SU1158597A1

SU1158597A1 - Method of nitriding molten steel

Info

Publication number: SU1158597A1
Application number: SU833655182A
Authority: SU
Inventors: Валентин Гаврилович Куклев; Александр Перфилович Объедков; Инеса Евгеньевна Мельникова; Вера Сергеевна Брежнева; Анатолий Георгиевич Шалимов; Александр Михайлович Поживанов; Петр Сергеевич Климашин; Георгий Петрович Трухман; Анатолий Петрович Шаповалов; Алексей Яковлевич Бунеев
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1985-05-30

Abstract

СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ЖИДКОЙ СТАЛИ, включающий продувку расплава струей газообразного азота, несущей порошкообразный силикокальций, отличающийс тем, что, с целью повышени степени усвоени азота, в струю газообразного азота ввод т порошкообразную смесь из силикокальци и соединений циркони при соотношении азота, кальци и циркони по массе 1:(О,6-5,0) : : (О,15-0,85, а интенсивность продувки расплава по кальцию и цирконию вместе вз тым поддерживают в пределах 12-60 г/т.мин. (ЛA NITROGENING METHOD FOR LIQUID STEEL, including blowing a melt with a stream of gaseous nitrogen that carries powdered silicocalcium, characterized in that, in order to increase nitrogen absorption, a powder mixture of silicocalcium and zirconium compounds with a ratio of nitrogen, calcium, and zirconium is added into a stream of nitrogen gas. 1: (O, 6–5.0):: (O, 15–0.85, and the intensity of the melt purging in calcium and zirconium together is maintained within 12–60 g / min. (L

