RU2278169C2 - Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали - Google Patents
Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278169C2 RU2278169C2 RU2004113151A RU2004113151A RU2278169C2 RU 2278169 C2 RU2278169 C2 RU 2278169C2 RU 2004113151 A RU2004113151 A RU 2004113151A RU 2004113151 A RU2004113151 A RU 2004113151A RU 2278169 C2 RU2278169 C2 RU 2278169C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- metal
- aluminum
- metal melt
- slag
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к черной металлургии. Способ включает расплавление в электродуговой печи шихты, содержащей отходы хромомарганцевой нержавеющей стали и металлический лом, продувку металлического расплава кислородом до получения необходимого содержания углерода, легирование металла марганцем путем восстановления его из окислительного шлака подаваемым кусковым алюминийсодержащим востановителем и путем подачи марганецсодержащего материала. В качестве марганецсодержащего материала используют термообработанный малофосфористый оксидный материал с содержанием марганца 40-55%, подаваемый совместно с известью. Кусковой алюминийсодержащий восстановитель подают после подачи марганецсодержащего материала в объем металлического расплава с расходом алюминия 3,2-3,3 кг на 1% марганца в готовой стали, причем в процессе легирования металлический расплав продувают нейтральным газом в пузырьковом режиме. Изобретение позволяет интенсифицировать массообменные процессы в зоне реакции, снижающие потери марганца, а также рафинировать металл от серы и фосфора. 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения нержавеющей стали в сталеплавильных агрегатах.
Известен способ производства низкоуглеродистых нержавеющих сталей, включающий получение высоколегированного металлического расплава, окислительную продувку кислородом, введение силикомарганца перед началом рафинирования расплава от углерода при концентрации последнего в металле 0,25-0,12% в количестве, обеспечивающем содержание кремния и марганца на 0,5-5% выше требуемого по химическому составу, причем 8-10% вводимого силикомарганца присаживают на шлак в мелкодробленном виде (А.с. СССР №616292, кл. С 21 С 5/52, опубл. 25.07.1978 г.).
Продувка легированного до 15% марганцем металлического расплава кислородом, согласно известному способу, сопровождается переходом значительной части марганца в шлак, что неизбежно связано с потерями легирующего элемента. Введение силикомарганца в заключительной стадии продувки металла азотокислородной смесью после прохождения "критической" точки в процессе обезуглероживания хотя и снижает интенсивность окисления марганца, но не предотвращает ее полностью, что приводит к безвозвратным потерям марганца.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является технология производства хромомарганцевых нержавеющих сталей, включающая расплавление в электродуговой печи шихты, содержащей отходы хромомарганцевой нержавеющей стали и металлический лом, продувку металлического расплава кислородом до получения необходимого содержания углерода, подачу на поверхность окислительного шлака крупки ферросилиция ФС-45, порошка ферросилиция ФС-65, а также кускового и порошкообразного алюминия для раскисления шлака и легирования металла путем восстановления из окислительного шлака марганца, последующее легирование металлического расплава подачей марганецсодержащего материала в виде металлического и азотированного марганца (Совершенствование технологии и материальные балансы плавок хромомарганцевых нержавеющих сталей, К.П.Вербицкий, Е.И.Кадинов, В.М.Шифрин, Сборник "Металлургия и коксохимия", выпуск 74 "Электрометаллургия стали и ферросплавов", Киев, "Технiка", 1981, с.10-14).
Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками предлагаемого изобретения: расплавление в электродуговой печи шихты, содержащей отходы хромомарганцевой нержавеющей стали и металлический лом, продувка металлического расплава кислородом до получения необходимого содержания углерода, легирование металла марганцем путем восстановления его из окислительного шлака подаваемым кусковым алюминийсодержащим восстановителем и путем подачи марганецсодержащего материала.
При реализации известной технологии невозможно получить требуемый технический результат по следующим причинам.
