RU2639080C1 - Method of steel production - Google Patents
Method of steel production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639080C1 RU2639080C1 RU2016151920A RU2016151920A RU2639080C1 RU 2639080 C1 RU2639080 C1 RU 2639080C1 RU 2016151920 A RU2016151920 A RU 2016151920A RU 2016151920 A RU2016151920 A RU 2016151920A RU 2639080 C1 RU2639080 C1 RU 2639080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- slag
- ppm
- iron oxide
- ladle
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/10—Handling in a vacuum
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству углеродсодержащих высококачественных сталей (корпусных, роторных, высокопрочных, броневых, подшипниковых, инструментальных, специальных).The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to the production of carbon-containing high-quality steels (case, rotor, high strength, armor, bearing, tool, special).
Известен способ внепечной обработки стали, включающий выплавку металла, отсечку печного шлака при выпуске расплава в ковш с одновременной подачей шлакообразующей смеси и раскислением алюминием, определение содержания активности кислорода в расплаве, подачу расплава на внепечную обработку, дополнительное введение шлакообразующих материалов, присадку шлакообразующих материалов, окончательное раскисление, доводку по химическому составу, усреднительную продувку с вакуумированием, определение активности кислорода и содержания серы, модифицирование кальцийсодержащим материалом, разливку металла.A known method of out-of-furnace steel processing, including smelting of metal, cutting off furnace slag during melt discharge into the ladle with simultaneous supply of slag-forming mixture and aluminum oxidation, determination of oxygen activity in the melt, supply of melt for out-of-furnace treatment, additional introduction of slag-forming materials, addition of slag-forming materials, final deoxidation, fine-tuning by chemical composition, averaging purging with evacuation, determination of oxygen activity and sulfur content, m difitsirovanie calcium-containing material, metal casting.
(RU 2427650, С21С 7/00, опубликовано 27.04.2011)(RU 2427650, C21C 7/00, published 04/27/2011)
Недостатком известного способа является значительное содержание в стали неметаллических включений, в основном представленных корундом, силикатами, алюминатами и алюмосиликатами. Данные включения, имеющие значительный размер и неблагоприятную морфологию, могут снижать уровень вязкопластических свойств сталей и вызывать значительную анизотропию свойств. Кроме того, ряд образующихся неметаллических включений может снижать коррозионную стойкость сталей.The disadvantage of this method is the significant content in the steel of non-metallic inclusions, mainly represented by corundum, silicates, aluminates and aluminosilicates. These inclusions, having a significant size and unfavorable morphology, can reduce the level of viscoplastic properties of steels and cause significant anisotropy of properties. In addition, a number of non-metallic inclusions formed can reduce the corrosion resistance of steels.
Наиболее близким по технической сущности является способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате с содержанием углерода более 0,03 мас. %, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, вакуумную обработку в ковше, присадку шлакообразующих материалов, определение содержания кислорода в металле, раскисление кальцийсодержащими и алюминийсодержащими материалами, присадку легирующих материалов, продувку расплава инертным газом при вакуумировании и внепечной обработке, разливку металла. Известный способ повышает степень чистоты металла по неметаллическим включениям, исключает образования сотовых пузырей при кристаллизации стали, что позволяет вести разливку на машинах непрерывного литья.The closest in technical essence is the method of steel production, including the smelting of metal in a steelmaking unit with a carbon content of more than 0.03 wt. %, the release of the melt into the ladle with slag cut-off, vacuum treatment in the ladle, the addition of slag-forming materials, the determination of the oxygen content in the metal, the deoxidation of calcium-containing and aluminum-containing materials, the addition of alloying materials, blowing the melt with an inert gas during vacuum and out-of-furnace processing, metal casting. The known method increases the degree of purity of the metal on non-metallic inclusions, eliminates the formation of cell bubbles during crystallization of steel, which allows casting on continuous casting machines.
