RU2365631C1 - Method of refining of steel in ladle-furnace - Google Patents

Method of refining of steel in ladle-furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2365631C1
RU2365631C1 RU2008114696/02A RU2008114696A RU2365631C1 RU 2365631 C1 RU2365631 C1 RU 2365631C1 RU 2008114696/02 A RU2008114696/02 A RU 2008114696/02A RU 2008114696 A RU2008114696 A RU 2008114696A RU 2365631 C1 RU2365631 C1 RU 2365631C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
nitrogen
metal
slag
flow rate
Prior art date
Application number
RU2008114696/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Борисович Юрьев (RU)
Алексей Борисович Юрьев
Леонид Александрович Годик (RU)
Леонид Александрович Годик
Николай Анатольевич Козырев (RU)
Николай Анатольевич Козырев
Евгений Павлович Кузнецов (RU)
Евгений Павлович Кузнецов
Наталья Николаевна Тиммерман (RU)
Наталья Николаевна Тиммерман
Татьяна Петровна Захарова (RU)
Татьяна Петровна Захарова
Лариса Викторовна Корнева (RU)
Лариса Викторовна Корнева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41149818&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2365631(C1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат"
Priority to RU2008114696/02A priority Critical patent/RU2365631C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365631C1 publication Critical patent/RU2365631C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, namely to methods of secondary treatment of the rail steel in the ladle-furnace. The method involves electric heating of steel, gas blowing of the liquid steel through the porous bottom lances and steel treatment with slag. The electric heating of steel is performed with the rate of 0.07°C/min minimum under slag with basicity of 2.1-3.4 and initial content of ferric oxide 3% maximum, gas blowing of the liquid steel through the porous bottom lances is performed with both nitrogen and argon, and in the beginning nitrogen is blown with the flow rate of 0.08-0.25 m3/t of liquid steel and 5-40 m3/hr until the total amount of the nitrogen blown into the steel reaches 0.20 m3/t of liquid steel in which case agron blowing starts with the rate of 3-30 m3/hr.
EFFECT: reduced cost price of the manufactured steel, improved physical-mechanical properties of the steel, no nitrated ferroalloys are spent.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам внепечной обработки рельсовой стали на агрегатах печь-ковш.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for out-of-furnace treatment of rail steel on ladle furnace units.

Известен выбранный в качестве прототипа способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше, включающий дуговой подогрев металла, продувку расплава аргоном и обработку металла шлаком, при котором дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 40 кВт·ч/т жидкой стали, продувку металла аргоном проводят через пористые донные фурмы с расходом 15-30 м3/т жидкой стали в течение не менее 40 мин, при этом обеспечивают содержание FeO в шлаке не более 0,5% раскислением шлака порошком кокса и дробленого ферросилиция с расходом каждого 0,5-1,5 кг/т жидкой стали, а раскисление стали проводят дополнительно силикокальцием из расчета введения 250-300 г кальция на тонну жидкой стали, причем силикокальций присаживается в два приема равными порциями после раскисления шлака и за 5-10 мин до окончания обработки стали [1].A known method of refining rail steel in a ladle furnace, selected as a prototype, includes arc heating of metal, purging of the melt with argon and metal processing with slag, in which the arc heating of metal is carried out with an intensity of at least 40 kWh / t of liquid steel, metal is purged with argon through porous bottom tuyeres with a flow rate of 15-30 m 3 / t of molten steel for at least 40 minutes, while providing an FeO content in the slag of not more than 0.5% by slag oxidation by coke powder and crushed ferrosilicon with a flow rate of 0.5-1 each 5 kg / t liquid oh steel and steel deoxidation is conducted further based silicocalcium administration 250-300 g calcium per ton of molten steel, wherein silicocalcium sits in two equal portions after deoxidation of the slag and steel for 5-10 minutes to end of the processing [1].

Существенными недостатками данного способа являются:Significant disadvantages of this method are:

- высокая себестоимость выплавляемой стали из-за использования аргона в качестве инертного газа;- the high cost of smelted steel due to the use of argon as an inert gas;

- пониженный уровень физико-механических свойств, связанный с низким уровнем азота в стали и, соответственно, возможностью образования карбонитридов ванадия, измельчающих зерно стали и повышающих ударную вязкость и предел прочности стали.- reduced level of physical and mechanical properties associated with a low level of nitrogen in steel and, accordingly, the possibility of the formation of vanadium carbonitrides, grinding steel grain and increasing the toughness and tensile strength of steel.

