RU2637194C1 - Method of ladle treatment of alloyed steels - Google Patents
Method of ladle treatment of alloyed steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637194C1 RU2637194C1 RU2016145682A RU2016145682A RU2637194C1 RU 2637194 C1 RU2637194 C1 RU 2637194C1 RU 2016145682 A RU2016145682 A RU 2016145682A RU 2016145682 A RU2016145682 A RU 2016145682A RU 2637194 C1 RU2637194 C1 RU 2637194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ladle
- steel
- metal
- calcium
- content
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии стали и может быть использовано при производстве легированных марок сталей с содержанием углерода от 0,2 до 0,7 мас. %, в том числе с повышенной концентрацией серы (0,01-0,04 мас. %).The invention relates to the field of metallurgy of steel and can be used in the production of alloy steel grades with a carbon content of from 0.2 to 0.7 wt. %, including with a high concentration of sulfur (0.01-0.04 wt.%).
Известен способ раскисления и легирования металла, при котором раскисление осуществляют алюминием в два приема - на выпуске полупродукта и после наполнения металлом сталь-ковша, а отдачу легирующих материалов, в том числе кремнийсодержащих, только после обработки металла инертным газом и снижением его окисленности до 5-10 ppm. Технический результат - повышение чистоты проката по неметаллическим включениям в соответствии с ГОСТ 1778-70.A known method of deoxidation and alloying of metal, in which the deoxidation is carried out in aluminum in two stages - at the release of the intermediate and after filling the steel with a ladle, and the return of alloying materials, including silicon-containing, only after the metal is treated with an inert gas and its oxidation is reduced to 5- 10 ppm. The technical result is an increase in the purity of rolled metal by non-metallic inclusions in accordance with GOST 1778-70.
(Патент RU 2205880, МПК С21С 7/06, С21С 5/52, опубликован 10.06.2003)(Patent RU 2205880, IPC С21С 7/06, С21С 5/52, published June 10, 2003)
Недостатком этого способа являются дополнительные временные затраты на ковшовую обработку из-за проведения операций по легированию металла, а также его повышенная загрязненность комплексными неметаллическими включениями сложного состава, в том числе с высокой долей SiO2. Данные включения формируются в связи с протеканием интенсивного вторичного окисления, вызванного сильным перемешиванием металла, необходимого для усвоения больших масс присадок. Более того, не описаны технологические параметры модифицирования неметаллических включений.The disadvantage of this method is the additional time required for ladle processing due to metal alloying operations, as well as its increased contamination with complex non-metallic inclusions of complex composition, including with a high proportion of SiO 2 . These inclusions are formed in connection with the occurrence of intense secondary oxidation caused by strong mixing of the metal, necessary for the assimilation of large masses of additives. Moreover, the technological parameters of the modification of non-metallic inclusions are not described.
Известен способ раскисления и легирования металла, при котором осуществляют поэтапное раскисление на выпуске полупродукта из конвертера в сталь-ковше путем отдачи кремний-, марганецсодержащих материалов по наполнению 0,3-0,9 высоты сталь-ковша, кремнийсодержащих материалов по наполнению 0,7-0,95 высоты сталь-ковша, а окончательное раскисление с помощью ввода алюминиевой катанки при ковшовой обработке на агрегате печь-ковш. Технический результат - достижение заданных содержаний кремния в готовом металле с одновременным повышением степени усвоения марганца и алюминия.There is a method of deoxidation and alloying of metal, in which stage-by-stage deoxidation is carried out on the release of the intermediate from the converter in the steel-ladle by returning silicon-, manganese-containing materials by filling 0.3-0.9 height of the steel-ladle, silicon-containing materials by filling 0.7- 0.95 steel bucket heights, and the final deoxidation by introducing an aluminum wire rod during ladle processing on a ladle furnace unit. The technical result is the achievement of the specified silicon content in the finished metal while increasing the degree of assimilation of manganese and aluminum.
(Патент RU 2465341, МПК С21С 7/00, опубликован 27.10.2012).(Patent RU 2465341, IPC С21С 7/00, published October 27, 2012).
Недостатком данного способа является повышенная загрязненность неметаллическими включениями алюмосиликатного и шпинельного типов, в большинстве случаев обладающих относительно большими размерами и негативно влияющими на механические и служебные свойства готового проката, а также не раскрыты технологические параметры модифицирования включений.The disadvantage of this method is the increased contamination with non-metallic inclusions of aluminosilicate and spinel types, in most cases having relatively large sizes and adversely affecting the mechanical and service properties of finished products, and the technological parameters of modifying inclusions are not disclosed.
