SU761572A1

SU761572A1 - Method of steel production

Info

Publication number: SU761572A1
Application number: SU772550746A
Authority: SU
Inventors: Ivan Teterin; Valentin M Breus; Aleksandr P Grishin; Evgenij F Mazurov; Evgenij Tyurin; Vladimir M Bushmelev; Vadim P Shiryaev; Boris S Petrov
Original assignee: Ivan Teterin; Valentin M Breus; Aleksandr P Grishin; Evgenij F Mazurov; Evgenij Tyurin; Vladimir M Bushmelev; Vadim P Shiryaev; Boris S Petrov
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в электропечах, и касается способов получения стали с регулируемым содержанием азота.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to steelmaking in electric furnaces, and relates to methods for producing steel with adjustable nitrogen content.

Известен способ удаления азота из жидкого чугуна присадкой титансодержащих сплавов и десульфурирующих материалов в ковш и последующей продувкой расплава инертным газом [1].A known method of removing nitrogen from liquid iron with an additive of titanium-containing alloys and desulfurization materials in a ladle and subsequent purging of the melt with an inert gas [1].

Применение этого способа при производстве стали не позволяет получить сталь, свободную от титана.The use of this method in the production of steel does not allow to get steel free from titanium.

Окисленность стали выше, чем чугуна, и часть титана расходуется на связывание с кислородом. Для проведения процесса деазотации стали требуется значительно большее количества титана, чем при деазотации чугуна. Последующей продувкой не удается удалить весь титан из расплава. В результате получается сталь, содержащая 0,04—0,06% титана.The oxidation rate is higher than that of cast iron, and a part of titanium is spent on binding with oxygen. To carry out the process of deazoating steel, a significantly larger amount of titanium is required than with the deazotation of cast iron. Subsequent purging fails to remove all titanium from the melt. The result is a steel containing 0.04-0.06% titanium.

Наиболее близким к изобретению является способ улучшения качества конверторной бессемеровской и томасовской стали, согласно которому в жидкую сталь после ее раскисления в конвертор вводят в количестве, требующемся для образования нитрида титана по стехиометрическому расчету [2].The closest to the invention is a method for improving the quality of converter Bessemer and Thomas steel, according to which, after it has been deoxidized, it is introduced into liquid steel in the amount required for the formation of titanium nitride by stoichiometric calculation [2].

Недостаток способа состоит в том, что на2The disadvantage of this method is that

личие окисленных конверторных шлаков не позволяет эффективно использовать титан, 50—70% его окисляется шлаком прежде, чем титан достигнет металла. Таким обра5 зом, в металл поступает лишь ^]/₃—^г/₂ титана, необходимого для связывания азота в нитриды.The presence of oxidized converter slags does not allow for the effective use of titanium, 50–70% of it is oxidized by slag before titanium reaches the metal. Thus, only ^] / ₃ - ^g / _{2 of} titanium, which is necessary for the binding of nitrogen to nitrides, enters the metal.

Часть этого титана расходуется иа взаимодействие с кислородом, продуктами раскисления и серой. В результате деазотации металла при использовании известного способа не происходит. В готовой стали содержится 0,02—0,04% титана, поскольку специального удаления титана из расплава не производят.Part of this titanium is consumed by the interaction with oxygen, deoxidation products, and sulfur. As a result of metal deazotation using the known method does not occur. In the finished steel contains 0.02-0.04% titanium, since special removal of titanium from the melt is not produced.

Цель изобретения — уменьшение в стали содержания азота, улучшение ее качества и снижение себестоимости.The purpose of the invention is to reduce the nitrogen content in the steel, to improve its quality and reduce the cost.

Достигается эта цель тем, что в электропечи с основной футеровкой после расплавления шихты, окисления углерода, раскисления и легирования и десульфурации металла в него вводят титан в смеси с алюминием в количестве, в 3—10 раз превышающем удаляемое количество азота , причем смесь титана и алюминия вводят в расплав двумя — тремя порциями, увеличивая соотношения между титаном и алюминием в последовательно присаживаемых порциях смеси от 1 : (2—5) до I : (1,5—0,25), а по761572This goal is achieved by the fact that in the electric furnace with the main lining after the charge is melted, carbon oxidation, deoxidation and alloying and desulfurization of the metal, titanium mixed with aluminum is injected in an amount 3-10 times higher than the amount of nitrogen being removed, and the mixture of titanium and aluminum injected into the melt in two or three portions, increasing the ratio between titanium and aluminum in successive portions of the mixture from 1: (2–5) to I: (1.5–0.25), and

33

следующее удаление нитридов титана из металла осуществляется посредством обработки его кислым шлаком, имеющим отношение кремнезема к окиси магния в пределах (2—5) : 1.The following removal of titanium nitrides from metal is carried out by treating it with an acidic slag, having a ratio of silica to magnesium oxide in the range (2-5): 1.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В электропечи с основной футеровкой расплавляют шихту, проводят окисление углерода, скачивают шлак и наводят новый рафинировочный шлак, раскисляют и легируют металл из расчета получения стали заданного химического состава, проводят десульфурацию расплава, обеспечивающую получение содержания серы не выше допустимого в готовой стали, и затем приступают к обработке стали смесью титана с алюминием.In the electric furnace with the main lining, the mixture is melted, carbon is oxidized, slag is charged and a new refining slag is induced, the metal is deoxidized and doped to produce steel of a given chemical composition, the melt is desulfurized, which produces sulfur not higher than acceptable in the finished steel, and then proceed to the treatment of steel with a mixture of titanium and aluminum.