Известен также способ получения рельсовой стали, включающий выплавку стали в печи, ее выпуск в ковш, раскисление и последующую продувку в ковше газообразным азотом через щелевую донную огнеупорную фурму, имеющую толщину щели до 0,1 мм в течение 15-30 мин с расходом 40-65 нм3/ч, при давлении (6-8)·105 Па и общим расходом азота 0,10-0,30 нм3/т жидкой стали [2].There is also known a method of producing rail steel, including smelting steel in the furnace, its release into the ladle, deoxidation and subsequent purging in the ladle with gaseous nitrogen through a slotted bottom refractory lance having a slit thickness of up to 0.1 mm for 15-30 minutes with a flow rate of 40- 65 nm 3 / h, at a pressure of (6-8) · 10 5 Pa and a total nitrogen flow rate of 0.10-0.30 nm 3 / t of liquid steel [2].

Существенными недостатками данного способа являютсяSignificant disadvantages of this method are

- низкая степень усвоения азота при продувке;- low degree of assimilation of nitrogen during purging;

- нестабильное усвоение азота;- unstable assimilation of nitrogen;

- невозможность длительной обработки азотом из-за значительных тепловых потерь и отсутствия источника дополнительного нагрева жидкой стали при продувке.- the impossibility of a long nitrogen treatment due to significant heat losses and the lack of a source of additional heating of liquid steel during purging.

Известны также способы повышения ударной вязкости за счет микролегирования рельсовой стали азотом, которые приводят к увеличению количества карбонитридов и измельчению зерна, а вследствие дополнительного выделения нитридной фазы - к дисперсному упрочнению. Обычно для этого используются азотированные ванадийсодержащие ферросплавы [3].There are also known methods of increasing the toughness due to microalloying of rail steel with nitrogen, which lead to an increase in the number of carbonitrides and grain refinement, and due to the additional isolation of the nitride phase, to disperse hardening. Usually, nitrided vanadium-containing ferroalloys are used for this [3].

Существенными недостатками данных способов являются:Significant disadvantages of these methods are:

- высокая стоимость азотированных ферросплавов;- the high cost of nitrided ferroalloys;

- увеличение времени плавки в связи с необходимостью растворения ферросплавов и соответственно повышение себестоимости выплавляемой стали.- increase in smelting time due to the need to dissolve ferroalloys and, accordingly, increase the cost of smelted steel.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются снижение себестоимости выплавляемой стали, повышение физико-механических свойств стали, уменьшение расхода азотированных ферросплавов.The desired technical results of the invention are to reduce the cost of smelting steel, increase the physico-mechanical properties of steel, reduce the consumption of nitrided ferroalloys.

Для этого предлагается способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше, включающий дуговой подогрев металла, продувку расплава инертным газом через пористые донные фурмы и обработку металла шлаком, отличающийся тем, что дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 0,07°С /мин под шлаком с основностью 2,1-3,4 и начальным содержанием FeO менее 3%, продувку металла через пористые донные фурмы проводят комбинированно азотом и аргоном, причем в начальный период осуществляют продувку азотом с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали и интенсивностью 5-40 м3/ч и при достижении общего количества введенного азота 0,20 м3/т жидкой стали осуществляют продувку аргоном с интенсивностью To this end, a method is proposed for refining rail steel in a ladle furnace, including arc heating of metal, blowing the melt with inert gas through porous bottom tuyeres and treating the metal with slag, characterized in that the arc heating of metal is carried out with an intensity of at least 0.07 ° C / min under slag with a basicity of 2.1-3.4 and an initial FeO content of less than 3%, the metal is blown through porous bottom tuyeres in combination with nitrogen and argon, and in the initial period, nitrogen is purged with a flow rate of 0.08-0.25 m 3 / t liquid steel and intensive awn 5-40 m 3 / h, and when the total amount of injected nitrogen 0,20 m 3 / ton of molten steel is performed with argon purge intensity

3-30 м3/ч.3-30 m 3 / h.

Заявленные пределы подобраны экспериментальным путем.The declared limits are selected experimentally.

Интенсивность дугового нагрева выбрана с учетом того, что при интенсивности нагрева менее 0,07°С/мин влияние дугового нагрева на насыщение металла азотом незначительно.The intensity of the arc heating is selected taking into account the fact that when the heating intensity is less than 0.07 ° C / min, the effect of arc heating on the saturation of the metal with nitrogen is negligible.