Известен способ раскисления и легирования стали по ходу выпуска полупродукта в сталеразливочный ковш. Данный способ предполагает: ввод 1,2-1,3 кг/т силикомарганца, 0,4-0,5 кг/т брикетированного алюминия и 0,5-0,6 кг/т ферромарганца по наполнению сталь-ковша на 1/5-1/4 часть; отдачу 0,5-1,0 кг/т силикомарганца и 0,8-0,9 кг/т ферромарганца при наполнении сталь-ковша на 1/3-1/2; присадку ТШС при наполнении сталь-ковша на 1/2-2/3; по приходу металла на агрегат доводки стали отдачу 0,4-0,5 кг/т силикомарганца и 1,3-1,4 кг/т алюминиевой катанки. Технический результат направлен на снижение расхода алюминия и снижение отсортировки металла по дефекту «плена».A known method of deoxidation and alloying of steel in the course of production of the intermediate in the steel pouring ladle. This method involves: the introduction of 1.2-1.3 kg / t of silicomanganese, 0.4-0.5 kg / t of briquetted aluminum and 0.5-0.6 kg / t of ferromanganese to fill the steel ladle by 1/5 -1/4 part; the return of 0.5-1.0 kg / t of silicomanganese and 0.8-0.9 kg / t of ferromanganese when filling steel ladle on 1 / 3-1 / 2; TShS additive when filling steel ladle on 1 / 2-2 / 3; upon the arrival of metal to the steel lapping unit, the return is 0.4-0.5 kg / t of silicomanganese and 1.3-1.4 kg / t of aluminum wire rod. The technical result is aimed at reducing the consumption of aluminum and reducing the sorting of metal on the defect of "captivity".
(Патент RU №2377315, МПК С21С 7/00, опубликован 27.12.2009)(Patent RU No. 2377315, IPC С21С 7/00, published December 27, 2009)
Недостатком данного способа является высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления, а также не раскрыты технологические параметры по модифицированию включений.The disadvantage of this method is the high degree of contamination of the metal with non-metallic inclusions formed during deoxidation, and technological parameters for the modification of inclusions are not disclosed.
Известен способ производства конструкционной легированной (Cr, В, Ti, S) стали, при котором проводят раскисление шлака и присадку извести в количестве 103⋅(% S - 0,012)⋅90-110 CaO, где: % S - содержание серы в стали, %; 0,012 - граничное содержание серы в стали, %; 90-110 СаО - на каждую сотую часть серы, превышающую 0,012%, в кг, затем осуществляют удаление шлака на установке печь-ковш и присаживают песок в количестве 5,0-8,0 кг/т, после чего осуществляют корректировку химического состава стали присадкой марганец-, кремний-, хром- и молибденсодержащих ферросплавов и углеродсодержащего материала, присаживают феррокальций, ферротитан и ферробор, производят нагрев стали на 10-15°C выше заданной температуры и вводят в сталь алюминиевую катанку из расчета содержания алюминия в готовой стали ближе к нижнему пределу марочного интервала, феррокальций в количестве 2,0-8,5 кг/т стали в виде порошковой проволоки и серу в количестве 0,1-0,5 кг/т стали в виде порошковой проволоки с наполнителем сера или серный колчедан, далее осуществляют усреднительную продувку стали аргоном. Технический результат изобретения - обеспечение в готовом металле содержания алюминия, кальция, серы, титана и бора, что позволяет достичь требуемый уровень прокаливаемости и служебных свойств, улучшить разливаемость металла на сортовых МНЛЗ, повысить выход годного по механическим свойствам и снизить удельный расход металлошихты.A known method for the production of structural alloyed (Cr, B, Ti, S) steel, in which the slag is deoxidized and lime is added in an amount of 10 3 ⋅ (% S - 0.012) ⋅90-110 CaO, where:% S is the sulfur content in steel ,%; 0,012 - boundary sulfur content in steel,%; 90-110 CaO - for every hundredth part of sulfur, exceeding 0.012%, in kg, then slag is removed at the ladle furnace and sand is added in the amount of 5.0-8.0 kg / t, after which the chemical composition of the steel is adjusted Manganese, silicon, chromium and molybdenum-containing ferroalloys and carbon-containing material are added, ferrocalcium, ferrotitanium and ferroboron are added, the steel is heated 10-15 ° C above the set temperature and an aluminum wire rod is introduced into the steel based on the aluminum content in the finished steel closer to lower limit arched interval, ferrocalcium in the amount of 2.0-8.5 kg / t of steel in the form of a flux-cored wire and sulfur in the amount of 0.1-0.5 kg / t of steel in the form of a flux-cored wire with filler sulfur or pyrite, then perform an averaging purge steel argon. The technical result of the invention is the provision in the finished metal of the content of aluminum, calcium, sulfur, titanium and boron, which allows to achieve the required level of hardenability and service properties, improve the spillability of the metal on high-grade continuous casting machines, increase the yield by mechanical properties and reduce the specific consumption of metal charge.
(Патент RU №2492248, МПК С21С 7/00, опубликован 10. 09. 2013)(Patent RU No. 2492248, IPC С21С 7/00, published on 10.09.2013)
Недостатком данного способа является высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями, образующимися во время раскисления и при вводе чрезмерного количества кальция, повышенные расходы шлакообразующих материалов.The disadvantage of this method is the high degree of contamination of the metal with non-metallic inclusions formed during deoxidation and with the introduction of excessive amounts of calcium, increased consumption of slag-forming materials.