Поскольку азот является в стали поверхностно-активным элементом, большое значение имеет снижение в металле содержания других поверхностно-активных элементов— серы и кислорода, вытесняющих азот из поверхностного слоя — границы раздела стального расплава с другой фазой и уменьшающих его активность.Since nitrogen is a surface-active element in steel, the reduction in the content of other surface-active elements — sulfur and oxygen — displacing nitrogen from the surface layer — the interface of the steel melt with another phase and reducing its activity — is of great importance.

Поэтому перед обработкой стали титаном требуется возможно более полное ее раскисление и десульфурация.Therefore, before the treatment of steel with titanium, it is necessary to complete its deoxidation and desulfurization.

Поскольку сера обладает меньшей поверхностной активностью, чем кислород, десульфурацию проводят перед обработкой металла титаном, а глубокое раскисление осуществляют одновременно с обработкой титаном. В качестве раскислителя используют алюминий, обладающий высокой раскислительной способностью титана и обеспечивающий образование продуктов раскисления, с которыми титан практически не взаимодействует.Since sulfur has a lower surface activity than oxygen, desulfurization is carried out before the metal is treated with titanium, and deep deoxidation is carried out simultaneously with the treatment with titanium. Aluminum is used as a deoxidizing agent; it has a high deoxidizing ability of titanium and ensures the formation of deoxidation products with which titanium practically does not interact.

При температуре металла 1610—1640°С начинают обработку ванны титаном. Исходя из содержания азота в металле перед обработкой и требуемого в готовой стали, определяют количество азота, подлежащее удалению, и принимают суммарный расход титана, в 3—10 раз превышающий количество удаляемого азота. С первой порцией в ванну присаживают примерно Ά—’/з необходимого для обработки титана. В смесь вводят алюминий в количестве, превышающем в 2—5 раз количество титана. Уменьшение смеси количества алюминия приводит к нерациональному использованию титана на связывание с кислородом, а увеличение количества алюминия вызывает повышенное его остаточное содержание в металле и энергичное взаимодействие со шлаками и футеровкой печи. Смесь титана и алюминия необходимо вводить на поверхность металла, не покрытую шлаком. Предпочтительнее раскислять металл глубинно, например упаковывая смесь в контейнер из листового железа и погружая его в металл.At a metal temperature of 1610–1640 ° C, treatment of the bath with titanium begins. Based on the content of nitrogen in the metal before treatment and required in the finished steel, determine the amount of nitrogen to be removed, and take the total consumption of titanium, 3-10 times greater than the amount of nitrogen removed. With the first portion, approximately Ά - ’/ s of titanium required for processing is placed in the bath. Aluminum is introduced into the mixture in an amount 2-5 times the amount of titanium. Reducing the amount of aluminum mixture leads to irrational use of titanium for binding with oxygen, and an increase in the amount of aluminum causes its increased residual content in the metal and vigorous interaction with slags and furnace lining. A mixture of titanium and aluminum must be introduced on the surface of the metal, not covered with slag. It is preferable to deoxidize the metal in depth, for example by packing the mixture in a sheet metal container and immersing it in the metal.

'4'four

После расплавления первой порции смеси и выдержки ванны в течение 5—10 мин. для полного взаимодействия алюминия и титана с металлом присаживают вторую порцию смеси. Если требуется удалить не более 0,007% азота, обработку ведут в два приема и со второй порцией вводят оставшийся титан. За время выдержки металла после присадки первой порции происходит некоторое увеличение его окисленности. Для связывания этого кислорода, а также с целью дальнейшего снижения его концентрации в поверхностном слое и повышения активности азота вместе с титаном вводят алюминий, однако соотношение между титаном и алюминием в смеси увеличивают до 1 : (1,5—0,25). При большем отношении титана к алюминию эффективность использования титана уменьшается, а при меньшем металл содержит повышенное количество алюминия.After melting the first portion of the mixture and holding the bath for 5-10 minutes. for the full interaction of aluminum and titanium with metal, a second portion of the mixture is set. If it is required to remove no more than 0.007% of nitrogen, the treatment is carried out in two steps and the remaining titanium is introduced with the second portion. During the exposure of the metal after the addition of the first portion, there is some increase in its oxidation. To bind this oxygen, as well as to further reduce its concentration in the surface layer and increase the activity of nitrogen, aluminum is introduced with titanium, however, the ratio between titanium and aluminum in the mixture is increased to 1: (1.5-0.25). With a higher ratio of titanium to aluminum, the efficiency of using titanium decreases, and with a smaller ratio, metal contains an increased amount of aluminum.