(RU2353667, С21С 7/10, опубликовано 27.04.2009)(RU2353667, C21C 7/10, published April 27, 2009)
Недостатком известного способа является недостаточная в отдельных случаях глубина раскисления и потенциально высокое содержание азота и водорода, так как достаточная интенсивность вакуум-углеродного раскисления может не обеспечиваться, а остаточное содержание водорода и азота не контролируется. Кроме того, способ не обеспечивает достаточную чистоту металла по неметаллическим включениям, вследствие чего образующиеся при реализации известного способа неметаллические включения в виде алюминатов кальция снижают служебные характеристики стали.The disadvantage of this method is insufficient in some cases, the depth of deoxidation and the potentially high content of nitrogen and hydrogen, since a sufficient intensity of vacuum-carbon deoxidation may not be provided, and the residual content of hydrogen and nitrogen is not controlled. In addition, the method does not provide sufficient purity of the metal for non-metallic inclusions, as a result of which non-metallic inclusions formed in the implementation of the known method in the form of calcium aluminates reduce the service characteristics of steel.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение чистоты металла по неметаллическим включениям, а также снижение склонности стали к флокенообразованию.The objective and technical result of the invention is to increase the purity of the metal on non-metallic inclusions, as well as reducing the tendency of steel to flock formation.
Технический результат обеспечивают тем, что способ производства стали включает выплавку металла с содержанием углерода более 0,03 мас. %, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, присадку шлакообразующих и легирующих материалов, вакуумную обработку расплава в ковше, раскисление, присадку легирующих материалов и разливку, причем при выплавке металла, а также в процессе вакуумной обработки и перед разливкой определяют содержание водорода, серы, активность кислорода в расплаве и степень окисленности шлака по оксиду железа, а выпуск расплава в ковш ведут после достижения содержания водорода ≤5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода 200-500 ррm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа 3-20%, раскисление ведут после достижения содержания водорода ≤1,5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤100 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2-0,8% и разливку ведут после достижения содержания водорода ≤1,2 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤5 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2%.The technical result is ensured by the fact that the method of steel production includes smelting a metal with a carbon content of more than 0.03 wt. %, the release of the melt into the ladle with a slag cut-off, the addition of slag-forming and alloying materials, the vacuum treatment of the melt in the ladle, the deoxidation, the alloying materials additive and casting, moreover, when the metal is smelted, as well as during the vacuum treatment and before casting, the content of hydrogen, sulfur, the oxygen activity in the melt and the degree of oxidation of the slag by iron oxide, and the melt is released into the ladle after reaching a hydrogen content of ≤5 ppm, sulfur ≤0.005 wt. %, oxygen activity of 200-500 ppm in the melt and the degree of oxidation of slag by iron oxide 3-20%, deoxidation is carried out after reaching a hydrogen content of ≤1.5 ppm, sulfur ≤0.005 wt. %, oxygen activity ≤100 ppm in the melt and the degree of oxidation of the slag by iron oxide ≤0.2-0.8% and casting is carried out after reaching a hydrogen content of ≤1.2 ppm, sulfur ≤0.005 wt. %, oxygen activity ≤5 ppm in the melt and oxidation state of the slag by iron oxide ≤0.2%.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером.The invention can be illustrated by the following example.
Сталь типа 15Х2НМФА выплавляют в сталеплавильном агрегате. При выплавке в расплав вводят основные легирующие компоненты стали (хром, никель, молибден, углерод) за исключением легкоокисляющихся компонентов: кремний, марганец, ванадий. Содержание углерода в конце плавки должно быть выше заданного на 0,03-0,12 мас. %.Steel type 15X2NMFA smelted in a steelmaking unit. During smelting, the main alloying components of steel (chromium, nickel, molybdenum, carbon) are introduced into the melt with the exception of readily oxidizable components: silicon, manganese, and vanadium. The carbon content at the end of the heat should be higher than the specified 0.03-0.12 wt. %
Перед выпуском в ковш для внепечной обработки производят определение в расплаве содержания водорода, серы, активности кислорода, а также окисленности шлака по оксиду железа FeO.Before being released into the ladle for out-of-furnace treatment, hydrogen, sulfur, oxygen activity, and also slag oxidation by iron oxide FeO are determined in the melt.
Содержание водорода в расплаве перед его выпуском в ковш должно быть ≤5 ppm, содержание серы ≤0,005 мас. %, активность кислорода а0 200-500 ppm, а окисленность шлака по оксиду железа в пределах 3-20%.The hydrogen content in the melt before its release into the ladle should be ≤5 ppm, sulfur content ≤0.005 wt. %, the activity of oxygen a 0 200-500 ppm, and the oxidation of slag by iron oxide in the range of 3-20%.
В случае если указанные показатели не выполняются, то их достигают, используя стандартные методы рафинирования, причем раскисление на данном этапе проводят преимущественно раскислением шлака. После чего проводят выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака.If these indicators are not met, then they are achieved using standard refining methods, and deoxidation at this stage is carried out mainly by slag deoxidation. Then carry out the release of the melt into the ladle with a slag cut-off.