Известен способ ковшовой обработки высокоуглеродистой марки стали, где алюминий вводят непосредственно перед отдачей кальцийсодержащих материалов, причем количество отдачи кальция зависит от содержания алюминия и серы в металле. Нижний предел содержания кальция в расплаве определяют по выражению [Са] = 0,01[Al] + 0,0016%. Верхний предел концентрации кальция в расплаве при содержании серы в расплаве до 0,014% определяют по выражению [Са] = 0,036[Al] + 0,0026%. При содержании серы в металле более 0,014%, верхний предел определяют по выражению [Са] 0,0037%-0,042[S], где [Са] - содержание кальция, растворенного в металле, %; [Al] - содержание алюминия, растворенного в металле, %: [S] - содержание серы, растворенной в металле, %. Технический результат изобретения заключается в усовершенствовании технологии модифицирования неметаллических включений, а именно глобуляризации сульфидных включений и перевода твердого глинозема в жидкое состояние для повышения стабильности непрерывной разливки и механических свойств готового металла.A known method of ladle processing of high-carbon steel grades, where aluminum is introduced immediately before the release of calcium-containing materials, and the amount of return of calcium depends on the content of aluminum and sulfur in the metal. The lower limit of the calcium content in the melt is determined by the expression [Ca] = 0.01 [Al] + 0.0016%. The upper limit of the concentration of calcium in the melt when the sulfur content in the melt is up to 0.014% is determined by the expression [Ca] = 0.036 [Al] + 0.0026%. When the sulfur content in the metal is more than 0.014%, the upper limit is determined by the expression [Ca] 0.0037% -0.042 [S], where [Ca] is the content of calcium dissolved in the metal,%; [Al] is the content of aluminum dissolved in the metal,%: [S] is the content of sulfur dissolved in the metal,%. The technical result of the invention is to improve the technology for the modification of non-metallic inclusions, namely the globularization of sulfide inclusions and the conversion of solid alumina to a liquid state to increase the stability of continuous casting and the mechanical properties of the finished metal.
(Патент RU 2102498, МПК С21С 7/00, опубликован 20.01.1998).(Patent RU 2102498, IPC С21С 7/00, published January 20, 1998).
Недостатком данного изобретения является неоптимальные соотношения между количеством вводимого кальция с количеством содержания алюминия и серы в металле, а также не учитывается влияние схемы раскисления полупродукта на характеристики НВ к концу ковшовой обработки. Например, первая отдача алюминия в конце ковшовой обработки приводит к существенному загрязнению металла включениями неблагоприятного типа, а именно с высокой долей MgO.The disadvantage of this invention is the non-optimal ratio between the amount of introduced calcium and the amount of aluminum and sulfur in the metal, and also does not take into account the influence of the deoxidation scheme of the intermediate on the characteristics of HB by the end of the ladle treatment. For example, the first aluminum yield at the end of the ladle treatment leads to a significant contamination of the metal with inclusions of an unfavorable type, namely with a high proportion of MgO.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ раскисления низкоуглеродистой стали, в котором во время выпуска металла из конвертора в сталеразливочный ковш осуществляют введение твердой шлакообразующей смеси (ТШС), алюминия и ферромарганца, при этом в качестве раскислителей используют чушковый вторичный алюминий и углеродистый ферромарганец. При наполнении ковша на 1/5-1/4 часть вводят 0,8-1,0 кг/т чушкового вторичного алюминия; при наполнении ковша на 1/3-1/2 часть вводят 1,5-3,5 кг/т углеродистого ферромарганца; при наполнении ковша на 1/2-2/3 части вводят 1,5-2,0 кг/т чушкового вторичного алюминия и ТШС, при этом во время выпуска металла из конвертера осуществляют продувку металла аргоном через донные пробки сталеразливочного ковша с интенсивностью 0,2-0,5 л/(т⋅мин) продолжительностью 5-8 мин.The closest analogue of the claimed invention is a method of deoxidation of low-carbon steel, in which during the release of metal from the converter into the steel pouring ladle, solid slag-forming mixture (TSS), aluminum and ferromanganese are introduced, and pigment secondary aluminum and carbon ferromanganese are used as deoxidizing agents. When filling the bucket into 1 / 5-1 / 4 part, 0.8-1.0 kg / t of pig-iron secondary aluminum is introduced; when filling the bucket for 1 / 3-1 / 2 part, 1.5-3.5 kg / t of carbon ferromanganese are introduced; when filling the ladle into 1 / 2-2 / 3 parts, 1.5-2.0 kg / t of pig-iron secondary aluminum and HSS are introduced, while during the release of the metal from the converter, the metal is purged with argon through the bottom plugs of the steel pouring ladle with an intensity of 0, 2-0.5 l / (t⋅min) lasting 5-8 minutes.