Согласно известному способу часть марганца, вводимого в сталь, получают за счет восстановления его из окислительного шлака, образующегося в процессе продувки металлического расплава кислородом до получения требуемых значений углерода. При этом восстановление марганца из шлака после окончания продувки путем подачи в печь крупки ферросилиция ФС-45, порошка ферросилиция ФС-65, а также кускового и порошкообразного алюминия малоэффективно потому, что подачу всех раскислителей осуществляют на поверхность шлака, где значительная их часть сгорает от взаимодействия с кислородом атмосферы печи. Кроме того, массообменные процессы в объеме шлака в известной технологии невелики, поэтому процесс раскисления шлака носит диффузионный характер, длителен по времени и сопряжен с низкими показателями восстановления элементов из оксидов шлака. В результате раскисление шлака в известном способе не полное, в нем к концу плавки еще имеется некоторое количество оксидов железа, которое не только препятствует полному восстановлению марганца из шлака, но и приводит к последующему окислению металлического марганца, подаваемого в печь для получения заданного химического состава стали. Повышенная окисленность шлака препятствует процессу десульфурации, а малые значения массообменных процессов практически исключают процесс дефосфорации.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства хромомарганцевой нержавеющей стали путем рационального использования марганца и восстановителя.
Ожидаемый технический результат - интенсификация масообменных процессов в зоне реакции, снижающих потери марганца, а также рафинирование металла от серы и фосфора.
Технический результат достигается тем, что в способе производства хромомарганцевой нержавеющей стали, включающем расплавление в электродуговой печи шихты, содержащей отходы хромомарганцевой нержавеющей стали и металлический лом, продувку металлического расплава кислородом до получения необходимого содержания углерода, легирование металла марганцем путем восстановления его из окислительного шлака подаваемым кусковым алюминийсодержащим восстановителем и путем подачи марганецсодержащего материала, по изобретению в качестве марганецсодержащего материала используют термообработанный малофосфористый оксидный материал с содержанием марганца 40-55%, подаваемый совместно с известью, а кусковый алюминийсодержащий восстановитель подают после подачи марганецсодержащего материала в объем металлического расплава с расходом алюминия 3,2-3,3 кг на 1% марганца в готовой стали, причем в процессе легирования металлический расплав продувают нейтральным газом в пузырьковом режиме.
В предлагаемом способе после окончания окислительного обезуглероживания для обеспечения высокой степени восстановления марганца из окислительного шлака на шлак подают смесь из термообработанного малофосфористого оксидного материала и извести, создавая в шлаке гетерогенную зону, которая располагается над жидким шлаковым расплавом, при этом материалы, входящие в ее состав, имеют плотность меньшую, чем плотность шлакового расплава. Вследствие равномерного распределения по всей поверхности шлакового расплава такой гетерогенной "подушки", а также подачи кускового алюминийсодержащего восстановителя в объем металла, поддерживают интенсивное взаимодействие оксидов шлакового расплава с подплавляющимся восстановителем - алюминием, обеспечивая одновременное плавление исходных компонентов и восстановление марганца из окислительного печного шлака и плавящегося марганецсодержащего оксидного материала, в результате чего происходит интенсификация массообменных процессов, что приводит к повышению степени извлечения марганца. Содержание в шлаке оксидов марганца и железа уменьшается, что способствует осуществлению процессов десульфурации и дефосфорации. Марганецсодержащий оксидный материал подают в термообработанном виде для обеспечения однородности химического состава и исключения гидратной влаги. Содержание марганца в оксидном материале равно 40-55%. При содержании марганца менее 40% повышается количество шлака в печи во время восстановительного процесса, что приводит к снижению производительности агрегата и уменьшению степени извлечения марганца, повышение содержания марганца более 55% также нецелесообразно потому, что повышается неоднородность химического состава оксидного материала, что приводит к снижению технологических показателей, а именно к непопаданию в требуемый химический состав по марганцу.
