SU763475A1

SU763475A1 - Method of producing manganese-containing steel

Info

Publication number: SU763475A1
Application number: SU772542430A
Authority: SU
Inventors: Ефим Захарович Кацов; Александр Иванович Лукутин; Виктор Александрович Салаутин; Юрий Евгеньевич Самардуков; Борис Яковлевич Балдаев; Олег Евгеньевич Молчанов; Юрий Анатольевич Затаковой; Эдуард Васильевич Ткаченко; Радий Михайлович Мыльников; Валентин Анатольевич Марышев
Original assignee: Институт Металлургии Им. А.А. Байкова Ан Ссср
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1980-09-15

Description

1one

Изобретение относитс к области черной металлургии, в частности к Способам получени низколегированных и легированных сталей с марганцем .The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular, to methods for producing low-alloyed and alloyed steels with manganese.

Известен способ выплавки стали, Содержащей марганец,характеризующийс введением марганца в окисленную ванну под окисленным шлаком, осуществл еким после расплавлени ,обезуглероживани , дефосфорации и нагреваThe known method of steelmaking, containing manganese, is characterized by the introduction of manganese into the oxidized bath under the oxidized slag, carried out after melting, decarburization, dephosphorization and heating

металл metal

Введение марганецсодержащих сплавов в нераскисленный металл, наход щийс в контакте со шлаком с высоким содержанием окислов, железа, приводит к некоторой потере марганца вследствие протекани процессов его распре делени между металлом и шлаком.The introduction of manganese-containing alloys into an unoxidized metal that is in contact with slag with a high content of oxides, iron, leads to some loss of manganese due to the process of its distribution between the metal and slag.

Известны также способы плавки, где дл предотвращени потерь легирующих за счет перехода их в шлак осуществл ют прием присадки окисла соответствующего элемента в шлак 2 и 13.Melting methods are also known, where, in order to prevent the loss of dopants, by transferring them into the slag, an oxide additive of the corresponding element is taken into slag 2 and 13.

Однако во всех этих способах отсутствует регламентированный .режим присадки окислов (по времени и количественным соотношени м).However, in all these methods there is no regulated oxide additive mode (in terms of time and quantity ratio).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс способ эыплавки марганцовистой стали, согласно которому в конвертер заливают чугун, продувают его кислородом, нагревают и легируют марганцем, ввод последний в виде ферросплавов в ковш или в конвертер. Этот способ отличаетс тем, что, с целью сокращени угара марганца и улучшени условий службы футеровки, перед началом продувки кислородом в ванну ввод т марганцевую руду в смеси с магнезитомThe closest to the technical essence and the achieved effect to the invention is a method of erupting manganese steel, according to which cast iron is poured into the converter, oxygen is blown into it, heated and alloyed with manganese, the latter being introduced in the form of ferroalloys into the ladle or converter. This method is distinguished by the fact that, in order to reduce manganese carbon loss and to improve the lining service conditions, manganese ore mixed with magnesite is introduced into the bath before starting oxygen blowing.

5 из расчёта получени в шлаке 20-30% окиси магни 14J.5 from the calculation of 20-30% magnesium oxide 14J in the slag.

Недостатком 1звестного способа в л етс ранн присадка марганцевойThe disadvantage of the well-known method in the early manganese additive