В ковше наводят новый шлак и проводят вакуумирование расплава. В процессе вакуумной обработки расплава происходит вакуум-углеродное раскисления (ВУР) расплава с удалением газообразных продуктов раскисления. При этом в расплаве снижается активность кислорода, уменьшается содержание водорода и азота, а также уменьшается степень окисленности шлака по оксиду железа, что повышает чистоту металла по неметаллическим включениям, а также снижает склонность стали к флокенообразованию.A new slag is introduced into the ladle and the melt is evacuated. In the process of vacuum processing of the melt, a vacuum-carbon deoxidation (VUR) of the melt occurs with the removal of gaseous deoxidation products. At the same time, the oxygen activity in the melt decreases, the content of hydrogen and nitrogen decreases, and the degree of slag oxidation by iron oxide decreases, which increases the purity of the metal by nonmetallic inclusions, and also reduces the tendency of steel to flock formation.
Критерием окончанием вакуумно-углеродного раскисления является достижение следующих показателей расплава и шлака: в расплаве содержание водорода должно быть ≤1,5 ppm, содержание серы ≤0,005 мас. %, активность кислорода а0≤100 ppm, а окисленность шлака по оксиду железа должна составлять 0,2-0,8%. Для достижения указанных показателей в шлак или в расплав могут дополнительно вводится углеродсодержащие материалы, может проводится повторное вакуумирование, в том числе и в сочетании с продувкой расплава аргоном, кислородом или аргон-кислородной смесью.The criterion for the end of vacuum-carbon deoxidation is the achievement of the following melt and slag indices: in the melt, the hydrogen content should be ≤1.5 ppm, sulfur content ≤0.005 wt. %, the activity of oxygen a 0 ≤100 ppm, and the oxidation of slag by iron oxide should be 0.2-0.8%. To achieve these indicators, carbon-containing materials can be additionally introduced into the slag or into the melt, repeated evacuation can be carried out, including in combination with blowing the melt with argon, oxygen, or an argon-oxygen mixture.
После вакуумно-углеродного раскисления в расплав вводят раскислители, причем в качестве раскислителей используют алюминий, и/или цирконий, и/или редкоземельные металлы (иттрий, неодим, празеодим).After vacuum-carbon deoxidation, deoxidizers are introduced into the melt, with aluminum and / or zirconium and / or rare-earth metals (yttrium, neodymium, praseodymium) being used as deoxidants.
Оптимальным является следующее соотношение массы раскислителей М при их совместном использовании:Optimum is the following ratio of the mass of deoxidants M when used together:
MA1/MZr/2MY+Nd+Pr=(1±0,25)/(1±0,25)/2±0,5.M A1 / M Zr / 2M Y + Nd + Pr = (1 ± 0.25) / (1 ± 0.25) / 2 ± 0.5.
Окончанием раскисления является достижение следующих показателей расплава и шлака: в расплаве содержание водорода должно быть ≤1,2 ppm, содержание серы ≤0,005 мас. %, активность кислорода а0≤5 ppm, а окисленность шлака по оксиду железа ≤0,2%.The end of deoxidation is the achievement of the following melt and slag indicators: in the melt, the hydrogen content should be ≤1.2 ppm, sulfur content ≤0.005 wt. %, oxygen activity a 0 ≤5 ppm, and iron oxide slag oxidation ≤0.2%.
После достижения указанных показателей в расплав вводят легкоокисляющиеся компоненты: кремний, марганец, ванадий; производят модифицирование и микролегирование ниобием, цирконием, бором, редкоземельными металлами и производят разливку.After achieving these indicators, the easily oxidizing components are introduced into the melt: silicon, manganese, vanadium; they modify and microalloy niobium, zirconium, boron, rare-earth metals and cast.
Введение в расплав раскислителей после достижения требуемых параметров расплава по водороду, сере, кислороду и шлака по степени его окисленности в сочетании с введением легкоокисляющихся компонентов стали обеспечивает дополнительное снижение содержания чистоты металла по неметаллическим включениям, в частности по силикатам.The introduction of deoxidizers into the melt after reaching the required parameters of the melt in terms of hydrogen, sulfur, oxygen, and slag according to its oxidation state in combination with the introduction of readily oxidizable steel components provides an additional decrease in the metal purity by non-metallic inclusions, in particular silicates.
