RU2245374C1 - Способ раскисления и легирования стали - Google Patents
Способ раскисления и легирования стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245374C1 RU2245374C1 RU2003129822A RU2003129822A RU2245374C1 RU 2245374 C1 RU2245374 C1 RU 2245374C1 RU 2003129822 A RU2003129822 A RU 2003129822A RU 2003129822 A RU2003129822 A RU 2003129822A RU 2245374 C1 RU2245374 C1 RU 2245374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon carbide
- volume
- material containing
- bucket
- ladle
- Prior art date
Links
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 19
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- 229910005438 FeTi Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004534 SiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Изобретение относится к черной металлургии. Способ включает выпуск расплава в ковш, ввод в расплав по ходу выпуска раскислителей и легирующих добавок, обладающих различным сродством к кислороду, и ввод материала, содержащего карбид кремния. Раскислители и легирующие добавки, обладающие сродством к кислороду большим, чем у углерода, вводят в ковш при наполнении его на 8-12% объема, остальные раскислители и легирующие - при наполнении ковша на 50-60% объема, а материал, содержащий карбид кремния, - при наполнении 75-80% объема ковша. В качестве материала, содержащего карбид кремния, можно использовано бой футеровки алюминиевых электролизеров, шлак производства алюмокремниевых сплавов с содержанием алюминия в нем, не превышающим величины, устанавливаемой в зависимости от расхода карбида кремния по определенному выражению. Технический результат - снижение расхода карбида кремния в процессе раскисления и легирования стали за счет увеличения и обеспечения стабильности степени усвоения металлом кремния из карбида кремния, уменьшения угара марганца, кремния, титана. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а конкретно к области производства стали, и может быть использовано при осуществлении раскисления и легирования стали с применением карбида кремния.
Известен способ раскисления и легирования стали с применением для раскисления металла металлоабразивных отходов, т.е. отходов шлифования, содержащих как частицы металла, так и частицы абразива - карбида кремния (далее SiC) [1]. Согласно этому способу на шлак периода расплавления или окисления присаживают окисленную металлическую стружку (или пыль) в смеси с SiC в соотношении 40...85 вес.% стружки (пыли) и 15...60 вес.% SiC в количестве 1...40 кг/т расплава.
Указанный способ обладает существенным недостатком - низкой степенью усвоения SiC, т.к. карбид кремния расходуется преимущественно на раскисление шлака. В металле степень усвоения кремния составляет в среднем 33%.
Известен также способ раскисления и легирования стали, изложенный в [2]. Согласно этому способу SiC вдувают в расплав в потоке специально для этого подаваемого воздуха, перед вводом в печь ферросплавов или одновременно с вводом ферросплавов.
Данный способ позволяет повысить степень усвоения кремния из SiC. Согласно приведенным в работе [2] данным средняя степень усвоения кремния из SiC при значительных колебаниях от 30 до 45% в среднем составила 40,7%.
Недостатком этого способа является недостаточная и нестабильная степень усвоения кремния в процессе раскисления. В процессе раскисления содержание FeO в шлаке снижалось на 6,5% - т.е. основная часть SiC израсходована на раскисление шлака, а не металла. Высокий расход карбида кремния повышает себестоимость стали. Нестабильность усвоения кремния не позволяет устойчиво получать заданный химический состав металла.
Второй недостаток данного способа заключается в необходимости достаточно сложного оборудования для вдувания SiC.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ раскисления и легирования стали, включающий выпуск расплава в ковш, ввод в расплав по ходу выпуска раскислителей и легирующих добавок, обладающих различным сродством к кислороду, и ввод материала, содержащего карбид кремния [3]. При введении раскисляющих и легирующих добавок в ковш в период заполнения 1/20-1/3 высоты ковша и в период заполнения 1/2-3/4 объема ковша, как это предусмотрено в решении [3], практически полностью устраняется концентрационный градиент по содержанию раскислителей, а следовательно, снижается угар и уменьшается содержание неметаллических включений.
Однако в период ввода ферросплавов имеет место локальное падение температуры в местах их ввода. Ввод же алюминия в эти зоны для обеспечения экзотермических реакций, компенсирующих тепловые потери, затруднен. Это затрудняет растворение ферросплавов, а следовательно, вызывает неравномерное распределение окисленности и температуры металла в ковше, что в свою очередь приводит к нестабильности усвоения кремния и неустойчивости получения заданного химического состава.
Задачей данного изобретения является создание эффективного способа раскисления и легирования стали с использованием карбида кремния.
Ожидаемый технический результат заключается в снижении расхода карбида кремния в процессе раскисления и легирования стали за счет увеличения и обеспечения стабильности степени усвоения металлом кремния из карбида кремния.