Если требуется удалить более 0,007% азота, то обработку металла смесью титана и алюминия проводят в три приема.If it is necessary to remove more than 0.007% of nitrogen, the treatment of the metal with a mixture of titanium and aluminum is carried out in three steps.

В этом случае со второй порцией смеси вводят */₃—*/₂ титана от суммарно вводимого его количества и алюминий. Отношение титана к алюминию в смеси увеличивают по сравнению? с первой порцией до 1 : (1,5—2,5), после растворения присадки и выдержки в течение 5—10 мин. вводят остальной титан в смеси с алюминием при отношении титана к алюминию 1 : (1,5— 0,25).In this case, with the second portion of the mixture, * / ₃ - * / ₂ titanium is introduced from the total amount of its input and aluminum. The ratio of titanium to aluminum in the mixture increase compared? with the first portion up to 1: (1.5-2.5), after the additive is dissolved and aged for 5-10 minutes. impose the rest of the titanium in a mixture with aluminum at a titanium to aluminum ratio of 1: (1.5 - 0.25).

Через 5—10 мин. приступают к удалению нитридов титана из расплава кислым шлаком.After 5-10 minutes proceed to the removal of titanium nitrides from the melt with acidic slag.

Наиболее эффективное удаление нитридов титана происходит при обработке расплава кислым шлаком, содержащим кремнезем и окись магния в отношении (2—5):1. Кроме того, в шлаке могут присутствовать окись кальция, окислы железа, бора, марганца, щелочных металлов, галогениды.The most effective removal of titanium nitrides occurs when the melt is treated with an acidic slag containing silica and magnesium oxide in the ratio (2-5): 1. In addition, calcium oxide, oxides of iron, boron, manganese, alkali metals, halides may be present in the slag.

Окислы алюминия и титана в шлаке допускаются как примеси в суммарном количестве до 5%. Кремнезем эффективно поглощает из стали соединения титана и алюминия и очищает ее от неметаллических включений, а окислы магния повышают растворимость в шлаке азота. Оптимальное отношение кремнезема к магнезии установлено экспериментальным путем. Рекомендуемое количество кислого шлака 10— 15 кг/тн стали. Для получения стали, содержащей около 0,02% титана, используют шлака 10—20 кг/тн обрабатываемой стали; для обработки стали, не содержащей титана, количество шлака увеличивают до 50 кг/тн стали.Oxides of aluminum and titanium in the slag are allowed as impurities in a total amount of up to 5%. Silica effectively absorbs titanium and aluminum compounds from steel and purifies it from nonmetallic inclusions, while magnesium oxides increase the solubility in nitrogen slag. The optimum ratio of silica to magnesia was established experimentally. The recommended amount of acid slag is 10–15 kg / ton steel. To obtain steel containing about 0.02% titanium, slags of 10–20 kg / t are used for the steel being treated; For the treatment of titanium-free steel, the amount of slag is increased to 50 kg / ton of steel.

При таком режиме обработки эффективная деазотация стали достигается при суммарном расходе титана, в 3—10 раз превышающем количество удаляемого азота.In this mode of treatment, effective deazotation of the steel is achieved with a total consumption of titanium, 3–10 times greater than the amount of nitrogen removed.

Во время обработки стали титаном реко761572During the processing of steel titanium recco761572

5five

мендуется поддерживать температуру ванны в пределах 1610—1640°С. В результате описанной выше обработки удается получить сталь с низким содержанием азота, практически не содержащую титана.It is recommended to maintain the bath temperature within 1610-1640 ° C. As a result of the processing described above, it is possible to obtain steel with a low content of nitrogen, practically free of titanium.

Обработка жидкой стали кислым шлаком может быть осуществлена в печи посредством удаления основного восстановительного шлака и наведения кислого присадкой материалов, обеспечивающих заданное отношение компонентов в кислом шлаке, в ковше путем присадки шлакообразующей смеси или обработкой жидким синтетическим шлаком.The treatment of the liquid steel with an acidic slag can be carried out in a furnace by removing the main reducing slag and directing the materials with an acidic additive that provide the desired ratio of components in the acidic slag in the ladle by adding the slag-forming mixture or by treatment with liquid synthetic slag.

Обработку кислым шлаком можно осуществить и в изложнице, хотя такая обработка и менее эффективна. В последнем случае проба на содержание азота в готовой стали должна отбираться из проката.The treatment with sour slag can be carried out in a mold, although such processing is less effective. In the latter case, a sample of the nitrogen content in the finished steel should be taken from the rolled stock.

