SU954440A1 - Method for vacuum treatment of molten steel - Google Patents
Method for vacuum treatment of molten steel Download PDFInfo
- Publication number
- SU954440A1 SU954440A1 SU803219677A SU3219677A SU954440A1 SU 954440 A1 SU954440 A1 SU 954440A1 SU 803219677 A SU803219677 A SU 803219677A SU 3219677 A SU3219677 A SU 3219677A SU 954440 A1 SU954440 A1 SU 954440A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- steel
- melt
- metal
- carbon
- tons
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
Изобретение отиоситс к черной металлургии, а именно к способам управлени процессом вакуумной обработки жидкой стали. В Частности, способ относитс к технологическим приемам, реализуемым в черной металлургии при помощи вакуумной обработки жидкой ста.ли ковшевым способом.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to methods for controlling the process of vacuum treatment of liquid steel. In particular, the method relates to the technological methods implemented in the ferrous metallurgy using the vacuum treatment of liquid steel or by the ladle method.
Известен способ производства малоуглеродистой стали, по которому в период вакуумного обезуглероживани расплав продувают инертным газом через донные пористые элементы сталеразливочного ковша. При этом расплав начинают продувать инертным газом с момента начала создани вакуума в камере и фактически продолжают до оконча .ни вакуумировани , измен лишь расходные нормы инертного газа 1J .A known method for the production of mild steel, according to which during the period of vacuum decarburization, the melt is blown with an inert gas through the bottom porous elements of the casting ladle. At the same time, the melt begins to be flushed with an inert gas from the moment of the beginning of the creation of a vacuum in the chamber and in fact continues until the end of the evacuation, changing only the consumption norms of the inert gas 1J.
Недостатком данного приема известного способа вл етс тот факт, что в большинстве случаев (а дл пла,вок весом 20-30 т в 100% случаев) в начальный период вакуумировани даже при обычном темпе снижени остаточного давлени в камере кипение расплава в ковше носит настолько интенсивный характер, что во избежание перелива металла через край ковша прихо-дитс неоднократно перекрывать магистральную задвижку, через которую вакуумна камера сообщаетс с пароэжекторным насосом. В этих услови х продувка расплава инертным газом, осуществл ема в цел х дополнительного перемешивани металла со шлаком и интенсификации протекани реакции между кислородом и углеродом, вл етс бесполезной и св зана с необосно10 ванными материальными затратами.Кроме этого, данный прием св зан с опасностью прорыва вакуумируемого металла через пористый элемент ковща, так как в этом случае период продувки значи15 тельно увеличиваетс , а стойкость пористого элемента ограничена (особенно при продувке крупнотоннажных плавок).The disadvantage of this technique of the known method is the fact that in most cases (and for boards, weighing 20-30 tons in 100% of cases) in the initial period of evacuation, even at the usual rate of reduction of residual pressure in the chamber, the boiling point of the melt in the ladle is so intense the nature that, in order to avoid overflow of metal over the edge of the bucket, it is necessary to repeatedly block the main valve through which the vacuum chamber communicates with the steam-jet pump. Under these conditions, purging the melt with an inert gas, carried out for the purpose of further mixing the metal with the slag and intensifying the reaction between oxygen and carbon, is useless and associated with unreasonable material costs. Moreover, this technique is associated with the danger of a breakthrough. evacuated metal through the porous element of the scab, since in this case the period of purging is significantly increased, and the durability of the porous element is limited (especially when blowing large-capacity melts).
Наиболее близким к предлагаемому Closest to the proposed
20 вл етс способ вакуумировани жидкой стали, включающий непрерывное измерение , окислительного потенциала газовой фазы с помощью электрохимической чейки, определение завершенности процесса дегазации по достижению экстремального значени величины ЭДС 2 .20 is a method for evacuating a liquid steel, including continuous measurement of the oxidation potential of a gas phase using an electrochemical cell, determining the completion of the degassing process to achieve an extreme value of the EMF value 2.