20 РУДЫ - до начала кислородной продувки , в св зи с чем весь период продувки , протекающий при 1550-1680 С, в шлаке поддерживаетс повышенное содержание закиси марганца, что предопре25 дел ет агрессивность шлака по отноше . нию к футеровке печи. Предусматриваема дл компенсации этого отрицательного воздействи одновременна присадка магнезита требует дополнитель30 ных затрат тепла на его расплавление. Кроме того, известный способ св зан с потерей марганца в виде его окислов при скачивании шлака и не регла ментирует количественные соотношени состава шлака. Целью изобретени вл етс устран ние указанных недостатков, а именно сокращение угара марганца и улучшение условий службы футеровки. Поставленна цель достигаетс тем что в известной способе производства марганецсодержащей стали,включающем операции расплавлени шихты, продувки газообразным кислородом, введени шлакообразующих материалов, удалени шлака и легировани марганцем, опера цию введени окислов марганца осущес вл ют после удалени шлака окислительного периода, окислы марганца вв д т в количестве 10-30% веса наводимого шлака, а после получени отноше ни содержани закиси марганца в шла ке к произведению заданного содержан марганца в металле на содержание закиси железа в шлаке, равного 1,5 - 2 ввод т марганецсодержащий сплав. Кроме того, после введени окислов марганца расплав вместе со шлаком сливают в ковш, ввод т марганецсодержащий сплав. При ведении процесса плавки происходит торможение процесса окислени марганца и перехода его в шлак за счет смещени равновеси нижеприведенной реакции в обратном направлении: 1Мп + (FeO)i(MnO) + (Fe) V--Гnl r l -1 Mn(FeO) В равновесных услови х в области температур .около 1600°с, величина К составл ет 2,3-2,7. Однако, учитыва кинетические ограничени , фактическа величина отношени содержаний закиси марганца в шлаке к произведению концентрации марганца в металле и закиси железа в шлаке, как правило , устанавливаетс пор дка 1/5-2,7 при содержании закиси марганца в шлаке в пределах 10-30%. Способ производства марганецсодержащей стали состоит в следующем, Шихту загружают в сталеплавильный агрегат, расплавл ют, продувают газообразным кислородом, затем производ т скачивание шлака и в ванну . ввод т материал, содержащий окислы мар анца, к примеру марганцевую руду конвентрат, отходы ферросплавного производства и т.п., из расчета присадки, окислов марганца в количестве , составл ющем 10-30% веса наводимого вновь шлака. По згшедении шлака содержание закиси марган ца составл ет {за счет исходного содержани её в шлаке) 15-30%, причем величину отношени содержани закиси марганца в шлаке к произведению зада кого содержани марганца в металле на содержание закиси железа в шлаке поддерживают в пределах 1,5-2,7.Даее осуществл ют легирование стали арганцем по одному из следующих вариантов , По первому из них после заведени шлака необходимого состава в ванну ввод т марганецсодержащий сплав, а затем провод т обычную доводку плавки . По другому варианту при наличии шлака необходимого состава плавку вместе с частью шлака выпускают в ковш, куда предварительно загружают или дают по ходу выпуска марганецсодержащий сплёий. Затем сталь подвергают доводочным операци м рафинировани одним из методов внепечнойобработки , например, продувке инертнЕлм газом через пористую форму в днековша или вакуумированию. Способ пригоден дл получени стали как без применени внепечных методов обработки , так НС их применени ем . В последнем случае целесообразно осуществл ть легирование марганцем в ковше, выпуска из печи сталь вместе со шлаком при содержании згжисй марганца в нем в вышеуказанных предел х с учетом расчетного содержани марганца в металле и конечного содержани закиси железа.В случае использовани , к примеру, вакуумировани , вследствие реализации реакции вакуумного раскислени металла углеродом и. уменьшени содержани кислорода в расплаве , реакци Мп + О (МпО) смещаетс влево, что влечет за собой переход марванца из шлака в металл. Содержание закиси марганца снижаетс при этом с 15-30 до 4-5%, а прирост концентрации марганца в металле составл ет до -0,2%, Кроме того, специфика окончательного раскислени и легировани вакуумируемого в ковше расплава кремнием и алюминием, заключающа с в одновременном раскислении этими компонентами металла и шлака, приводит к дополнительному восстановлению марганца иэ шлака и снижению содержани закиси марганца в шлаке до 2-3%, Включение в технологический цикл производства марганецсодержащей стали виепечной вакуумной .обработки позвол ет практически исключить угар марганца и получать сталь со стабильно узкими пределами его содержани в готовом металле (+0,05%). Приме р 1, Выплавку стали с зёщанным содержанием марганца 1,51 ,7% ведут в электродуговой печи емкостью 100 т. Все операции расплавлени и рафин/1ровани осуществл ют в соответствии со стандартной технологией , за исключением легировани стали марганцем. Дл этой цели перед заведением ишака восстановительного периода в печь ввод т 300 кг марган20 ORE - before the start of oxygen blowing, in connection with which the entire period of blowing, which occurs at 1550-1680 ° C, the slag maintains a high content of manganese oxide, which predetermines slag aggressiveness in relation to. to the lining of the furnace. The simultaneous addition of magnesite required to compensate for this negative effect requires additional heat to melt it. In addition, the known method is associated with the loss of manganese in the form of its oxides during slag loading and does not regulate the quantitative ratios of the slag composition. The aim of the invention is to eliminate these drawbacks, namely