526C1 (en) | Low-silicon steel production method | |
| EP4353845A1 (en) | Molten steel denitrification method, simultaneous denitrification and desulfurization treatment method, and steel production method | |
| RU2233339C1 (en) | Method of making steel | |
| JPS63143216A (en) | Melting method for extremely low carbon and low nitrogen steel | |
| RU2754337C1 (en) | Method for production of nitrogen-doped steel in bucket | |
| EP4353844A1 (en) | Molten steel secondary refining method and steel production method | |
| EP4353843A1 (en) | Molten steel denitrification method and steel production method | |
| RU2228373C1 (en) | Method of refining low-silicon steel in ladle | |
| KR100388024B1 (en) | Method for refining steel containing ultra-low carbon and ultra-low nitrogen | |
| RU2289630C2 (en) | Melt metal bath metallurgical processing method | |
| RU2139943C1 (en) | Method for making high quality steel | |
| EP4324940A1 (en) | Method for dephosphorization of molten metal | |
| RU2212453C1 (en) | Method of making low-carbon constructional steel | |
| SU929713A1 (en) | Method for treating molten steel | |
| JPS6121285B2 (en) | ||
| EP4328330A1 (en) | Method for refining molten iron | |
| US20240229177A1 (en) | Method for dephosphorization of molten iron | |
| JPH05287360A (en) | Method for melting extremely low carbon steel | |
| KR100325102B1 (en) | Method for reducing nitrogen content in steel melt or molten steel by hydrogen gas injection | |
| RU2002816C1 (en) | Process of degassing and desulfurization of stainless steel | |
| SU1744122A1 (en) | Process of melting and out-of-furnace treatment of steel | |
| SU863662A1 (en) | Steel deoxidizer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060619 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140620 |