Техническим результатом изобретения является увеличение усвоения алюминия и ферросплавов во время раскисления, максимально возможное удаление неметаллических включений, стабилизация процесса разливки металла вследствие предотвращения налипания неметаллических включений на стопора, улучшение качества разливаемой стали.The technical result of the invention is to increase the absorption of aluminum and ferroalloys during deoxidation, the maximum possible removal of non-metallic inclusions, the stabilization of the metal casting process due to the prevention of non-metallic inclusions from sticking to the stoppers, and the improvement of the quality of cast steel.
(Патент RU 2514125, МПК С21С /06, опубликован 27.04.2014 - прототип)(Patent RU 2514125, IPC С21С / 06, published on 04/27/2014 - prototype)
Недостатками данного изобретения является отсутствие влияния таких параметров, как окисленность и температура полупродукта, на характер формирования неметаллических включений, высокий расход алюминия, а также необходимость применения продувки сталь-ковша аргоном во время выпуска, что повышает степень опасности технологии. Также не раскрыты технологические параметры по модифицированию включений, особенно при производстве марок с повышенным содержанием серы (0,01-0,04 мас. %).The disadvantages of this invention is the lack of influence of parameters such as oxidation and temperature of the intermediate product on the nature of the formation of non-metallic inclusions, high aluminum consumption, and the need to use steel-ladle purge with argon during production, which increases the degree of technology hazard. Also, technological parameters for modifying inclusions are not disclosed, especially in the production of grades with a high sulfur content (0.01-0.04 wt.%).
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении чистоты стали по неметаллическим включениям к началу ковшовой обработке на агрегате печь-ковш и использовании эффективного модифицирования включений для повышения стабильности непрерывной разливки стали.The technical result of the claimed invention consists in increasing the purity of steel by non-metallic inclusions to the beginning of ladle processing on the ladle furnace unit and using effective modification of inclusions to increase the stability of continuous steel casting.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе ковшовой обработки легированных сталей, включающем ступенчатый ввод раскислителей и легирующих компонентов на выпуске полупродукта в сталь-ковш, согласно изобретению температура и содержание активного кислорода в полупродукте на выпуске составляют 1600-1700°C и 0,030-0,075% соответственно, в качестве первичного раскислителя используют углеродсодержащий материал, при наполнении сталь-ковша на 1/6-1/5 высоты производят отдачу алюминия в количестве до 3 кг/тонну, при наполнении сталь-ковша на 1/2-2/3 высоты отдают лигатуры, ферросплавы на середину марочного содержания компонентов из расчета их полного усвоения, отдачу кальцийсодержащих материалов при обработке стали в ковше производят из расчета получения концентрации кальция в пределах:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of ladle processing of alloy steels, including the stepwise input of deoxidizing agents and alloying components at the outlet of the intermediate to the steel ladle, according to the invention, the temperature and the content of active oxygen in the intermediate at the outlet are 1600-1700 ° C and 0.030-0.075 % respectively, carbon-containing material is used as the primary deoxidizing agent, when filling the steel-ladle at 1 / 6-1 / 5 of the height, aluminum is returned to the amount of up to 3 kg / ton, when filling steel-to wa is 1 / 2-2 / 3 of the height given ligatures, ferroalloys into the middle of branded content of components calculating their complete assimilation of calcium-containing materials out when processing steel in the ladle is made from the calculation obtaining the calcium concentration in the range:
нижний предел [Са] = 0,0005% + [Al]⋅0,007,lower limit [Ca] = 0.0005% + [Al] ⋅0.007,
верхний предел [Са] = 0,0028% - [S]⋅0,0319 - [Al]⋅0,012,upper limit [Ca] = 0.0028% - [S] ⋅0.0319 - [Al] ⋅0.012,
где [Са] - содержание кальция в металле, %; [Al] - содержание алюминия в металле, %, в интервале от 0,005 до 0,1 мас. %: [S] - содержание серы в металле, %, в интервале от 0,001 до 0,04 мас. %. При содержании серы в интервале от 0,03 до 0,04 мас. % отдачу кальция производят в два приема, где количество второй присадки кальция составляет 2/3 от массы кальция, отданного в первый прием.where [Ca] is the calcium content in the metal,%; [Al] - aluminum content in the metal,%, in the range from 0.005 to 0.1 wt. %: [S] - sulfur content in the metal,%, in the range from 0.001 to 0.04 wt. % When the sulfur content is in the range from 0.03 to 0.04 wt. % calcium return is produced in two doses, where the amount of the second calcium additive is 2/3 of the mass of calcium given in the first dose.
Сущность изобретения заключается в том, что, в отличие от способа-прототипа, устанавливается ограничение по температуре (1600-1700°C) и содержанию активного кислорода (0,030-0,075%) в полупродукте на выпуске, а также первичное раскисление производят предварительно присаженным на дно ковша углеродом, с целью формирования газообразных продуктов раскисления, способствующих дополнительному перемешиванию металла, захвату неметаллических включений и их удалению из металла.The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to the prototype method, a limitation is set for temperature (1600-1700 ° C) and the content of active oxygen (0.030-0.075%) in the intermediate at the outlet, as well as primary deoxidation is carried out pre-planted to the bottom ladle carbon, in order to form gaseous products of deoxidation, contributing to the additional mixing of the metal, the capture of non-metallic inclusions and their removal from the metal.