К недостаткам известного способа относитс то, что использование спо30 соба дл - крупнотоннажных плавок, где дл повЕЛшени эффективности вакуумировани требуетс применение продувки расплава инертным газом через дон ные пористые элементы, св зано с .. понижением точности определени момента завершени процессов окончани реакции вакуумного обезуглероживани и дегазации жидкой стали. Уменьшение точности св зано с разбавлением ОТХОДЯЩИЕ газов инертным газом, в ре зультате чего максимальное значение величины ЭДС достигает в момент, ког да выделение- СО, еще не закончилось , Кроме того, способ не содержит пр емов, позвол ющих определить техноло гически оправданные моменты начала и окончани продувки металла инертным газом при вакуумировании. Применение продувки вакуумируемого в ковше металла инертным газом че рез донные пористые элементы вл етс об зательной технологической oner рацией, особенно дл плавок весом бо лее 20 т, так как практически только в этом случае удаетс компенсировать отрицательное вли ние ферростатического столба металла в ковше. В этих у лови х при вакуумировании нераскисленных .марок стали удаетс наиболее эффективно использовать раскислитель ную способность углерода в вакууме и в зависимости от исходного соотношени междуокислительным и восстановительным потенциалами систег/ы металл - шлак получать расплав, раскис ленный только углеродом до 0,00150 ,008% кислорода, либо расплав., содержание углерода в котором не превы шает 0,010%. Кроме этого, при таком вакуумиров.ании как спокойных, так и нераскисленных марок стали происходи стабильное удаление водорода из расп лава до значений 1,5-2,0 г в зависимости от его исходного содержа ни . Определение технологически опреде ленного момента начала и окончани продувки вакуумируемого в ковше расплава инертным,газом через донные по ристые элементы позвол ет оптимизиро вать весь процесс вакуумировани в целом, в частности сократить продолжительность периодов дегазации (дл спокойной стали) либо .глубокого обезуглероживани или раскислени углеродом (дл нераскисленной стали) которые в современной практике вакуумировани в большинстве случаев необоснованно завышены; сократить тепло вые потери металла при вакуумировании , уменьшить перегрев стали в сталеплавильных агрегатах, улучшив стойкость их футеровки; йвести в расплав добавки легирующего или раскислительното типа в наиболее оптимальный момент; экономить инертный газ,улучшив услови службы пористых продувочных элементов. Цель изобретени - оптимизаци процесса вакуумировани , снижение себестоимости производства стали. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу вакуумировани жидкой стали, включающему непрерывное измерение окислительного потенциала газовой фазы с помощью электрохимической чейки, определение завершенности процесса дегазации по достижению экстремального значени величи ,ны ЭДС, при достижении первого максимума на кривой изменени величины ЭДС жидкую сталь начинают продувать инертным газом,а заканчивают .продувку при линейном снижении величины ЭДС после достижени второго максимума на той же кривой. При вакуумировании нераскисленной низкоуглеродистой стали, проводимом в цел х глубокого обезуглероживани расплава и получени в нем менее 0,010% углерода, достижение первого максимума на кривой изменени : величины ЭДС, определ ющей окислительный потенциал отход щих газов,означает , что при данной удельной мощности откачной системы реакци обезуглероживани вакуумируемого расплава прекратилась. Обычно это бывает в результатеснижени скорости поступ- Ленин к месту реакции углерода или-; кислорода из окислительного шлака. При этом содержание углерода в расплаве составл ет 0,012-0,014%, хот окислительный потенциал металла (Со ft О, 05%) и шлака (до 17-20% FeO) остаютс , достаточно высокими. Такоеположение вл етс типичным дл вакуумировани в ковше больших масс металла , когда существенную роль играет ферростатическое давление столба металла над местом реакции. Аналогична картина наблюдаетс .при вакуумировании нераскисленных средне- и высокоуглеродистых сталей, которое проводитс в цел х раскислени стали углеродам. В этом случае дос.тижение первого максимума на .кривой изменени величины ЭДС .также означает, что реакци между углеродом и кислородом расплава прекратилась, хот содержание кислорода в расплаве остаетс высоким (0,010-0,015%). Прекращение реакции здесь также обусловлено уменьшением скор.ости подвода реагирующих компонентов к месту реакции в результате отрицательного вли ни ферростатического давлени . Дл вакуумировани спокойных марок стали, которое провод т в основном дл удалени из расплава водорода и его рафинировани от неметаллических включений (в меньшей степени),наличие первого максимума на кр.ивой изменени ЭДС обусловлено снижением скорости выделени The disadvantages of the known method are that the use of the method for large-capacity melting, where the use of melt purging with an inert gas through bottom porous elements is required to achieve the efficiency of evacuation, is associated with a decrease in the accuracy of determining the end of the process of terminating the vacuum decarburization and degassing reaction. liquid steel. The decrease in accuracy is associated with the dilution of waste gases with an inert gas, as a result of which the maximum value of the emf reaches at the time when the release of CO is not finished yet. Moreover, the method does not contain any criteria that allow determining technologically justified moments of onset and termination of metal purging with an inert gas when evacuating. The use of a vacuum of a metal evacuated in the ladle with an inert