Технический результат достигается тем, что в известном способе раскисления и легирования стали, включающем выпуск расплава в ковш, ввод в расплав по ходу выпуска раскислителей и легирующих добавок, обладающих различным сродством к кислороду, и ввод материала, содержащего карбид кремния, по настоящему изобретению раскислители и легирующие добавки, обладающие сродством к кислороду, большим, чем у углерода, вводят в ковш при наполнении его на 8-12% объема, остальные раскислители и легирующие - при наполнении ковша на 50-60% объема, а материал, содержащий карбид кремния, - при наполнении 75-80% объема ковша.
По предложению в качестве материала, содержащего карбид кремния, можно использовать материал с содержанием алюминия, не превышающим величины, устанавливаемой в зависимости от расхода карбида кремния по выражению:
Alsic%<0,44-0,018Gsic, где:
Alsic - содержание алюминия в материале, содержащем карбид кремния,
Gsic - расход карбида кремния, кг/т стали.
При введении раскислителей и легирующих добавок в указанном режиме в зависимости от величины наполнения ковша возможно достигнуть наилучших результатов по усвоению кремния из карбида кремния.
Подача раскислителей и легирующих добавок при наполнении 8-12% объема ковша, обладающих сродством к кислороду, большим, чем у углерода (силовых раскислителей), таких как титан, алюминий, кальций и других, подаваемых в свободном виде или в виде сплавов, обеспечивает снятие температурного градиента и избыточной окисленности расплава.
Более ранняя присадка: <8% объема ковша, не является необходимой, поскольку на этом уровне имеет место понижение температуры первых порций металла за счет днища ковша, а при более поздней присадки (при наполнении ковша более 12% объема) раскислители не успевают прореагировать до ввода основной массы ферросплавов.
При более ранней присадке основной массы ферросплавов (при наполнении ковша менее, чем на 50%) степень усвоения вносимых ими элементов снижается, т.к. не успевают прореагировать сильные раскислители, при более поздней присадке (при наполнения ковша более 60%) основная масса ферросплавов не успевает полностью расплавиться и раствориться до момента ввода SiC.
В качестве материала, содержащего карбид кремния, используют бой футеровки алюминиевых электролизеров, шлак производства алюмокремниевых сплавов, пыль абразивного производства и другие.
Можно присаживать и чистый карбид кремния. Однако последний разлагается при высоких температурах с обильным газовыделением, способствующим циркуляции металла и очищению его от неметаллических включений.
При присадке карбида кремния при наполнении ковша менее, чем на 75%, не успевает прореагировать основная масса ферросплавов, более поздний ввод SiC (при наполнения ковша более 80% приводит к тому, что SiC не успевает увлечься струей металла в его толщу и часть SiC остается на поверхности металла и, в результате, окисляется при контакте с атмосферой).
К моменту ввода в ковш карбида кремния (75...80% наполнения ковша) в результате действия сначала сильных раскислителей, обладающих максимальным сродством к кислороду, и затем основной массы ферросплавов содержание кислорода в металле уменьшается, что является одним из факторов, обеспечивающих высокую степень усвоения кремния и углерода из SiC.
Вторым важным фактором, обеспечивающим хорошее усвоение кремния и углерода, является отсутствие на поверхности жидкого металла большого количества шлака, на раскисление которого уходит значительная часть кремния.
Алюминий, содержащийся в материале, содержащем карбид кремния в качестве примеси, является, в свою очередь, сильнодействующим раскислителем, поэтому его концентрация активно влияет на процессы, происходящие в жидком металле. Регламентация содержания алюминия в SiC обеспечивает стабильность степени усвоения кремния.
ПРИМЕР.
Сталь марки Ст.70 выплавляли в 120-тонной дуговой сталеплавильной печи.
Во время выпуска стали из печи, при поступлении в ковш 10-15 тонн металла 8-12 объема плавки, в ковш присадили 260 кг ферротитана (сильнодействующий раскислитель), при поступлении в ковш 65 т металла (55% объема плавки) присадили 1630 кг силикомарганца (ферросплав), при поступлении в ковш 90 т металла (75% объема плавки) - 245 кг SiC (карбид кремния).
В конце выпуска после наполнения ковша осуществили отсечку печного шлака (произвели эркерный выпуск).
Использовался материал, содержащий карбид кремния с содержанием алюминия 0,02% (допустимо до 0,403).
Взятые из ковша пробы показали, что при использовании данного способа средняя степень усвоения кремния из карбида кремния составила 53,8%, средняя степень усвоения углерода - 79,4%.
Для сравнения в той же печи были проведены несколько плавок с различными условиями присадки материалов для раскисления и легирования, что позволило оценить диапазон применения заявляемого способа и влияние различных параметров процесса на конечный результат:
1. Сильнодействующие раскислители вводились ранее, чем предложено в изобретении, в соответствии с изобретением и позднее, чем оговорено в изобретении (при наполнении металлом объема ковша на 7%, 8%, 10%, 12% и 13% соответственно).