Для корпусной стали типа 15Х2НМФА-А было достигнуто снижение загрязненности неметаллическими включениями до балла 0 (типично 2-3,5 для промышленных плавок). Единичные остаточные НВ представлены комплексными оксисульфидами благоприятной морфологии. Выплавленная с использованием способа по изобретению сталь обладает более высокими вязкопластическими свойствами, например получена критическая температура хрупкости для стали лабораторной выплавки не выше минус 90°С.For case steel of type 15X2NMFA-A, a reduction in contamination by non-metallic inclusions was achieved to a score of 0 (typically 2-3.5 for industrial swimming trunks). Single residual HBs are represented by complex oxysulfides of favorable morphology. Steel smelted using the method according to the invention has higher viscoplastic properties, for example, a critical brittle temperature is obtained for laboratory smelting steel not higher than minus 90 ° C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151920A RU2639080C1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of steel production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151920A RU2639080C1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of steel production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2639080C1 true RU2639080C1 (en) | 2017-12-19 |
Family
ID=60718762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151920A RU2639080C1 (en) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Method of steel production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2639080C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2414076A1 (en) * | 1978-01-09 | 1979-08-03 | British Steel Corp | Refining molten steel using gas-entrained reagent - introduced through combination tuyere-gate valve nozzle assembly in ladle base |
FR2542761A1 (en) * | 1983-03-15 | 1984-09-21 | Vallourec | PROCESS FOR MANUFACTURING HIGH-MACHINING STEELS |
US4586956A (en) * | 1985-07-17 | 1986-05-06 | Labate M D | Method and agents for producing clean steel |
RU2353667C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Manufacturing method of low-silicon steel |
RU2427650C2 (en) * | 2009-11-17 | 2011-08-27 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Procedure for out-of-furnace treatment of steel |
-
2016
- 2016-12-28 RU RU2016151920A patent/RU2639080C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2414076A1 (en) * | 1978-01-09 | 1979-08-03 | British Steel Corp | Refining molten steel using gas-entrained reagent - introduced through combination tuyere-gate valve nozzle assembly in ladle base |
FR2542761A1 (en) * | 1983-03-15 | 1984-09-21 | Vallourec | PROCESS FOR MANUFACTURING HIGH-MACHINING STEELS |
US4586956A (en) * | 1985-07-17 | 1986-05-06 | Labate M D | Method and agents for producing clean steel |
RU2353667C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Manufacturing method of low-silicon steel |
RU2427650C2 (en) * | 2009-11-17 | 2011-08-27 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Procedure for out-of-furnace treatment of steel |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
---|---|---|
CN102071287B (en) | Method for melting high-temperature-resistance and high-pressure-resistance alloy steel | |
JP5910579B2 (en) | Melting method of ultra-low nitrogen pure iron | |
JP2018034189A (en) | Sulfur-added steel continuous casting nozzle block preventing method | |
CN104212934A (en) | Control method for titanium nitride inclusion of gear steel bar material | |
CN106834602A (en) | Steel-making rare-earth aluminum-calcium ferrosilicon composite alloy and preparation method thereof | |
CN102409133B (en) | Method for producing 23MnB steel by adopting vacuum process | |
RU2545856C2 (en) | High-strength cryogenic austenite weldable structural steel and steel obtainment method | |
CN117107147A (en) | High-strength spring steel inclusion plasticity control method | |
RU2639080C1 (en) | Method of steel production | |
JP2010144195A (en) | Method for manufacturing high nitrogen-containing stainless steel | |
RU2353667C1 (en) | Manufacturing method of low-silicon steel | |
RU2461635C1 (en) | Method of steel out-of-furnace processing by calcium | |
RU2219249C1 (en) | Off-furnace steel treatment in ladle | |
WO2022039036A1 (en) | Production method for high-manganese steel | |
CN108823355B (en) | Method for improving nitrogen recovery rate in vanadium-nitrogen microalloyed steel | |
KR101277611B1 (en) | Rh refining method for manufacturing ultra-low-carbon steel | |
RU2394107C2 (en) | Procedure for alloying steel with nitrogen | |
RU2385948C2 (en) | Method of receiving of stainless austenitic steel | |
RU2569621C1 (en) | Method of producing niobium-containing steel | |
KR101363923B1 (en) | Method for producing of steel | |
RU2394918C2 (en) | Procedure for melting and degassing rail steel | |
KR20160126516A (en) | Method of manufacturing steel prventing clogging of subemrged entry nozzle | |
RU2681961C1 (en) | Method of producing extremely low-carbon steel | |
RU2514125C1 (en) | Method of low-carbon steel deoxidation | |
RU2233339C1 (en) | Method of making steel |