Description

СПSP

0000

елate

0000

Изобретение относитс к черной металлургии, конкретнее, к легированию азотом жидкой стали в ковше . Известен способазотировани ст ли, согласно которому в ковш с металлом вдуваетс смесь цианамида кальци и алюмини в струе инертно го газа ГОНедостатком данного способа азо тировани стали вл етс то, что о не может использоватьс дл низкоуглеродистых марок стали с содержанием углерода менее 0,12% изза высокого, содержани углерода (до 20% )в т анамиде кальци . Кроме того, применение цианнмида каль ухудшает услови труда обуслуживаю щего персонала. Наиболее близким по технической сущности и дocти aeмoмy . в л етс способ азотировани жидкой стали, включающий продувку расплав струей газообразного азота, несущей порощкообразнай си икокальНедостатком известного способа азотировани жидкой стали, вл етс то, что степень усвоени азота . не удовлетвор ет требовани м технологии и требует длительной продувки металла, что не позвол ет уложитьс в цикл работы конвертер - МИЛЗ. . Цель изобретени - повышение степени усвоени азота, Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу азотировани жидкой стали, включающему продувку расплава струей газообразного азота, несущей порошкообразный сшгакокальций, в струю газообразного азота ввод т порошко образную смесь из силикокальци и соединений циркони при соотноше нии азота, кальци и циркони по массе 1:(0,6-5,0 ) : (0,15-0,85), а интенсивность продувки расплава по кальцию и Цирконию вместе вз ты поддерживают в пределах 1260 г/т-мин. Степень усвоени азота повышаетс , с одной стороны, вследствие образовани соединений азота с цирконием и их растворени в метал ле, с другой - цирконий взаимодействует с поверхностно-активным кис лородом, освобожда больше кальци 72 дл взаимодействи с серой. Комплексное взаимодействие кальци и циркони с поверхностно-активными элементами серой и кислородом увеличивает контактную поверхность азот - металл. Указанные пределы прин ты,исход из следующих условий. При продувке металла в ковше смесью с соотношением азота, кальци и циркони по массе меньше, чем 1 : 0,6 : 0,15 степень усвоени азота весьма низка и равна 10-15%, что соизмеримо с величиной степени усвоени азота при продувке одним газообразньм азотом. При продувке металла в ковше смесью с соотношением азота, кальци и циркони больше ,чем : 5,0 ; 0,85 степень усвоени азота остаетс величиной посто нной, хот количество кальци и циркони при этом увеличиваетс . Продувка металла в ковше смесью силикокальци и силикоциркони в потоке азота с интенсивностью по кальцюо и цирконию менее 12 кг/т, приводит к снижению степени усвоени азота до 10-15% и по величине равна степени усвоени , xapai Tepной дл продувки одним азотом. При интенсивности продувки металла в ковше по калецию и цирконию 1260 г/Тмин степень усвоени азота достигаетс 60-80% что удовлетвор ет требовани м технологии. Продувка металла с интенсивностью по кальцию и цирконию более 60 г/т мин приводит к получению стали с содержанием кремни вьш1е верхнего предела, ограниченного требовани ми технических условий. ,При продувке металла в ковше смесью с .соотношением азота, кальци и циркони в пределах 1: :(0,6-5,(0,15-0,85 ) степень усвоени азота составл ет 60-80%, что позвол ет получать сталь с заданньм содержанием азота при продолжительности продувки 8-12 мин. Количество кальци и циркони в заданных пределах даетс в зависимости от содержани кислорода и серы в металле. Tak, при продув- ке глубокораскислениого металла с высоким содержанием серы цирконий беретс ближе к нижнему пределу, а кальций - к верхнему. При продувке менее раскисленного металла. но с низким содержанием серы, наоThe invention relates to ferrous metallurgy, more specifically to the doping of liquid steel with nitrogen in a ladle. A known method for casting steel, according to which a mixture of calcium cyanamide and aluminum is injected into a ladle with a metal in an inert gas stream, GONEDENETOR of this method of steel titration is that o cannot be used for low carbon steels with a carbon content less than 0.12% because of high carbon content (up to 20%) in calcium anamide. In addition, the use of cyannmide calcium worsens the working conditions of the maintenance personnel. The closest to the technical essence and the availability of his. There is a method for nitriding liquid steel, which involves blowing the melt with a stream of gaseous nitrogen that carries a powder and powder scale. A disadvantage of the known method of nitriding liquid steel is that the degree of nitrogen assimilation. does not satisfy the requirements of the technology and requires a long purge of the metal, which does not allow the MILZ converter to fit into the cycle of operation. . The purpose of the invention is to increase the degree of assimilation of nitrogen. The aim is to ensure that, according to the method of nitriding liquid steel, which involves blowing a melt with a stream of gaseous nitrogen that carries powdered colocal, a powder mixture of silicocalcium and zirconium compounds is introduced into the stream of gaseous nitrogen, calcium and zirconium by mass 1: (0.6-5.0): (0.15-0.85), and the intensity of the melt purge for calcium and zirconium are taken together at 1260 g / t-min. The degree of assimilation of nitrogen increases, on the one hand, due to the formation of nitrogen compounds with zirconium and their dissolution in the metal, on the other hand, zirconium interacts with surface-active oxygen, releasing more calcium 72 to react with sulfur. The complex interaction of calcium and zirconium with surface-active elements with sulfur and oxygen increases the nitrogen-metal contact surface. The indicated limits are based on the following conditions. When metal is purged in a ladle with a mixture of nitrogen, calcium and zirconium, the mass is less than 1: 0.6: 0.15 the degree of assimilation of nitrogen is very low and equal to 10-15%, which is comparable with the value of the degree of assimilation of nitrogen when blowing one gas with nitrogen. When the metal in the ladle is purged with a mixture with a ratio of nitrogen, calcium and zirconium, more than: 5.0; 0.85 degree of nitrogen absorption remains constant, although the amount of calcium and zirconium increases. Purging the metal in the ladle with a mixture of silicocalcium and silicocyrconium in a stream of nitrogen with an intensity of calcium and zirconium of less than 12 kg / ton leads to a decrease in nitrogen absorption up to 10–15% and is equal in magnitude to the absorption rate of xapai to purge with nitrogen alone. When the intensity of metal blowing in the ladle for calicium and zirconium is 1260 g / Cmin, the degree of nitrogen absorption is reached 60-80%, which satisfies the requirements of the technology. Purging a metal with an intensity of calcium and zirconium over 60 g / t min results in steel with a silicon content above the upper limit, which is limited by technical requirements. When purging the metal in the ladle with a mixture of nitrogen, calcium and zirconium in the range of 1:: (0.6-5, (0.15-0.85), nitrogen absorption is 60-80%, which allows steel with a given nitrogen content with a purge duration of 8-12 minutes, the amount of calcium and zirconium within the specified limits is given depending on the oxygen and sulfur content in the metal. Tak, when blowing a deep sulfur-containing metal with a high sulfur content, zirconium is taken closer to the lower limit, and calcium - to the top. When purging a less deoxidized metal, but with a low im sulfur content nao

3 .3

борот, цирконий беретс ближе к верхнему пределу, а кальций - ближе к нижнему. Продувка металла в ковше смесью, состо щей из силикркальци и соединений циркони , позвол ет повысить степень усвоени азота до 80% и тем самым ограничить продолжительность продувки мeтaлJJa до 12 мин и уложитьс в цикл работы конвертер - МНЛЗ,boron, zirconium is taken closer to the upper limit, and calcium is closer to the lower. Purging the metal in the ladle with a mixture consisting of silicylcalcium and zirconium compounds makes it possible to increase the degree of nitrogen absorption up to 80% and thereby limit the duration of the purging of metal JJa to 12 minutes and put it into a converter operation cycle - a caster,

Реализаци предлагаемого способа азотировани стали наиболее эффективна при производстве стали с нйтридным упрочнением дл металлических конструкций, работающих в услови х Севера.The implementation of the proposed method of nitriding steel is most effective in the production of steel with nitride hardening for metal structures operating in the North.