Пример 1. В 60-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой расплавили шихту, состоящую из высокохромистых отходов.Example 1. In a 60-kilogram induction furnace with the main lining melted the mixture, consisting of high-chrome waste.

После нагрева до 1620°С металл продули кислородом до содержания углерода 0,08%, убрали шлак, ванну раскислили боркальком (120 г), ввели кристаллический кремний и марганец из расчета получения заданного их содержания в готовой стали и навели десульфурирующий шлак присадкой извести и плавикового шпата. После расплавления шлаковой смеси и выдержки в течение 10 мин. отобрали пробу металла. Содержание углерода составило 0,09%, серы 0,016%, кислорода 0,009%, азота 0,015%. Деазотирующую обработку вели из расчета уменьшения в стали азота на 0,010%. Суммарный расход титана приняли 60 кг, или 0,1% от веса металла, т. е. в 10 раз больше количества удаляемого азота.After heating to 1620 ° C, the metal was blown with oxygen to a carbon content of 0.08%, slag was removed, the bath was deoxidized with borkalc (120 g), crystalline silicon and manganese were introduced at the rate of obtaining their specified content in the finished steel, and desulfurizing slag was added with lime and hydrofluoric additive spar. After melting the slag mixture and aging for 10 minutes. took a metal sample. The carbon content was 0.09%, sulfur 0.016%, oxygen 0.009%, nitrogen 0.015%. Deazing treatment was carried out on the basis of a decrease in nitrogen of steel by 0.010%. The total consumption of titanium took 60 kg, or 0.1% by weight of the metal, i.e., 10 times the amount of nitrogen removed.

Первую порцию деазотирующей смеси составили из 18 г титана и 36 г алюминия (отношение титана к алюминию 1:2). Использовали мелконарубленные кусочки (5—10 мм в поперечнике) металлического титана и первичного алюминия. Смесь завернули в железную фольгу толщиной 0,1 мм, укрепили на металлическом стержне и погрузили до дна тигля. Температура металла перед вводом смеси была 1640°.The first portion of the diazotization mixture was 18 g of titanium and 36 g of aluminum (1: 2 ratio of titanium to aluminum). Melarubarble pieces (5–10 mm in diameter) of titanium metal and primary aluminum were used. The mixture was wrapped in iron foil 0.1 mm thick, reinforced on a metal rod and immersed to the bottom of the crucible. The temperature of the metal before entering the mixture was 1640 °.

Через 6 мин после растворения первой порции смеси при 1630°С в металл ввели вторую порцию — 24 г титана и 24 г алюминия (отношение титана к алюминию 1:1).6 minutes after the first portion of the mixture was dissolved at 1630 ° C, the second portion was introduced into the metal - 24 g of titanium and 24 g of aluminum (1: 1 ratio of titanium to aluminum).

Третью обработку металла провели через 10 мин. при температуре металла 1615°С. . Состав третьей порции— 18 г титана и 5 г алюминия (отношение титана к алюминию 1:0,28).The third metal treatment was carried out after 10 minutes. at a metal temperature of 1615 ° C. . The composition of the third portion is 18 g of titanium and 5 g of aluminum (the ratio of titanium to aluminum is 1: 0.28).

Техника приготовления и ввода в металл второй и третьей порций смесей была аналогична применяемой для первой порции.The technique of preparation and introduction into the metal of the second and third portions of the mixtures was similar to that used for the first portion.

После присадки третьей порции смеси металл выдержали под основным шлакомAfter the addition of the third portion of the mixture, the metal was held under the main slag.

66

в течение 7 мин., после чего шлак убрали и навели деазотирующий кислый шлак, имеющий состав, вес. %: окиси кремния 48,6; окиси магния 10,7; окиси кальция 5,4; фтористых соединений 6,2; окислов бора 2,8; окиси натрия 10,1; окиси железа 0,2; окиси марганца 0,6; окиси алюминия 3,3; окиси титана 0,4; примесей прочих компонентов 0,7. Отношение кремнезема к окиси магния в шлаке составило 4,8.for 7 minutes, after which the slag was removed and the diazotizing acidic slag was introduced, having a composition, weight. %: silicon oxide 48.6; magnesium oxide 10.7; calcium oxide 5.4; fluoride compounds 6.2; boron oxides 2.8; sodium oxide 10.1; iron oxide 0,2; manganese oxide 0.6; alumina 3.3; titanium oxide 0.4; impurities other components of 0.7. The ratio of silica to magnesium oxide in the slag was 4.8.

Расплав выдержали под кислым шлаком при включенном индукторе в течение 10 мин, потом слили в ковш и разлили в изложницы.The melt was kept under an acidic slag with the inductor on for 10 minutes, then poured into a ladle and poured into molds.

Температура металла после расплавления кислого шлака 1610°, в конце выдержки 1640°С.The temperature of the metal after melting acidic slag 1610 °, at the end of exposure 1640 ° C.