Заявляемые последовательности ввода раскислителей и легирующих материалов, их временные интервалы, ограничения по количеству присаживаемых материалов и эмпирические выражения для их расчета подобраны на основании экспериментальных данных и термодинамических расчетов. Это позволяет достичь определенного типа неметаллических включений к началу обработки расплава на агрегате печь-ковш, снизить их количество, ограничить формирование новых, в том числе шпинельного и силикатного типа, по ходу ковшовой обработки. Управление характеристиками неметаллических включений позволяет провести их эффективное модифицирование и способствует повышению качественных и служебных характеристик металла за счет обеспечения стабильности непрерывной разливки стали и повышения чистоты готового продукта по неметаллическим включениям неблагоприятного типа.The claimed input sequences of deoxidizing agents and alloying materials, their time intervals, restrictions on the number of materials to be seated and empirical expressions for their calculation are selected on the basis of experimental data and thermodynamic calculations. This allows you to achieve a certain type of non-metallic inclusions at the beginning of the processing of the melt on the ladle-furnace unit, to reduce their number, to limit the formation of new ones, including spinel and silicate, in the course of ladle processing. Management of the characteristics of non-metallic inclusions allows for their effective modification and helps to improve the quality and service characteristics of the metal by ensuring the stability of continuous casting of steel and increasing the purity of the finished product for non-metallic inclusions of an unfavorable type.
Ввод углеродсодержащих материалов (первичных раскислителей) на дно ковша приводит к снижению окисленности первых порций металла и образованию газообразных продуктов раскисления, способствующих дополнительному перемешиванию металла, захвату корундовых включений, образующихся после ввода алюминия, и их удалению. Отдача алюминия в кипящую сталь в количестве до 3 кг/т при наполнении сталь-ковша на 1/6-1/5 его высоты приводит к его быстрому распределению по объему металла, последующему снижению окисленности, предварительно раскисленного углеродом, полупродукта и формированию корундовых включений малых размеров (0,1-3 мкм), легко захватываемых и удаляемых газовыми пузырями. Последующие порции полупродукта, поступающие в сталь-ковш с окисленностью α[O]=0,03-0,075%, контактируют с жидким металлом с высокой концентрацией алюминия от 0,7 до 0,1 мас. %, что приводит к образованию крупных (более 100 мкм) легкоудаляемых корундовых включений за счет их плохой смачиваемости жидкой сталью. Ввод силикомарганца совместно со второй присадкой углеродсодержащего материала при наполнении сталь-ковша на 1/2-2/3 его высоты осуществляют для предварительного легирования кремнием, марганцем и углеродом. Причем в случае растворения данных компонентов в локальных участках металла с повышенной окисленностью формируются крупные жидкотекучие силикаты марганца, обладающие большей способностью к всплыванию и растворению в шлаке, чем их чистых оксидов. В свою очередь отдача углеродсодержащего материала, в силу его затруднительного растворения, способствует формированию локальных участков с повышенной концентрацией углерода, что приводит к образованию дополнительных газообразных продуктов раскисления повышающих вероятность удаления неметаллических включений. Отдача легирующих компонентов типа Cr, Mo, Ni, Nb, V и Mn после предварительного раскисления углеродом, алюминием и отдачи силикомарганца обеспечивает их высокую степень усвоения (более 97%). Кроме того, их отдача на середину заданного интервала почти полностью исключает необходимость легирования стали при последующей обработке металла на агрегате печь-ковш, что позволяет сократить производственный цикл и существенно ограничить протекания процессов вторичного окисления металла. Отдачу кальцийсодержащих материалов при обработке стали в ковше, с целью модифицирования неметаллических включений неблагоприятной морфологии, производят из расчета получения концентрации кальция в пределах:The introduction of carbon-containing materials (primary deoxidizing agents) to the bottom of the bucket leads to a decrease in the oxidation of the first portions of the metal and the formation of gaseous deoxidation products that contribute to additional mixing of the metal, capture of corundum inclusions formed after the introduction of aluminum, and their removal. The release of aluminum into boiling steel in an amount of up to 3 kg / t when filling a steel ladle at 1 / 6-1 / 5 of its height leads to its rapid distribution over the volume of metal, a subsequent decrease in oxidation, pre-deoxidized by carbon, the intermediate product and the formation of small corundum inclusions sizes (0.1-3 microns), easily captured and removed by gas bubbles. Subsequent portions of the intermediate product entering the steel ladle with oxidation α [O] = 0.03-0.075% are contacted with liquid metal with a high aluminum concentration from 0.7 to 0.1 wt. %, which leads to the formation of large (more than 100 microns) easily removable corundum inclusions due to their poor wettability with liquid