Продувка азотом с расходом 0,08-0,25 м3 на тонну жидкой стали обеспечивает получение содержания азота в металле в пределах 0,008-0,020%. Причем при снижении расхода менее 0,08 м3/т увеличивается длительность обработки и соответственно возрастают затраты, а при увеличении расхода более 0,25 м3/т снижается усвоение азота сталью при продувке и возрастают тепловые потери.A nitrogen purge with a flow rate of 0.08-0.25 m 3 per tonne of molten steel provides a nitrogen content in the metal in the range of 0.008-0.020%. Moreover, with a decrease in flow rate of less than 0.08 m 3 / t, the processing time increases and, accordingly, costs increase, and with an increase in flow rate of more than 0.25 m 3 / t, nitrogen absorption by steel decreases during purging and heat losses increase.

Продувка металла азотом с расходом 5-40 м3/час позволяет гомогенизировать металл по температуре и химическому составу. При расходе азота менее 5 м3/час наблюдалось плохое перемешивание и, как следствие, неравномерное распределение температуры и химического состава по высоте ковша, а также неполное удаление неметаллических включений. При расходе азота более 40 м3/час происходит снижение усвоения азота сталью, а также наблюдается оголение зеркала металла с последующим насыщением стали кислородом и водородом, а также созданием условий для повышения содержания неметаллических включений в стали.A metal purge with nitrogen at a flow rate of 5-40 m 3 / h allows the metal to be homogenized by temperature and chemical composition. At a nitrogen flow rate of less than 5 m 3 / h, poor mixing was observed and, as a result, an uneven distribution of temperature and chemical composition over the height of the bucket, as well as incomplete removal of non-metallic inclusions. At a nitrogen flow rate of more than 40 m 3 / h, nitrogen absorption by steel decreases, and metal mirrors are exposed, followed by oxygen and hydrogen saturation of the steel, as well as the creation of conditions for increasing the content of non-metallic inclusions in steel.

Общий расход использованного для продувки металла азота выбран исходя из того, что при расходе газа более 20 м3 на плавку возможно получение брака макроструктуры по дефекту «пятнистая ликвация», а также «газовый пузырь».The total consumption of nitrogen used to purge the metal was chosen based on the fact that when the gas flow rate is more than 20 m 3 for melting, it is possible to get a macrostructure defect under the spotted segregation defect, as well as a gas bubble.

Последующая продувка аргоном с расходом 3-30 м3/ч позволяет производить усреднение металла по химическому составу и температуре без снижения содержания азота в стали. При расходе менее 3 м3/ч не обеспечивается требуемое перемешивание стали в ковше, позволяющее обеспечить равномерное распределение температуры и химического состава по высоте ковша, а при увеличении расхода более 30 м3/ч происходит снижение концентрации азота в стали.Subsequent purging with argon with a flow rate of 3-30 m 3 / h allows the metal to be averaged over the chemical composition and temperature without reducing the nitrogen content in the steel. At a flow rate of less than 3 m 3 / h, the required mixing of the steel in the ladle is not ensured, which ensures uniform distribution of temperature and chemical composition along the height of the bucket, and with an increase in flow rate of more than 30 m 3 / h, the nitrogen concentration in the steel decreases.

Заявленный способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше был реализован при выплавке рельсовой стали марок НЭ76Ф и Э76Ф. После расплавления и проведения окислительного периода в дуговой электросталеплавильной печи плавка выпускалась с отсечкой печного шлака в ковш. Доводка стали проводилась на агрегате "печь-ковш" с трансформатором 16 MBА. Обработку проводили по следующей схеме. Дуговой нагрев металла проводили с интенсивностью от 0,07°С/мин, продувку стали азотом проводили через пористые донные фурмы с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали с общим расходом до 20 м3 на плавку, при достижении которого дальнейшую обработку производили аргоном с интенсивностью 3-30 м3/ч.The claimed method of refining rail steel in a ladle furnace was implemented in the smelting of rail steel grades NE76F and E76F. After melting and carrying out the oxidation period in an electric arc furnace, the smelting was produced with cut-off of furnace slag into a ladle. The steel refinement was carried out on a ladle furnace unit with a transformer of 16 MBA. Processing was carried out as follows. Arc metal heating was carried out with an intensity of 0.07 ° C / min, nitrogen was blown through porous bottom tuyeres with a flow rate of 0.08-0.25 m 3 / t of liquid steel with a total flow rate of up to 20 m 3 for melting, upon reaching which further processing was carried out with argon with an intensity of 3-30 m 3 / h.

Заявляемый способ позволяет снизить себестоимость выплавляемой стали на 45 руб/т, исключить расход азотированных ферросплавов, повысить физико-механические свойства стали: предел текучести на 5 Н/мм2, временное сопротивление разрыву на 4 Н/мм2, относительное удлинение и сужение на 1,0%, ударную вязкость на 5 Дж/см2.The inventive method allows to reduce the cost of smelting steel by 45 rubles / t, to eliminate the consumption of nitrided ferroalloys, to increase the physical and mechanical properties of steel: yield strength by 5 N / mm 2 , tensile strength by 4 N / mm 2 , elongation and narrowing by 1 , 0%, impact strength of 5 J / cm 2 .