С Мп Si S Р 0,12 U52 0,15 0,006 0,014With Mp Si S P 0.12 U52 0.15 0.006 0.014

Продувку металла осуществл ют смесью силикокальци СК-30 и силикоциркони СЦр-50 в потоке азота при помощи пневмонасоса аэрационного типа через фурму, погруженную на глубину 2,7 м. Дл этого расход азота, устанавливают 70 нм час, используют смесь следующего состава: 36 кг 30%-ного силикокальци и 31 кг 50%-ного силикоциркони , и продувают в течение 12 мин.The metal is purged with a mixture of silicocalcium SC-30 and silicocyrconium SCR-50 in a stream of nitrogen using an aeration-type pneumatic pump through a lance immersed to a depth of 2.7 m. For this, the nitrogen consumption is set at 70 nm for an hour, a mixture of the following composition is used: 36 kg 30% silicocalcium and 31 kg of 50% silico zirconium, and rinse for 12 minutes.

Соотношение азота, кальци и циркони равно при этом 1:0,6:0,85, интенсивность продувки составл ет 12 г/т.мин. После продувки замер ют температуру и отбирают пробу металла на химический анализ.The ratio of nitrogen, calcium and zirconium is 1: 0.6: 0.85, the intensity of the purge is 12 g / t.min. After purging, the temperature is measured and a metal sample is taken for chemical analysis.

С Мп Si S . 0,08 1,40 0,28 0,018With Mp Si S. 0.08 1.40 0.28 0.018

Металл продувают смесью силикокальци СК-30 и силикоциркони СЦр-50 в потоке азота, состо щей из 200 кг 30%-ного силикокальци и 2 кг 50%-ного силикоциркони с расходом азота 80 им/ч и продувают металл в течение 12 мин.The metal is purged with a mixture of silicocalcium SC-30 and silicicirconium SCR-50 in a stream of nitrogen consisting of 200 kg of 30% silicocalcium and 2 kg of 50% silicocyrconium with a flow rate of nitrogen of 80 im / h and purged the metal for 12 minutes.

Соотношение азота, кальци и-циркони равно при ,этом 1:3:0,5, а интенсивность продувки ПО кальцию И цирконию составл ет 17 г/т.мин. После окончани продувки отбирают пробу на химический анализ.The ratio of nitrogen, calcium, and zirconium is equal to, this is 1: 3: 0.5, and the intensity of the purging of calcium and zirconium is 17 g / t.min. After purging is completed, a sample is taken for chemical analysis.

Содержание азота увеличилось в жидком металле на 0,004%, а степеньThe nitrogen content increased in the liquid metal by 0.004%, and the degree

С Мп Si В 0,15 1,48 0,45 .0,025C Mp Si B 0.15 1.48 0.45 .0.025

585974585974

Пример 1. Полупродукт дл стали 14Г2АФУ вьтлавл ют в 180-тонном конвертере, замер ют температуру и вьтускают в ковш, в который 5 перед выпуском слили 8 т синтетического шлака. -При сливе из конвертера металл раскисл ют и легируют 350.кг алюмини , 2750 кг ферромарганца , 330 кг феррованади , сили10 комарганцем и ферросилицием и одновременно рафинируют синтетическим известково-глиноземистым шлаком, отбирают пробу металпа на химический анализ.Example 1. A semi-product for 14Г2АФУ steel is cast into a 180-ton converter, the temperature is measured and fed into a ladle, into which 5 tons of synthetic slag are poured into 5 before being released. - When discharging metal from the converter, 350 kg of aluminum, 2750 kg of ferromanganese, 330 kg of ferrovanadium, silicon 10 with manganese and ferrosilicon are deoxidized and alloyed, and simultaneously refined with synthetic lime-alumina slag, and a sample of metallop is taken for chemical analysis.