steel. The input of silicomanganese together with the second additive of carbon-containing material when filling the steel ladle at 1 / 2-2 / 3 of its height is carried out for preliminary alloying with silicon, manganese and carbon. Moreover, in the case of the dissolution of these components in local areas of the metal with increased oxidation, large flowing silicates of manganese are formed, which are more able to float and dissolve in slag than their pure oxides. In turn, the return of carbon-containing material, due to its difficult dissolution, contributes to the formation of local areas with a high concentration of carbon, which leads to the formation of additional gaseous deoxidation products that increase the probability of removal of non-metallic inclusions. The return of alloying components such as Cr, Mo, Ni, Nb, V and Mn after preliminary deoxidation with carbon, aluminum and the return of silicomanganese ensures their high degree of assimilation (more than 97%). In addition, their return to the middle of the specified interval almost completely eliminates the need for steel alloying during subsequent metal processing on the ladle furnace unit, which allows to shorten the production cycle and significantly limit the processes of secondary metal oxidation. The return of calcium-containing materials when processing steel in a ladle, in order to modify non-metallic inclusions of unfavorable morphology, is carried out based on the calculation of calcium concentration in the range:
нижний предел [Са] = 0,0005% + [Al]⋅0,007,lower limit [Ca] = 0.0005% + [Al] ⋅0.007,
верхний предел [Са] = 0,0028% - [S]⋅0,0319 - [Al]⋅0,012,upper limit [Ca] = 0.0028% - [S] ⋅0.0319 - [Al] ⋅0.012,
где [Са] - содержание кальция в металле, %; [А1] - содержание алюминия, растворенного в металле, %, в интервале от 0,005 до 0,1 мас. %: [S] - содержание серы, растворенной в металле, %, в интервале от 0,001 до 0,04 мас. %. При содержании серы в интервале от 0,03 до 0,04 мас. % отдача кальция производится в два приема. Требуемая концентрация кальция в первый прием рассчитывается по указанным выше эмпирическим выражениям, а количество второй присадки кальция составляет 2/3 от массы кальция, отданного в первой присадке.where [Ca] is the calcium content in the metal,%; [A1] is the content of aluminum dissolved in the metal,%, in the range from 0.005 to 0.1 wt. %: [S] is the sulfur content dissolved in the metal,%, in the range from 0.001 to 0.04 wt. % When the sulfur content is in the range from 0.03 to 0.04 wt. % calcium is produced in two divided doses. The required concentration of calcium in the first dose is calculated according to the above empirical expressions, and the amount of the second calcium additive is 2/3 of the mass of calcium given in the first additive.
Приведенные эмпирические выражения основаны на экспериментальных и расчетных данных, направлены на получение жидких алюминатов кальция с низкой долей сульфидной составляющей.The empirical expressions given are based on experimental and calculated data, aimed at obtaining liquid calcium aluminates with a low proportion of sulfide component.
Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention
Предложенный способ производства легированной стали был реализован при промышленном производстве стали марки 40Х по ГОСТ 10702-78 в двухванном сталеплавильном агрегате вместимостью 180 тонн.The proposed method for the production of alloy steel was implemented in the industrial production of steel grade 40X according to GOST 10702-78 in a twin-shaft steelmaking unit with a capacity of 180 tons.
Выпуск полупродукта с температурой 1600-1700°C и окисленностью α[O]=0,03-0,075% осуществляли в сталь-ковш, в котором предварительно на дно присаживали углеродсодержащий материал (УСМ-99) в количестве 250-300 кг. При наполнении сталь-ковша на 1/6-1/5 производили отдачу чушкового алюминия марки АВ87 в количестве 170-210 кг; по наполнению сталь-ковша на 1/2-2/3 производили отдачу силикомарганца (СМн-17) в количестве 1600-1800 кг и УСМ-99 в количестве 350-400 кг; после их отдачи осуществляли отдачу феррохрома (ФХ-025) в количестве 2300-2400 кг.The intermediate product with a temperature of 1600-1700 ° C and an oxidation of α [O] = 0.03-0.075% was released into a steel ladle in which 250-300 kg of carbon-containing material (USM-99) were previously seated at the bottom. When filling the steel-ladle with 1 / 6-1 / 5, the output of pig aluminum of the AB87 grade was performed in the amount of 170-210 kg; on filling the steel ladle for 1 / 2-2 / 3, the return of silicomanganese (SMn-17) in the amount of 1600-1800 kg and USM-99 in the amount of 350-400 kg was performed; after their recoil, ferrochrome (ФХ-025) was recycled in an amount of 2300-2400 kg.
Перед отдачей металла на непрерывную разливку осуществляли присадку кальция для получения концентрации, рассчитанной по следующим эмпирическим выражениям:Before returning the metal to continuous casting, calcium was added to obtain a concentration calculated from the following empirical expressions:
нижний предел [Са] = 0,0005% + [Al]⋅0,007,lower limit [Ca] = 0.0005% + [Al] ⋅0.007,
верхний предел [Са] = 0,0028% - [S]⋅0,0319 - [Al]⋅0,012.upper limit [Ca] = 0.0028% - [S] ⋅0.0319 - [Al] ⋅0.012.