reducing manganese carbon loss and improving the lining service conditions. The goal is achieved by the fact that in the known method of producing manganese-containing steel, including the melting of the charge, blowing with gaseous oxygen, the introduction of slag-forming materials, removal of slag and doping with manganese, the introduction of manganese oxides occurs after the removal of slag oxidation period in the amount of 10-30% of the weight of the induced slag, and after obtaining the ratio of the manganese oxide in the slag to the product of the specified manganese in the metal by the content iron oxide in the slag equal to 1.5-2 is introduced manganese-containing alloy. In addition, after the introduction of manganese oxides, the melt together with the slag is poured into the ladle, and the manganese-containing alloy is introduced. During the smelting process, the process of manganese oxidation is slowed down and it passes into the slag due to the equilibrium shift of the reaction below in the opposite direction: 1 Mn + (FeO) i (MnO) + (Fe) V - Gnl rl -1 Mn (FeO) In equilibrium conditions in the temperature range of about 1600 ° C, the value of K is 2.3-2.7. However, taking into account the kinetic limitations, the actual ratio of the contents of manganese oxide in the slag to the product of the concentration of manganese in the metal and iron oxide in the slag, as a rule, is set to 1 / 5-2.7 when the content of manganese oxide in the slag is in the range of 10-30 % The method for producing manganese-containing steel is as follows: The mixture is loaded into a steelmaking unit, melted, purged with gaseous oxygen, and then slag is pumped into the bath. material containing oxides of manganese is introduced, for example, manganese ore, convection, ferroalloy production waste, etc., on the basis of the additive, manganese oxides in an amount of 10-30% of the weight of slag again. Upon slag growth, the content of manganese oxide is {at the expense of its initial content in the slag) 15-30%, and the ratio of the content of manganese oxide in the slag to the product of the reference manganese content in the metal to the content of iron oxide in the slag is maintained within 1, 5-2.7. The alloying of the steel with Arganese according to one of the following options is carried out. According to the first of these, after the slag of the required composition has been added, a manganese-containing alloy is introduced into the bath, and then the usual finishing of the melt is carried out. Alternatively, in the presence of slag of the required composition, smelting together with part of the slag is released into the ladle, where a manganese-containing alloy is preloaded or given in the course of production. The steel is then subjected to a refinement refining operation using one of the after-treatment methods, for example, purging with an inert gas through the porous form in the bottom or vacuuming it. The method is suitable for the production of steel without the use of secondary processing methods, as well as by their application. In the latter case, it is advisable to carry out the doping with manganese in the ladle, the steel coming out of the furnace together with the slag with the content of manganese in it in the above limits x taking into account the calculated manganese content in the metal and the final content of ferrous oxide. due to the realization of the reaction of vacuum deoxidation of a metal by carbon and. decreasing the oxygen content in the melt, the reaction Mn + O (MnO) is shifted to the left, which entails the transition of marvanets from slag to metal. The content of manganese oxide is reduced from 15-30 to 4-5%, and the increase in the concentration of manganese in the metal is up to -0.2%. In addition, the specificity of the final deoxidation and alloying of the melt evacuated in the ladle with silicon and aluminum, the simultaneous deoxidation of metal and slag by these components leads to an additional reduction of manganese and slag and a decrease in the content of manganese oxide in the slag up to 2-3%. The inclusion in the production cycle of manganese-containing steel It virtually eliminates waste of manganese and produces steel with steadily narrow limits of its content in the finished metal (+ 0.05%). Example 1: Steel production with a manganese content of 1.51; 7% is carried out in an electric arc furnace with a capacity of 100 tons. All melting and raffin (1) operations are carried out in accordance with standard technology, with the exception of steel alloying with manganese. For this purpose, 300 kg of manganese

Claims

Claims 1. The method of producing manganese-containing steel, which consists in melting the charge, adding manganese oxides to slag, purging the melt with oxygen, subsequent alloying with manganese, deoxidation and refining of the melt, characterized in that, in order to reduce manganese fumes and reduce the harmful effects on refractory lining of the furnace, after removal of the slag of the oxidation period, manganese oxides in the amount of 10-30% of the weight of the induced slag are added to the bath, and after obtaining the ratio of the content of manganese oxide 45 slag to the product of a given content of manganese in the metal on the content of iron oxide in the slag equal to

1.5-2.7 introduce a manganese-containing alloy.

ep

2. The method of Pop. 1, characterized in that after the introduction of manganese oxides, the melt together with slag is poured into a ladle, where a manganese-containing alloy is introduced.