gas through the bottom porous elements is a necessary technological onerration, especially for heats weighing more than 20 tons, since it is only in this case that the negative effect of the ferrostatic column of metal in the ladle can be compensated. Under these conditions, when vacuuming untreated steel grades, it is possible to most effectively use the deoxidizing ability of carbon in vacuum and, depending on the initial ratio between the oxidation and reduction potential of the metal / slag system, to obtain a melt deoxidized only with carbon to 0.00150, 008 % oxygen, or melt, in which the carbon content does not exceed 0.010%. In addition, with such vacuuming of both calm and unoxidized steel grades, stable removal of hydrogen from the melt to values of 1.5-2.0 g occurs, depending on its initial content. Determination of the technologically determined start and end of purging of the melt evacuated in the ladle with inert gas through the bottom porous elements optimizes the whole evacuation process in general, in particular, shortens the duration of degassing periods (for quiet steel) or deep decarburization or carbon deoxidation ( for non-oxidized steel) which in modern practice of vacuuming are in most cases unreasonably overestimated; reduce the heat loss of the metal during the evacuation, reduce the overheating of the steel in the steel-smelting units, improving the durability of their lining; Add a doping or deoxidizing agent to the melt at the most optimal moment; save inert gas by improving the service conditions of porous blowing elements. The purpose of the invention is to optimize the process of vacuuming, reducing the cost of steel production. The goal is achieved by the fact that according to the method of vacuuming liquid steel, which includes continuous measurement of the oxidation potential of the gas phase using an electrochemical cell, determining the completion of the degassing process to achieve an extreme value of EMF, upon reaching the first maximum on the EMF value curve, liquid steel begins to blow with an inert gas, and the production is completed with a linear decrease in the EMF value after reaching the second maximum on the same curve. When evacuating non-oxidized low carbon steel, carried out for the purpose of deep decarburization of the melt and obtaining less than 0.010% carbon in it, the achievement of the first maximum on the change curve: the EMF value, which determines the oxidative potential of the exhaust gases, means that with a given specific power of the exhaust system the reaction decarburization of the vacuum melt ceased. Usually this happens as a result of a decrease in the rate of arrival — Lenin to the place of the reaction of carbon or-; oxygen from oxidizing slag. At the same time, the carbon content in the melt is 0,012-0,014%, although the oxidation potential of the metal (Co f O, 05%) and slag (up to 17-20% FeO) remain quite high. Such a position is typical for vacuuming large masses of metal in a ladle when the ferrostatic pressure of the metal column above the reaction site plays a significant role. A similar picture is observed when evacuating unoxidized medium and high carbon steels, which is carried out in order to deoxidize steel to carbon. In this case, the reduction of the first maximum on the curve of the change in the EMF value also means that the reaction between the carbon and the oxygen of the melt has stopped, although the oxygen content in the melt remains high (0.010-0.015%). The termination of the reaction here is also due to the decrease in the rate of supply of the reacting components to the reaction site as a result of the negative influence of the ferrostatic pressure. For evacuating still steels, which are mainly carried out to remove hydrogen from the melt and refining it from non-metallic inclusions (to a lesser extent), the presence of the first maximum in the red line of the EMF changes is due to a decrease in the release rate
водорода из расплава, которое происходит в конечном итоге также вследствие отрицательного вли ни ферростатического давлени столба металлаhydrogen from the melt, which ultimately occurs as a result of the negative effect of the ferrostatic pressure of the metal column
Дальнейшее развитие реакции между углеродом и кислородом расплава возможно при увеличении скорости подвода углерода к месту реакции и кислорода , например, из, шлака за счет разложени легковосстановимых окислов железа, что и достигаетс применением продувки расплава инертным газом через донные пористые элементы ковша . Продувка расплава инертным газом в вакууме способствует и увеличению скорости удалени из металла водорода , так как в этом случае увеличиваетс скорость циркул ции расплава в ковше и значительно увеличиваетс удельна поверхность вакуумируемого металла, наход ща с в пр мом контакте с газовой фазой с низким парциальным давлением водорода.Further development of the reaction between carbon and oxygen of the melt is possible by increasing the rate of carbon supply to the reaction site and oxygen, for example, from slag due to decomposition of readily reducing iron oxides, which is achieved by using a melt blown with an inert gas through bottom porous ladle elements. Purging the melt with an inert gas in vacuum also contributes to an increase in the rate of hydrogen removal from the metal, since in this case the rate of melt circulation in the ladle increases and the specific surface area of the metal being evacuated which is in direct contact with the gas phase with a low hydrogen partial pressure increases .