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ 2312902, кл. C21C 7/06.1. RF patent 2312902, cl. C21C 7/06.

2. Патент РФ 2161205, кл. C21C 7/100, 7/072.2. RF patent 2161205, cl. C21C 7/100, 7/072.

3. В.В.Поляков, А.В.Великанов. Основы технологии производства железнодорожных рельсов. - М.: Металлургия, 1990. - 416 с.3. V.V. Polyakov, A.V. Velikanov. The basics of rail technology. - M.: Metallurgy, 1990 .-- 416 p.

Claims (1)

Способ рафинирования рельсовой стали в печь-ковше, включающий дуговой подогрев металла, продувку расплава газом через пористые донные фурмы и обработку металла шлаком, отличающийся тем, что дуговой подогрев металла ведут с интенсивностью не менее 0,07°С/мин под шлаком с основностью 2,1-3,4 и начальным содержанием оксида железа менее 3%, продувку металла через пористые донные фурмы проводят комбинированно азотом и аргоном, причем в начальный период осуществляют продувку азотом с расходом 0,08-0,25 м3/т жидкой стали и интенсивностью 5-40 м3/ч и при достижении общего количества введенного азота 0,20 м3/т жидкой стали осуществляют продувку аргоном с интенсивностью 3-30 м3/ч. The method of refining rail steel in a ladle furnace, including arc heating of metal, blowing the melt with gas through porous bottom tuyeres and treating metal with slag, characterized in that the arc heating of metal is carried out with an intensity of at least 0.07 ° C / min under slag with a basicity of 2 , 1-3,4 and an initial content of iron oxide of less than 3%, the metal is blown through porous bottom tuyeres in combination with nitrogen and argon, and in the initial period, nitrogen is purged with a flow rate of 0.08-0.25 m 3 / t of liquid steel and intensity of 5-40 m 3 / h and with d stizhenii total amount of injected nitrogen 0,20 m 3 / ton of molten steel is performed with argon purging with an intensity of 3-30 m 3 / h.
RU2008114696/02A 2008-04-14 2008-04-14 Method of refining of steel in ladle-furnace RU2365631C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114696/02A RU2365631C1 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Method of refining of steel in ladle-furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008114696/02A RU2365631C1 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Method of refining of steel in ladle-furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2365631C1 true RU2365631C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41149818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008114696/02A RU2365631C1 (en) 2008-04-14 2008-04-14 Method of refining of steel in ladle-furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365631C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468093C1 (en) * 2011-11-29 2012-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Method to produce stocks of steel of austenitic class

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468093C1 (en) * 2011-11-29 2012-11-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" Method to produce stocks of steel of austenitic class

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2009279363B2 (en) Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment
CN105331895A (en) Chromium-containing tire cord steel and preparation method thereof
CN102936638B (en) Induction furnace dephosphorizing method by top and bottom blowing
JP7004015B2 (en) Converter refining method
RU2365631C1 (en) Method of refining of steel in ladle-furnace
RU2386703C1 (en) Method of steelmaking in basic oxygen converter
CN111485088A (en) Control method for solving problem of unobvious yield strength of niobium microalloyed HRB400E steel bar
CA2559154C (en) Method for a direct steel alloying
CN102925629A (en) Induction furnace dephosphorization method adopting top and bottom blowing
RU2254380C1 (en) Method of production of rail steel
RU2404261C1 (en) Method of combined application process of slag skull and steel making in converter
RU2228368C1 (en) Method of production of steel
JP7384294B2 (en) Molten iron refining method
Saqlain et al. Desphosphorization in ironmaking and oxygen steelmaking
RU2161205C1 (en) Method of rail steel production
RU2312902C1 (en) Method of refining rail steel in furnace-ladle
JPH0297611A (en) Method for melting cold iron source
Ciocan et al. Effect of secondary vacuum treatment on performance characteristics of A516 grade 65 carbon steel
RU2425154C1 (en) Procedure for refining rail steel in ladle-furnace
RU2398890C1 (en) Procedure for refining rail steel in ladle
RU2214458C1 (en) Method of production of steel in steel-making unit
RU2416652C1 (en) Procedure for melting alloyed steel containing nitrogen
KR100558058B1 (en) Method for refining of high-nickel alloy of AOD
KR100999197B1 (en) Method for refining steel
RU2140458C1 (en) Vanadium cast iron conversion method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130415