Готовая сталь имела следующий химический состав, вес. %: углерода 0,23; марганца 0,51; кремния 0,27; хрома 12,5; серы 0,014; фосфора 0,013; алюминия 0,028; азота 0,004; кислорода 0,0029; титана менее 0,01.The finished steel had the following chemical composition, weight. %: carbon 0.23; manganese 0.51; silicon 0,27; chromium 12.5; sulfur 0.014; phosphorus 0.013; aluminum 0.028; nitrogen 0.004; oxygen 0.0029; titanium less than 0.01.

В результате описанной выше деазотирующей обработки из металла удалено 0,011 % азота при суммарном расходе титана 0,1% от веса металла, в 9,1 раза превышающем количество удаленного азота.As a result of the deazating treatment described above, 0.011% of nitrogen was removed from the metal with a total titanium consumption of 0.1% by weight of the metal, 9.1 times the amount of nitrogen removed.

Пример 2. В 60-килограммовой индукционной печи с основной футеровкой расплавили углеродистую шихту. После нагрева металла до 1560°С металл продули кислородом до содержания углерода 0,05% и убрали шлак. Затем металл раскислили боркальком, ввели кристаллический кремний, металлический хром и марганец из расчета получения в стали заданного содержания этих элементов. Затем на поверхность металла присадили десульфурирующую шлаковую смесь из плавикового шпата и извести и через 7 мин. отобрали пробу металла. Содержание углерода составило 0,16%, серы 0,012%, кислорода 0,0105%, азота 0,016%.Example 2. In a 60-kilogram induction furnace with the main lining melted carbon charge. After heating the metal to 1560 ° C, the metal was purged with oxygen to a carbon content of 0.05% and slag was removed. Then the metal was deoxidized by borkalk, crystalline silicon, metallic chromium and manganese were introduced at the rate of obtaining the specified content of these elements in steel. Then, desulfurizing slag mixture of fluorspar and lime was added to the metal surface and after 7 minutes. took a metal sample. The carbon content was 0.16%, sulfur 0.012%, oxygen 0.0105%, nitrogen 0.016%.

Подлежащее удалению количество азота— 0,011%. Выбрали суммарное количество титана 0,033% (20 г), т. е. в 3 раза больше по сравнению с подлежащим удалению количеством азота.The amount of nitrogen to be removed is 0.011%. We chose a total amount of titanium of 0.033% (20 g), i.e., 3 times more than the amount of nitrogen to be removed.

Первую порцию деазотирующей смеси составили из 8 г титана и 40 г алюминия (соотношение титана к алюминию 1 : 5) и при температуре 1645°С ввели в металл, как в примере 1. Через 5 мин после усвоения первой порции при температуре 1620°С ввели вторую смесь из 12 г титана и 18 г. алюминия (отношение титана к алюминию 1 : 1,5) после выдержки в течение 10 мин с поверхности металла убрали основной шлак и навели кислый, имеющий химический состав, вес. %: 5Юй 47,5: СаО 17,4; МщО 23,2:. АВОз 2,1; ТЮ, 1,3; СщО₃ 2,3: РеО 2;6; МпО 2,9; прочие компоненты — 0,7. Отношение кремнезема к окиси магния 2,05.The first batch of deazing mixture was made up of 8 g of titanium and 40 g of aluminum (1: 5 ratio of titanium to aluminum) and at 1645 ° C was introduced into the metal, as in Example 1. 5 min after the assimilation of the first batch, at a temperature of 1620 ° C the second mixture of 12 g of titanium and 18 g of aluminum (1: 1.5 ratio of titanium to aluminum), after holding for 10 minutes, removed the main slag from the metal surface and made acidic, chemical composition, weight. %: 5 Yu 47.5: CaO 17.4; Psi 23,2: AVOZ 2.1; TU, 1.3; SSC ₃ 2.3: PeO 2; 6; MPO 2.9; other components - 0.7. The ratio of silica to magnesium oxide is 2.05.

Металл выдержали пол кислым щлако'мMetal weathered the floor sour shlako'm

761572761572

77

в течение 7 мин при 1630°С, слили в ковш и затем разлили в изложницы.for 7 minutes at 1,630 ° C, poured into a ladle and then poured into molds.

Готовая сталь содержала, вес. %: углерода 0,17; марганца 0,58; кремния 0,24; хрома 0,92; серы 0,011; фосфора 0,016; алюминия 0,027; азота 0,004; кислорода 0,0022; титана — следы.Finished steel contained weight. %: carbon 0.17; manganese 0.58; silicon 0.24; chromium 0.92; sulfur 0,011; phosphorus 0.016; aluminum 0.027; nitrogen 0.004; oxygen 0.0022; titanium - traces.

В результате деазотирующей обработки из металла удалено 0,012% азота при суммарном расходе титана 20 г (0,033% от веса расплава), в 2,75 раза превышающим количество удаленного азота.As a result of the diazotization treatment, 0.012% of nitrogen was removed from the metal with a total titanium consumption of 20 g (0.033% by weight of the melt), 2.75 times the amount of nitrogen removed.