Химичес1 ий состав металла перед продувкой следующей,.мае.%: Chemical composition of the metal before purging the following. May.%:

А1 V N 0,032 0,08 0,009A1 V N 0.032 0.08 0.009

Содержание азота увеличилось в жидком металле на 0,007%,-а степень усвоени азота составила 70%, Сталь по химическому составу и механическим свойствам удовлетвор ет требовани м технических условий.The nitrogen content in the liquid metal increased by 0.007%, and the degree of nitrogen absorption was 70%. Steel, by its chemical composition and mechanical properties, meets the requirements of the technical conditions.

Пример 2. Полупродукт дл стали 09Г2АФ выплавл ют в 350-тоннон- конвертере, за мер ют температуру и выпускают в ковш. Раскисление и легирование металла производ т теми же ферросплавами, что и в примере 1 Затем отбирают пробу металла на химический анализ.Example 2. The semi-product for steel 09G2AF is melted into a 350-ton converter, temperature is taken and released into a ladle. Deoxidation and alloying of the metal are carried out with the same ferroalloys as in Example 1. Then a metal sample is taken for chemical analysis.

Химический состав стали перед продувкой следующий, мас.%:The chemical composition of the steel before blowing the following, wt.%:

F А1 V N 0,012 0,06 0,09 0,008F A1 V N 0,012 0,06 0,09 0,008

усвоени азота - до 70%. Сталь по химическому составу и механическим свойствам, как показали испытани , удовлетвор ет требовани м техничес-.nitrogen absorption - up to 70%. Steel in chemical composition and mechanical properties, as shown by tests, satisfies the requirements of technical-.

5 ких условий.5 conditions.

П р и м е р 3. Полупродукт дл стали 16Г2АФ выплавл ют в 100-тонном конвертере, замер ют температуру и выпускают в ковш, раскисл ютEXAMPLE 3 A semi-product for 16G2AF steel is melted in a 100-ton converter, the temperature is measured and released into a ladle, deoxidized

0 . и легируют теми же ферросплавами, что и в примере 1. Перед продувкой металла в ковше порошками отбирают пробу на химический анализ.0 and alloyed with the same ferroalloys as in example 1. Before blowing the metal in the ladle with powders, a sample is taken for chemical analysis.

Химический состав металла следующий, мас.%:The chemical composition of the metal is as follows, wt%:

Р А1 V N 0,017 0,07 0,10 0,009 5 11585 Металл продувают смесью силикокальци СК-30 и силикоциркони СЦР50 в потоке азота, состо щей из 162 кг 30%-ного сюппсокальци и 3 кг силикоцнркони с расходом азо-5 та 80 и продувают металл в течение 8,5 мин, Соотношение азота, кальци и циркоки равно 1:5,0:0,15, а интенсив-О ность продувки по кальцию и цирконию составл ет 60 г/т.мин. После окончани продувки отбирают пробу на химический анализ, 7 Содержание азота увеличилось в металле в результате продувки на 0,010%, а степень усвоени азота достигает 70%. Сталь, азотированна по предлагаемому способу, удовлетвор ет по химическому составу и механическим свойствам требовани м технических условий. Технический эффект от использовани предложенного способа азотировани жидкой стали состоит в получении стали с заданным содержанием азота и повышении качества готовой металлопродукции.P A1 VN 0.017 0.07 0.10 0.009 5 11585 The metal is rinsed with a mixture of silicocalc SC-30 and silicocyrconium SCR50 in a stream of nitrogen consisting of 162 kg of 30% succinocalcium and 3 kg of silicoaccrconium with azo-5 and 80 consumption and purged the metal for 8.5 min. The ratio of nitrogen, calcium and zircons is 1: 5.0: 0.15, and the intensity of the purge of calcium and zirconium is 60 g / t.min. After the end of the purge, a sample is taken for chemical analysis, 7 The nitrogen content in the metal is increased by 0.010% as a result of the purge, and the nitrogen absorption rate reaches 70%. The steel nitrided according to the proposed method satisfies the requirements of technical conditions in terms of chemical composition and mechanical properties. The technical effect of using the proposed method of nitriding liquid steel is to obtain steel with a given nitrogen content and to improve the quality of the finished metal products.

Claims

METHOD FOR NITRATION OF LIQUID STEEL, comprising blowing the melt with a nitrogen gas stream carrying powdered silicocalcium, characterized in that, in order to increase the degree of assimilation of nitrogen, a powder mixture of silicocalcium and zirconium compounds is introduced into the nitrogen gas stream at a ratio of nitrogen, calcium and zirconium by mass of 1 : (0.6-5.0):: (0.15-0.85), and the melt purge intensity for calcium and zirconium taken together is maintained within 12-60 g / tmin.

and·*..

SP 00 cl

C © m