Выбранный расход алюминия 3,2-3,3 кг на 1% марганца в готовой стали обеспечивает интенсификацию массообменных процессов в течение всего времени прохождения восстановительной реакции потому, что такое количество алюминия способствует одновременному плавлению исходных компонентов реакции восстановления. Это приводит к обеспечению постоянного контакта реагентов, увеличению скорости восстановительного процесса и повышению степени восстановления марганца и железа из их оксидов. Снижение содержания оксидов железа и марганца в шлаке, повышение в нем содержания оксидов алюминия при одновременном интенсивном раскислении металлического расплава приводит к повышению значений коэффициентов распределения серы и фосфора и снижению их содержания в готовой стали. Уменьшение расхода алюминия менее 3,2 кг на 1% марганца в готовой стали приводит к снижению степени восстановления марганца из-за ухудшения условий, обеспечивающих одновременность плавления исходных компонентов реакции восстановления, снижению интенсивности массообменных процесов. При этом не полное раскисление металлического расплава, а также оставшиеся невосстановленными оксиды железа и марганца в шлаке приводят к снижению показателей коэффициентов распределения серы и фосфора и повышению их содержания в готовой стали. Повышение расхода алюминия более чем 3,3 кг на 1% марганца в готовой стали тоже нецелесообразно потому, что приводит к нерациональному расходу восстановителя, а, кроме того, снижает степень извлечения марганца из-за запаздывания расплавления марганецсодержащего оксидного материала, уменьшает интенсивность массообменных процессов. При этом снижаются значения коэффициентов распределения серы и фосфора, что приводит к повышению их содержания в готовой стали.
В течение всего процесса легирования металлический расплав продувают нейтральным газом для обеспечения интенсивных массообменных процессов, что приводит к повышению степени восстановления марганца.
Таким образом осуществляется реализация механизма совмещения плавления исходных компонентов реакции и восстановительного процесса в результате обеспечения принудительного нахождения плавящегося восстановителя - алюминия в зоне реакции и за счет предотвращения всплывания его на поверхность шлака, а также интенсификации массообменных процессов, что приводит к повышению полноты использования восстановителя в результате практически полного исключения его взаимодействия с кислородом атмосферы и повышению степени извлечения марганца.
Пример.
Производство хромомарганцевой нержавеющей стали марки 10Х14АГ15 по предлагаемому способу и способу ближайшего аналога проводили в 40-тонной основной дуговой печи с использованием в завалке до 30% отходов стали марки 10Х14АГ15 и продувки металлического расплава кислородом. При производстве стали по предлагаемому способу после получения 0,1% углерода в металлическом расплаве, на поверхность шлакового расплава загружали смесь, состоящую из термообработанной марганцевой руды химического состава, мас.%: Mn - 50; SiO2 - 10; Р - 0,02; фракции 30 мм в количестве 7400 кг на плавку и извести фракции 20 мм, содержащей в своем составе 95,7% СаО в количестве 1280 кг на плавку, с равномерным распределением смеси по поверхности шлакового расплава, а в объем металлического расплава подавали кусковой вторичный алюминий с массой куска, равной 7,5 кг, расход которого изменяли от 3,2 до 3,3 кг на 1% марганца в готовой стали в пересчете на чистый алюминий. В течение всего процесса легирования металлический расплав продували аргоном в пузырьковом режиме. В результате содержание марганца в стали перед выпуском составило 11,3%. Доводку стали до заданного химического состава проводили в сталеразливочном ковше путем присадки в ковш во время выпуска соответствующих легирующих материалов и на установке по внепечной обработке стали согласно требованиям технологической инструкции. При этом расход азотированного марганца составил 1500 кг. Суммарная степень извлечения марганца из окислительного шлака и марганецсодержащего материала равна 96,8%.
В плавке, проводимой по технологии ближайшего аналога восстановление марганца из окислительного шлака проводили путем подачи на поверхность шлакового расплава крупки ферросилиция марки ФС-45, алюминиевого сплава марки АК 19, кускового алюминия, порошков ферросилиция марки ФС-65 и алюминия в количестве 300 кг, 118 кг, 123 кг, 87 кг, 25 кг, соответственно. В качестве марганецсодержащих легирующих материалов использовали металлический и азотированный марганец, суммарный расход которых на плавку составил 5700 кг. В результате суммарная степень извлечения марганца из окислительного шлака и усвоения из марганцевых сплавов равна 86,4%.
Технологические параметры плавок (№№1-3 - предлагаемый способ, №4 - ближайший аналог) и полученные результаты представлены в таблице.
Как видно из результатов, представленных в таблице, содержание серы и фосфора в стали, выплавленной по предлагаемому способу, ниже, чем в стали, выплавленной по способу ближайшего аналога, при этом удельный расход алюминия в предлагаемом способе ниже, чем в известном. Показатель полезного использования легирующего элемента в предлагаемом способе также выше, чем в известном.