Пример 3. В 20-тонной дуговой печи с основной футеровкой расплавили высокохромистую шихту. Расплав нагрели до 1600°С и продули кислородом. После продувки сталь содержала 0,07% углерода и 0,027% серы.Example 3. A high-chromium charge was melted in a 20-ton arc furnace with a base lining. The melt was heated to 1600 ° C and purged with oxygen. After purging, the steel contained 0.07% carbon and 0.027% sulfur.

Окисленный шлак скачали из печи, присадили известь и плавиковый шпат, затем металл раскислили ферросилицием и ферромарганцем;ввели корректировочную присадку феррохрома и навели десульфурирующий шлак присадкой соответствующих смесей.The oxidized slag was downloaded from the furnace, lime and fluorspar were added, then the metal was deoxidized with ferrosilicon and ferromanganese, a corrective additive of ferrochrome was introduced and the desulphurizing slag was injected with an additive of the corresponding mixtures.

Под десульфурирующим шлаком металл выдержали 30 мин., после чего шлак скачали, отобрали пробу металла и приступили к деазотирующей обработке.The metal was held for 30 minutes under the desulphurizing slag, after which the slag was downloaded, a metal sample was taken and the diazotizing treatment was started.

Содержание азота в металле перед началом деазотации составило 0,012%; серы— 0,014%; кислорода — 0,0067%. Температура металла 1640°С.The nitrogen content in the metal before the start of deazotation was 0.012%; sulfur — 0.014%; oxygen - 0,0067%. The temperature of the metal is 1640 ° C.

Деазотацию проводили присадкой на поверхность ванны смеси первичного кускового алюминия и 42%-ного ферротитана, содержащего 7,8% алюминия. Суммарное количество титана приняли из расчета в 7,7 раз больше подлежащего удалению азота.Deazotation was carried out with a mixture of a mixture of primary lump aluminum and 42% ferrotitanium containing 7.8% aluminum on the bath surface. The total amount of titanium was taken at the rate of 7.7 times the amount of nitrogen to be removed.

Состав первой смеси 10 кг ферротитана (0,021% титана и 0,0037% алюминия от веса металла) и 12 кг алюминия (0,06% алюминия). Отношение титана к алюминию (с учетом алюминия, внесенного с ферротитаном) составило 1 : 3.The composition of the first mixture is 10 kg of ferrotitanium (0.021% of titanium and 0.0037% of aluminum by weight of the metal) and 12 kg of aluminum (0.06% of aluminum). The ratio of titanium to aluminum (including aluminum, made with ferrotitanium) was 1: 3.

Ферротитан использовали дробленный в кусках размером 10—15 мм в поперечнике, алюминий резали на ножницах на куски размером 5—20 мм.Ferrotitanium was used crushed in pieces measuring 10–15 mm in diameter, aluminum was cut into pieces with a size of 5–20 mm on scissors.

После присадки смеси ванну промешали стальными скребками, печь герметизировали и сделали выдержку 10 мин. Затем в ванну при температуре 1630°С ввели вторую порцию смеси, составленную из 18.кг ферротитана (0,033% титана и 0,007% алюминия) и 4,5 кг алюминия (0,022% алюминия). Отношение титана к алюминию (с учетом алюминия, введенного с ферротитаном) составило 1 : 0,88. Смесь перемешали, печь герметизировали и выдержали 5 мин., после чего при температуре 1635°С плавку выпустили в ковш с жидким кислым синтетическим шлаком, содержащим, %: 4$,2 кремнезема, 1§,6 ркцсц магния, 12,8After adding the mixture, the bath was stirred with steel scrapers, the furnace was sealed and held for 10 minutes. Then, a second batch of the mixture consisting of 18. kg of ferrotitanium (0.033% titanium and 0.007% aluminum) and 4.5 kg of aluminum (0.022% aluminum) was introduced into the bath at a temperature of 1630 ° C. The ratio of titanium to aluminum (including aluminum, introduced with ferrotitanium) was 1: 0.88. The mixture was mixed, the furnace was sealed and held for 5 minutes, then at a temperature of 1635 ° C the melt was released into a ladle with a liquid acidic synthetic slag containing,%: $ 4, 2 silica, 1§, 6 mg of magnesium, 12.8

8eight

окиси кальция, 5,3 фтористого кальция, 10,8 окиси натрия, 0,3 окиси железа, 0,5 окислов марганца, 2,4 глинозема, 2,8 примесей.calcium oxide, 5.3 calcium fluoride, 10.8 sodium oxide, 0.3 iron oxide, 0.5 manganese oxide, 2.4 alumina, 2.8 impurities.