Оценка технического результата заявляемого изобретения заключалась в исследовании проб, отобранных от жидкого металла сразу по приходу на агрегат печь-ковш. В качестве оцениваемых показателей выбрали: общее содержание кислорода, количество неметаллических включений на 1 мм2 и средний размер включений.Evaluation of the technical result of the claimed invention consisted in the study of samples taken from liquid metal immediately upon arrival at the ladle-furnace unit. The following indicators were selected as the estimated indicators: total oxygen content, the number of non-metallic inclusions per 1 mm 2 and the average size of inclusions.
Общее содержание кислорода, являющееся косвенным показателем загрязненности металла по оксидным неметаллическим включениям, оценивали на газоанализаторе LECO-136 методом восстановительного плавления в потоке инертного газа-носителя по ГОСТ 17745-90. Количество и средний размер неметаллических включений определяли с помощью электронного микроскопа высокого разрешения JEOL JSM-6610LV с энергодисперсионной приставкой для рентгеновского микроанализа, с использованием пакета Future программы INCA, фиксирующего в автоматическом режиме геометрические параметры (длина, ширина, площадь, глубина), химический состав, количество и координаты частиц на заданной площади контроля. На каждом образце площадь контроля составляла 20 мм2.The total oxygen content, which is an indirect indicator of metal contamination by oxide non-metallic inclusions, was evaluated on a LECO-136 gas analyzer by the method of reductive melting in an inert carrier gas stream according to GOST 17745-90. The number and average size of non-metallic inclusions were determined using a JEOL JSM-6610LV high-resolution electron microscope with an energy dispersive attachment for X-ray microanalysis, using the INCA Future package, which automatically fixes geometric parameters (length, width, area, depth), chemical composition, the number and coordinates of particles on a given control area. On each sample, the control area was 20 mm 2 .
Для сравнения технического результата с существующими способами раскисления, в той же печи были проведены плавки с отличными условиями присадки материалов. В качестве сравнения выбрали плавки предварительно раскисленные углеродом с последующим раскислением алюминием (способ 1); предварительно раскисленные алюминием с последующей отдачей углеродсодержащих материалов (способ 2); предварительно раскисленные углеродом, с последующей частичным раскислением кремний-, марганецсодержащими материалами и окончательным раскислением алюминием (способ 3); предварительно раскисленные кремний-, марганецсодержащими материалами с последующим окончательным раскислением алюминием (способ 4), что представлено в таблице.To compare the technical result with existing deoxidation methods, melts were conducted in the same furnace with excellent conditions for additive materials. As a comparison, we selected melts previously deoxidized with carbon followed by deoxidation with aluminum (method 1); pre-deoxidized with aluminum, followed by the return of carbon-containing materials (method 2); pre-deoxidized with carbon, followed by partial deoxidation with silicon-, manganese-containing materials and final deoxidation with aluminum (method 3); previously deoxidized with silicon-, manganese-containing materials, followed by final deoxidation with aluminum (method 4), which is presented in the table.
Из таблицы следует, что применение заявляемого изобретения (способ 1) по сравнению с ближайшим аналогом (способ 2) позволяет к началу обработки металла на агрегате печь-ковш снизить загрязненность стали по общему содержанию кислорода на 15-20%, количество включений на 7-10%, и максимальное значение среднего размера включений более чем на 20%. Кроме того, полученные результаты в разы повышают чистоту металла по оксидным неметаллическим включениям по сравнению с другими используемыми схемами раскисления (способы 3, 4). Снижение среднего размера и количества неметаллических включений на стадии раскисления позволяет достичь более высоких показателей по чистоте металла перед вводом кальцийсодержащих материалов, что дает возможность снизить минимальное количество кальция, необходимого для модифицирования неметаллических включений. Благодаря этому появляется возможность осуществления эффективного модифицирования включений, в том числе на марках с высоким содержанием серы (от 0,1 до 0,4 мас. %).From the table it follows that the application of the claimed invention (method 1) in comparison with the closest analogue (method 2) allows to reduce steel contamination by total oxygen content by 15-20%, the number of inclusions by 7-10 by the start of metal processing on the ladle furnace %, and the maximum value of the average size of inclusions is more than 20%. In addition, the results obtained significantly increase the purity of the metal by oxide non-metallic inclusions compared to other deoxidation schemes used (methods 3, 4). Reducing the average size and number of non-metallic inclusions at the stage of deoxidation allows to achieve higher purity of the metal before the introduction of calcium-containing materials, which makes it possible to reduce the minimum amount of calcium required to modify non-metallic inclusions. This makes it possible to effectively modify inclusions, including on grades with a high sulfur content (from 0.1 to 0.4 wt.%).