Таблица | |||||||
Технологические параметры плавки | Полученные результаты | ||||||
№ п/п | Химический состав мараганцевой руды, мас.% | Расход алюминия на 1% Mn в готовой стали, кг | Химический состав стали, мас.% | ||||
Mn | SiO2 | Р | Mn | S | Р | ||
1 | 40 | 9,0 | 0,015 | 3,2 | 15,0 | 0,004 | 0,007 |
2 | 50 | 9,3 | 0,017 | 3,3 | 15,05 | 0,005 | 0,005 |
3 | 55 | 10,0 | 0,020 | 3,25 | 15,1 | 0,005 | 0,003 |
4 | 5,48 | 15,0 | 0,016 | 0,018 |
Claims (1)
- Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали, включающий расплавление в электродуговой печи шихты, содержащей отходы хромомарганцевой нержавеющей стали и металлический лом, продувку металлического расплава кислородом до получения необходимого содержания углерода, легирование металла марганцем путем восстановления его из окислительного шлака подаваемым кусковым алюминийсодержащим востановителем и путем подачи марганецсодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве марганецсодержащего материала используют термообработанный малофосфористый оксидный материал с содержанием марганца 40-55%, подаваемый совместно с известью, а кусковой алюминийсодержащий восстановитель подают после подачи марганецсодержащего материала в объем металлического расплава с расходом алюминия 3,2-3,3 кг на 1% марганца в готовой стали, причем в процессе легирования металлический расплав продувают нейтральным газом в пузырьковом режиме.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004113151A RU2278169C2 (ru) | 2004-04-29 | 2004-04-29 | Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004113151A RU2278169C2 (ru) | 2004-04-29 | 2004-04-29 | Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2278169C2 true RU2278169C2 (ru) | 2006-06-20 |
Family
ID=36714275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004113151A RU2278169C2 (ru) | 2004-04-29 | 2004-04-29 | Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2278169C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100434556C (zh) * | 2006-09-26 | 2008-11-19 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 高锰含量不锈钢在冶炼中的加锰方法 |
-
2004
- 2004-04-29 RU RU2004113151A patent/RU2278169C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВЕРБИЦКИЙ К.П. и др. Совершенствование технологии и материальные балансы плавок хромомарганцевых нержавеющих сталей. Сборник «Металлургия и коксохимия». Вып.74. Киев: Технiка, 1981, с.10-14. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100434556C (zh) * | 2006-09-26 | 2008-11-19 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 高锰含量不锈钢在冶炼中的加锰方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1997916B1 (en) | Method of denitrifying molten steel | |
KR101113717B1 (ko) | 높은 망간 함량과 낮은 탄소 함량을 함유하는 강을제조하기 위한 방법 및 용융 시스템 | |
CN111455138A (zh) | 一种中高碳硫铅复合系易切削结构钢的冶炼方法 | |
CN112251561B (zh) | 一种高铁水比条件下电炉冶炼低钛钢的方法 | |
EP0328677B1 (en) | PROCESS FOR MELT REDUCTION OF Cr STARTING MATERIAL AND MELT REDUCTION FURNACE | |
CN114292984B (zh) | 一种LF精炼炉渣组元研究[Mn][Si]元素RC工艺方法 | |
US5514331A (en) | Method and device for producing stainless steel | |
RU2278169C2 (ru) | Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали | |
JP2003147430A (ja) | 製鋼用還元剤及び製鋼方法 | |
KR101786931B1 (ko) | 스테인리스 용강 정련방법 | |
US4436553A (en) | Process to produce low hydrogen steel | |
RU2233339C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2254380C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
SU594181A1 (ru) | Способ производства нержавеющей стали | |
JPH05331523A (ja) | 軸受鋼用溶鋼の精錬方法 | |
SU840134A1 (ru) | Способ выплавки стали | |
SU985062A1 (ru) | Способ выплавки нержавеющей стали | |
SU857271A1 (ru) | Способ получени высокопрочной стали | |
RU2140458C1 (ru) | Способ передела ванадиевого чугуна | |
SU885292A1 (ru) | Способ выплавки стали | |
RU2284359C1 (ru) | Способ производства стали для трубной заготовки | |
SU578349A1 (ru) | Способ дегазации синтетического шлака | |
RU1768647C (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
SU926028A1 (ru) | Способ рафинировани малоуглеродистой стали | |
SU1092189A1 (ru) | Способ получени нержавеющей стали |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060430 |