Отношение кремнезема к окиси магния составило 2,95. Шлак имел температуру 1590°С, количество шлака в ковше 950 кг (47,5 кг/т стали), после окончания выпуска металл выдержали в ковше 15 мин. и разлили в изложницы.The ratio of silica to magnesium oxide was 2.95. The slag had a temperature of 1590 ° С, the amount of slag in the ladle was 950 kg (47.5 kg / t of steel), after the end of production the metal was kept in the ladle for 15 minutes. and poured into molds.

Готовая сталь имела химический состав в пределах заданной марки, в том числе, %: серы 0,012; фосфора 0,01; алюминия 0,03, титана — следы, азота 0,004, кислорода 0,0036.The finished steel had a chemical composition within the specified brand, including,%: sulfur 0,012; phosphorus 0.01; aluminum 0.03, titanium - traces, nitrogen 0.004, oxygen 0.0036.

В результате деазотирующей обработки удалено 0,008% азота. Суммарный расход титана составил 0,054%, т. е. в 6,7 раза больше количества удаленного азота.As a result of the diazo treatment, 0.008% of nitrogen was removed. The total consumption of titanium was 0.054%, i.e., 6.7 times more than the amount of nitrogen removed.

Описанный способ получения стали найден экспериментальным путем. Кроме описанных выше, были опробованы и другие варианты деазотации металла, которые оказались либо менее эффективными по удалению азота, либо неэкономичными, либо не обеспечивающими получения металла заданного химического состава.The described method of obtaining steel was found experimentally. In addition to those described above, other types of metal deazotation were tested, which turned out to be either less effective at removing nitrogen, or uneconomical, or not providing metal of a given chemical composition.

В таблице приведена краткая сводка опробованных вариантов и полученных результатов.The table shows a brief summary of the tested options and the results obtained.

Из данных таблицы следует, что по вариантам 1—3 получены удовлетворительные результаты ках по деазотации, так и по получению стали заданного состава и экономном расходовании титана.From the data in the table, it follows that for options 1–3, satisfactory results were obtained for deazotation and for obtaining steel of a given composition and economical expenditure of titanium.

Например, при использовании избыточного количества титана, превышающего 10-кратное отношение его к удаляемому азоту, увеличение соотношения титана к алюминию в первой порции смеси более 1:2 и в последней порции более 1 : 0,2, а также уменьшение отношения кремнезема к магнезии в кислом деазотирующем шлаке менее 2 приводит к ухудшению деазотации металла, снижению эффективности использования титана, увеличению его содержания в готовой стали и снижению в стали содержания алюминия (вариант IV).For example, when using an excess amount of titanium exceeding 10 times its ratio to nitrogen removed, an increase in the ratio of titanium to aluminum in the first portion of the mixture is more than 1: 2 and in the last portion more than 1: 0.2, as well as a decrease in the ratio of silica to magnesia in acidic diazotizing slag less than 2 leads to a deterioration of the metal deazotation, a decrease in the efficiency of using titanium, an increase in its content in the finished steel and a decrease in the aluminum content in steel (option IV).

Аналогичные результаты получаются и при замене кислого шлака основным (вариант VII). При этом степень деазотации еще более ухудшается.Similar results are obtained when replacing the acidic slag with the main one (variant VII). In this case, the degree of deazotation deteriorates even more.

При использовании менее чем 3-кратного количества титана по отношению к удаляемому азоту, уменьшении отношения титана к алюминию в первой порции смеси до 1 : 6 и последней до 1:2 и использовании кислого шлака с повышенным до 5,5 отношением кремнезема к магнезии (вариант V) степень использования титана уменьшается незначительно по сравнению с вариантом II, однако в готовой стали резко увеличивает·, ся содержание алюминия, который ухудшает ее свариваемость.When using less than 3 times the amount of titanium in relation to the nitrogen removed, reducing the ratio of titanium to aluminum in the first portion of the mixture to 1: 6 and the last to 1: 2 and using acidic slag with an increased silica ratio to magnesia (5.5) V) the degree of use of titanium decreases slightly compared with option II, however, in the finished steel sharply increases, the aluminum content, which impairs its weldability.

Более чем 3-кратная присадка деазотирующей смери ц рсподьзоцание ццсдогрMore than 3-fold additive for disinfecting meridan csdog

761572761572

Опробованные варианты деазотирующей обработкиTested options for deazing treatment