Таким образом, начало продувки расплава инертным газом в момент достижени первого максимума на кривой изменени ЭДС, определ ющей окислительный потенциал отход щих газов с помощью электрохимической чейки, вл етс наиболее оптимальным, так как, начина с этого момента, прекращаетс реакци между кислородом и углеродом расплава (дл нераскисленной стали) либо преимущественно выделени из расплава водорода (дл раскисленной стали). Более ранн пр дувка расплава инертным газом не имеет технологического смысла, поскольку при достаточной удельной мощности откачной системы интенсивность кипени металла во избежание его перелива через край ковша-приходитс ограничивать искусственно, путем отсоединени реакционного пространства от вакуумного насоса. Позднее начало продувки влечет за собой необоснованные потери времени, что св зано с потер ми температуры металла. Попытки св зать начало продувки расплава с интенсивностью его кипени в большинстве случаев, особенно дл вакуумировани средне- и высокоуглеродистых нераскисленных сталей, вл ютс несостго тельными, поскольку интенсивность кипени может оставатьс практически посто нной на прот жении до 10 мин за счет кислорода, поступающего в расплав из футеровки ковша, причем в течение последних 5-7 мин содержание кислорода в расплаве .остаетр посто нным и на минимальном уровне .Thus, the start of purging the melt with an inert gas at the time of reaching the first maximum in the EMF change curve, which determines the oxidative potential of the exhaust gases using an electrochemical cell, is optimal, since, starting from this moment, the reaction between oxygen and carbon of the melt stops. (for untreated steel) or predominantly hydrogen evolution from a melt (for deoxidized steel). An earlier injecting of a melt with an inert gas does not have a technological meaning, since with sufficient specific power of the pumping system, the boiling intensity of the metal, in order to avoid overflowing it over the edge of the ladle, must be artificially limited by disconnecting the reaction space from the vacuum pump. The late start of the purge entails unreasonable loss of time, which is associated with the loss of metal temperature. Attempts to associate the start of melt blowing with the intensity of its boiling in most cases, especially for evacuating medium to high carbon unoxidized steels, are inconsequential, since the boiling intensity can remain almost constant for up to 10 minutes due to oxygen entering the melt from the lining of the ladle, and during the last 5-7 minutes the oxygen content in the melt is kept constant and at a minimum level.
Продувка расплава инертным газом в момент достижени первого максимума на кривой изменени ЭДС, определ ющей окислительный потенциал отход щих газов, приводит к увеличению скорости поступлени кислорода и углерода к месту реакции, к увеличению скорости поступлени кислорода в металл за счет разложени легковосстановимых окислов железа шлака и к возобновлению реакции вакуумного обеуглероживани расплава. Кроме того , увеличиваетс скорость выделени из расплава водорода, особенно когда он подвергнут вакуумной обработке в раскисленном состо нии. Вторичное Purging the melt with an inert gas at the time of reaching the first maximum in the EMF change curve, which determines the oxidative potential of flue gases, leads to an increase in the rate of oxygen and carbon entering the reaction site, an increase in the rate of oxygen supply to the metal due to decomposition of readily soluble iron oxides of slag and the resumption of the reaction of vacuum carburization of the melt. In addition, the rate of hydrogen evolution from the melt increases, especially when it is subjected to vacuum treatment in a deoxidized state. Secondary
0 увеличение скорости реакции между углеродом и кислородом металла, а также выделение водорода влечет за собой рост содержани как продуктов реакции - окиси углерода, двуокиси углерода (в меньшей степени), так и водо5 рода в отход щих газах, что отражаетс на величине окислительного потенциала этих газов. Максимальное содержание , рассмотренных компонентов в отход щих газах (со, Н)соответствует 0 an increase in the rate of reaction between carbon and metal oxygen, as well as the evolution of hydrogen, entails an increase in the content of both the reaction products carbon monoxide, carbon dioxide (to a lesser extent), and hydrogen in the exhaust gases, which is reflected in the oxidative potential of these gases. gases. The maximum content of the considered components in the exhaust gases (co, H) corresponds to
0 максимальному различию давлений кислорода в стандартном электроде электрохимической чейки и в контролируемой газовой фазе, Уменьшение величины ЭДС после достижени второго макси5 мума на кривой ее изменени означает понижение скорости выделени рассмотренных газов из мeтaлJIa. Линейное снижение значени величины ЭДС после достижени второго максимума означает 0 to the maximum difference in the oxygen pressure in the standard electrode of the electrochemical cell and in the controlled gas phase. Reducing the EMF value after reaching the second maximum on the curve of its change means lowering the emission rate of the gases in question from the metal JIa. A linear decrease in the value of the EMF value after reaching the second maximum means
0 практическое прекращение выделени СО,Н2.из расплава и вызвано разбавлением концентрации этих компонентов в отход щих газах инертным газом., продувка которым производитс с посто н5 ным расходом. Таким образом, продувка расплава в вакууме, сыграв свою положительную роль, с этого момента вл етс бесполезной и может быть возобновлена только дл других целей, This is a practical cessation of the emission of CO, H2. from the melt, and is caused by diluting the concentration of these components in the exhaust gases with an inert gas, which is being blown at a constant rate. Thus, melt blowdown in a vacuum, having played its positive role, from this point on is useless and can only be resumed for other purposes,
0 Ыапример дл перемешивани введенных в расплав ферросплавов. . 0 For example for mixing the melted ferroalloys. .