Эффективность использованной схемы модифицирования неметаллических включений перед непрерывной разливкой подтверждается отсутствием нарушений стабильности литья непрерывнолитых заготовок на плавках, произведенных по заявляемой схеме производства легированных марок сталей. При других схемах производства методика расчета оптимального количества кальция для эффективного модифицирования включений не применялась, поскольку тип включений и их количество к моменту ввода кальция зависят от особенностей раскисления и легирования металла, а выражение расчета оптимальной концентрации кальция разработано для заявляемой схемы раскисления и легирования стали.The effectiveness of the used scheme for modifying non-metallic inclusions before continuous casting is confirmed by the absence of stability disturbances in casting of continuously cast billets in melts produced according to the claimed scheme for the production of alloyed steels. In other production schemes, the method of calculating the optimal amount of calcium for the effective modification of inclusions was not applied, since the type of inclusions and their amount at the time of calcium input depend on the characteristics of the deoxidation and alloying of the metal, and the expression for calculating the optimal concentration of calcium is developed for the claimed scheme of deoxidation and alloying of steel.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145682A RU2637194C1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Method of ladle treatment of alloyed steels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016145682A RU2637194C1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Method of ladle treatment of alloyed steels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2637194C1 true RU2637194C1 (en) | 2017-11-30 |
Family
ID=60581680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016145682A RU2637194C1 (en) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | Method of ladle treatment of alloyed steels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2637194C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161434A (en) * | 2022-06-22 | 2022-10-11 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Production method of low alloy steel and low alloy steel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2542761B1 (en) * | 1983-03-15 | 1987-10-16 | Vallourec | PROCESS FOR MANUFACTURING HIGH-MACHINABILITY STEELS |
| RU2102498C1 (en) * | 1997-04-07 | 1998-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод "Универсальное Оборудование" | Method of ladle treatment of high-carbon steel |
| RU2492248C2 (en) * | 2011-12-07 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing boron-containing steel |
| RU2514125C1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-04-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of low-carbon steel deoxidation |
-
2016
- 2016-11-22 RU RU2016145682A patent/RU2637194C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2542761B1 (en) * | 1983-03-15 | 1987-10-16 | Vallourec | PROCESS FOR MANUFACTURING HIGH-MACHINABILITY STEELS |
| RU2102498C1 (en) * | 1997-04-07 | 1998-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод "Универсальное Оборудование" | Method of ladle treatment of high-carbon steel |
| RU2492248C2 (en) * | 2011-12-07 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of producing boron-containing steel |
| RU2514125C1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-04-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of low-carbon steel deoxidation |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161434A (en) * | 2022-06-22 | 2022-10-11 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Production method of low alloy steel and low alloy steel |
| CN115161434B (en) * | 2022-06-22 | 2024-02-23 | 湖南华菱涟源钢铁有限公司 | Production method of low alloy steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101787179B1 (en) | Method for smelting high-aluminum-low-silicon ultrapure ferritic stainless steel | |
| CN102248142A (en) | Method for producing medium and low carbon aluminum killed steel | |
| CN103255354A (en) | Steel for composite microalloying welding wire and preparation method thereof | |
| JP2018034189A (en) | Sulfur-added steel continuous casting nozzle block preventing method | |
| JP5151448B2 (en) | Method of melting ultra-low sulfur ultra-low oxygen ultra-low nitrogen steel | |
| CN112626302B (en) | Smelting method of high-cleanliness microalloyed high-strength steel | |
| CN114606429A (en) | RH refining method of non-quenched and tempered steel | |
| RU2637194C1 (en) | Method of ladle treatment of alloyed steels | |
| JP6874521B2 (en) | Inclusion morphology control steel and its manufacturing method | |
| CN110484808B (en) | Method for improving castability of phosphorus-containing ultra-low carbon steel | |
| JP5332568B2 (en) | Denitrification method for molten steel | |
| CN1995407A (en) | Trace carbon Al-Mn-Fe alloy and its preparing process | |
| RU2533263C1 (en) | Method of dry steel production | |
| US20110017018A1 (en) | Novel additive for treating resulphurized steel | |
| RU2382086C1 (en) | Manufacturing method of boron steel | |
| RU2353667C1 (en) | Manufacturing method of low-silicon steel | |
| RU2334796C1 (en) | Method of steel production | |
| RU2461635C1 (en) | Method of steel out-of-furnace processing by calcium | |
| JP3250459B2 (en) | HIC-resistant steel excellent in low-temperature toughness of welds and method for producing the same | |
| RU2392333C1 (en) | Method of low-carbon steel production | |
| RU2514125C1 (en) | Method of low-carbon steel deoxidation | |
| CN108823355B (en) | Method for improving nitrogen recovery rate in vanadium-nitrogen microalloyed steel | |
| RU2460807C1 (en) | Manufacturing method of high-carbon steel with further continuous pouring to small-section workpiece | |
| RU2569621C1 (en) | Method of producing niobium-containing steel | |
| RU2681961C1 (en) | Method of producing extremely low-carbon steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180817 |