стали и полученные результатыsteel and the results

10ten

Номер варианта room options Расход титана по отношению к удаляемой части азота The consumption of titanium in relation to the removed part of the nitrogen Отношение титана к алюминию в деазотирующнх порциях смеси The ratio of titanium to aluminum in dispersed portions of the mixture Тип рафинировочного шлака в отношении 510: М§О Type of refining slag in relation 510: MgO Фактическое отношение титана к удаленному азоту Actual an attitude titanium to nitrogen removed Содержание в металле, вес. % Content in metal, weight. % в первой in the first ВО второй IN second Б третьей B the third В четвертой AT fourth титана titanium алюминия aluminum 1 one 10 ten 1:2 1: 2 I : I I: I 1:0,28 1: 0.28 _ _ кислый, 4,9 sour, 4.9 9,1 9.1 0,01 0.01 0,028 0.028 2 2 3 3 1 :5 15 1: 1,5 1: 1.5 — - кислый, 2,05 sour, 2.05 2,75 2.75 ' следы ' traces 0,027 0.027 3 3 7,7 7.7 1 :3 13 1 :0,88 1: 0.88 — - — - кислый, 2,95 sour, 2.95 6,7 6.7 следы traces 0,036 0.036 4 four 10,5 10.5 1:1,5 1: 1.5 1:0,2 1: 0,2 — - — - кислый, 1,8 sour, 1.8 15,8 15.8 0,03 0.03 0,012 0.012 5 five 2,7 2.7 1:6 1: 6 1:3 1: 3 1:2 1: 2 кислый, 5,5 sour, 5.5 3,1 3.1 следы traces 0,090 0.090 6 6 8 eight 1:3 1: 3 1 : 2 12 1:1 1: 1 1:0,5 1: 0.5 кислый без магнезии sour without magnesia 12,3 12.3 0,02 0.02 0,022 0.022 7 7 6 6 1:3 1: 3 1 :0,5 1: 0.5 — - — - основной main 23,7 23.7 0,03 0.03 0,045 0.045 8 eight 3,4 3.4 алюминий ввели в металл выпуском плавки; титан одной порцией aluminum was introduced into the metal by smelting; titanium in one portion перед ввели before introduced основной main азот не уменьшился nitrogen has not decreased следы traces 0,034 0.034

Примечание:Note:

Варианты 4—8 не соответствуют предложенному решению; вариант 8—способ прототип.Options 4-8 do not match the proposed solution; option 8 — prototype method.

рафинировочного шлака, не содержащего окислов магния, приводит к снижению эффективности деазотации, повышенному расходу титана и увеличению его содержания в готовой стали (вариант VI). 5refining slag that does not contain magnesium oxides leads to a decrease in the efficiency of deazotation, increased consumption of titanium and an increase in its content in the finished steel (option VI). five

Использование способа прототипа — ввод в металл титана в стехиометрическом отношении, соответствующем нитриду титана, раздельный веод в металл титана и алюминия и обработка стали основным шлаком не Ю обеспечивают деазотации металла.The use of the prototype method is the introduction into the metal of titanium in a stoichiometric ratio corresponding to titanium nitride, a separate phase into the metal of titanium and aluminum and the processing of steel with basic slag do not provide for the metal deazotation.

Таким образом, предложенное сочетание приемов является оптимальным с точки зрения эффективности деазотации, экономного расходования материалов, получения 15 стали заданного химического состава с регламентированным и низким содержанием азота и улучшения ее качества.Thus, the proposed combination of methods is optimal from the point of view of the efficiency of deazotation, the economical use of materials, the production of 15 steel of a given chemical composition with a regulated and low nitrogen content and an improvement in its quality.

Использование предложенного способа по сравнению, например, с вакуумной де- 20 азотацией стали, позволяет получить экономию около 2,5 руб. на тонну стали (без учета улучшения качества и свойств стали).Using the proposed method as compared, for example, with vacuum de-nitration of steel, allows you to save about 2.5 rubles. per ton of steel (excluding improvements in the quality and properties of steel).

Предложенное решение просто в осуществлении и доступно для применения в лю- 25 бом электросталеплавильном агрегате.The proposed solution is simple to implement and is available for use in any electric steel making unit.

Использование предложенного способа позволяет уменьшить в стали содержание азота в 2—3 раза и за счет этого улучшить качество стали и повысить эксплуатацион- 30 ную стойкость изделий из нее, снизить себестоимость 1 т стали на 2,5 руб. и за счетUsing the proposed method makes it possible to reduce the nitrogen content in the steel by 2–3 times and thereby improve the quality of steel and increase the operational durability of its products, reduce the cost of 1 ton of steel by 2.5 rubles. and due

этого получить экономический эффект около 200 тыс. руб.get an economic effect of about 200 thousand rubles.

Claims

Claim

The method of steel production, including melting of the charge, oxidation of carbon, deoxidation and alloying of metal, desulfurization, the introduction of titanium into the metal and the subsequent removal of titanium nitrides from the melt, characterized in that, in order to reduce the nitrogen content in the steel, to improve its quality titanium is introduced into the melt in a mixture with aluminum in an amount 3–10 times greater than the amount of nitrogen removed, and the mixture of titanium and aluminum is introduced into the melt in two or three portions, increasing the ratio between titanium and aluminium In successively introduced portions of the mixture from 1: (2–5) to 1:: (1.5–0.25), and the subsequent removal of titanium nitrides from the metal is carried out by treating it with an acidic silicate-magnesia slag, having a silica to oxide ratio magnesium (2-5): 1.