На фиг. 1 показано изменение величины ЭДС, определ ющей 9кислительньлй потенциал отход щей газовой фазы, FIG. Figure 1 shows the change in the EMF value, which determines the 9 acidic potential of the outgoing gas phase,
5 по ходу еакуумировани и продувки инертным газом нераскисленной низкоуглеродистой стали; н - начало кипени расплава в вакууме, f .- врем вакуумировани , мин. Стрелками обозначены моменты начала продувки 5 during evacuation and inert gas purging of unoxidized low carbon steel; n is the beginning of the melt boiling in vacuum, f. is the evacuation time, min. The arrows indicate the start of the purge.
0 расплава аргоном через донные элементы и введение в расплав легирующих и раскислителей. Q - 1,75-10 нм/мин-т удельный расход аргона дл дополнительного обезуглероживани расплава; 0 melt with argon through bottom elements and the introduction of alloying and deoxidizing agents into the melt. Q is 1.75-10 nm / min-t specific argon flow rate for additional decarburization of the melt;
5 Q - О, 5 нм VMHH-т - удельный расход аргона дл перемешивани в расплаве добавок раскислительного или легирующего типа; на фиг. 2 - изменение содержани углерода в расплаве 5 Q - O, 5 nm VMHH-t is the specific flow rate of argon for mixing in a melt of a deoxidizing or doping type; in fig. 2 - change of carbon content in the melt
0 в процессе его вакуумировани и продувки инертным газом.0 in the process of its evacuation and purging with an inert gas.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803219677A SU954440A1 (en) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Method for vacuum treatment of molten steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU803219677A SU954440A1 (en) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Method for vacuum treatment of molten steel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU954440A1 true SU954440A1 (en) | 1982-08-30 |
Family
ID=20932545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU803219677A SU954440A1 (en) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Method for vacuum treatment of molten steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU954440A1 (en) |
-
1980
- 1980-12-17 SU SU803219677A patent/SU954440A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6547849B2 (en) | Ladle refining of steel | |
US3459537A (en) | Continuously cast steel slabs and method of making same | |
JP2575827B2 (en) | Manufacturing method of ultra low carbon steel for continuous casting with excellent cleanliness | |
SU954440A1 (en) | Method for vacuum treatment of molten steel | |
JP4687103B2 (en) | Melting method of low carbon aluminum killed steel | |
JP3616423B2 (en) | Vacuum refining method for ultra-low carbon stainless steel | |
JP2000119732A (en) | Melting method for high cleanliness extra-low carbon steel | |
US4014683A (en) | Method of making Drawing Quality steel | |
US3860418A (en) | Method of refining iron melts containing chromium | |
JP3674422B2 (en) | Melting method of high cleanliness low carbon steel | |
SU926028A1 (en) | Method for refining low-carbon steel | |
JP3577357B2 (en) | Method for producing ultra-low carbon steel with excellent surface properties | |
KR100402005B1 (en) | A METHOD FOR REFINING ULTRA LOW CARBON Al-KILLED STEEL OF HIGH CLEANINESS | |
SU806770A1 (en) | Method of producting super low-cabon steel under vacuum | |
SU697573A1 (en) | Method of refining low -carbonaceous steel | |
EP0023759B1 (en) | Method of recycling steel scrap | |
SU1006495A1 (en) | Method for smelting steel in acid open-hearth furnace | |
SU1011700A1 (en) | Process for producing steel 110g13l | |
SU1038368A1 (en) | Method for making low-carbon steel | |
JP2003155517A (en) | Method for producing low carbon and high manganese steel | |
SU399534A1 (en) | METHOD OF MELTING STEEL IN A DOUBLE STEEL MELTING STEEL | |
CN116987840A (en) | Method for smelting high-nitrogen steel by short-period converter | |
RU2214458C1 (en) | Method of production of steel in steel-making unit | |
SU1092189A1 (en) | Method for making stainless steel | |
SU763475A1 (en) | Method of producing manganese-containing steel |