2. При каждом из вышеприведенных условий ввода сильнодействующих раскислителей вводили карбид кремния (SiC) ранее, чем предложено в изобретении, в соответствии с изобретением и позднее, чем оговорено в изобретении (74%, 75%, 77%, 80%, 81% объема ковша соответственно).
Результаты опытных плавок - степень усвоения расплавленным металлом кремния из карбида кремния при различных условиях введения сильнодействующих раскислителей и карбида кремния - приведены в таблице.
Как видно из таблицы, наилучший результат по усвоению кремния из карбида кремния достигается при подаче сильнодействующих раскислителей при заполнении ковша на 8-12% и подаче SiC при наполнении ковша на 75-80% его объема.
Использование изобретения позволяет уменьшить угары марганца на 3%, кремния на 5% и титана - 18%, а также повысить степень усвоения Si из SiC на 13%.
Литература:
1. А.С. СССР №346344, МПК7 С 21 С 5/52, 1972.
2. Переверткин В.Н. и др. “Предварительное раскисление стали вдуванием карбида кремния”, // Сталь, 1992, №9. С.25-26.
3. А.С. СССР №1154341. МПК7 С 21 С 7/06, 1985.
| Количество плавок шт | Расход SiC Кг/т | Расход FeTi Кг/т | Расход SiMn Кг/т | Уровень наполнения ковша при вводе SiMn, % | Уровень наполнения ковша при вводе SiC, % | Степень усвоения кремния из SiC в, %, при вводе FeTi по наполнению ковша, %. | Угар Марганца в, % | Угар Кремния в, % | Угар Титана в, % | |||||
| 7 | 8 | 10 | 12 | 13 | 30 прототип | |||||||||
| 2 | 2,04 | 2,28 | 13,5 | 50 | 74 | 45,3 | 46,1 | 48,0 | 47,5 | 46,0 | - | 20 | 27 | 32 |
| 3 | 2,04 | 2,28 | 13,5 | 50 | 75 | 46,1 | 49,0 | 52,1 | 51,0 | 48,1 | - | 18 | 25 | 29 |
| 2 | 2,04 | 2,28 | 13,5 | 50 | 77 | 47,2 | 51,5 | 55,3 | 53,2 | 48,6 | - | 18 | 25 | 30 |
| 2 | 2,04 | 2,28 | 13,5 | 50 | 80 | 46,8 | 50,4 | 54,2 | 52,6 | 48,2 | - | 18 | 25 | 29 |
| 3 | 2,04 | 2,28 | 13,5 | 50 | 81 | 44,6 | 47,9 | 48,3 | 47,9 | 47,0 | - | 20 | 28 | 34 |
| Прототип | 2,04 | 2,28 | 13,5 | 50 | 30 | - | - | - | - | - | 42,0 | 21 | 30 | 48 |
Claims (2)
1. Способ раскисления и легирования стали, включающий выпуск расплава в ковш, ввод в расплав по ходу выпуска раскислителей и легирующих добавок, обладающих различным сродством к кислороду и ввод материала, содержащего карбид кремния, отличающийся тем, что раскислители и легирующие добавки, обладающие сродством к кислороду, большим, чем у углерода, вводят в ковш при наполнении его на 8-12% объема, остальные раскислители и легирующие - при наполнении ковша на 50-60% объема, а материал, содержащий карбид кремния, - при наполнении 75-80% объема ковша.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего карбид кремния, используют бой футеровки алюминиевых электролизеров, шлак производства алюмокремниевых сплавов, при этом содержание в нем алюминия не превышает величины, устанавливаемой в зависимости от расхода карбида кремния по выражению:
Alsic% < 0,44-0,018Gsic, где
Alsic - содержание алюминия в материале, содержащем карбид кремния,
Gsic - расход карбида кремния, кг/т стали.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129822A RU2245374C1 (ru) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Способ раскисления и легирования стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129822A RU2245374C1 (ru) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Способ раскисления и легирования стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2245374C1 true RU2245374C1 (ru) | 2005-01-27 |
Family
ID=35139012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003129822A RU2245374C1 (ru) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Способ раскисления и легирования стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2245374C1 (ru) |
-
2003
- 2003-10-08 RU RU2003129822A patent/RU2245374C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100802639B1 (ko) | 강철의 직접 합금 방법 | |
| RU2245374C1 (ru) | Способ раскисления и легирования стали | |
| US5037609A (en) | Material for refining steel of multi-purpose application | |
| EP1059360B1 (en) | Method of desulfurizing molten iron | |
| RU2365630C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали в ковше (варианты) | |
| RU2219249C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали в ковше | |
| RU2233339C1 (ru) | Способ производства стали | |
| RU2394918C2 (ru) | Способ выплавки и вакуумирования рельсовой стали | |
| JP2010001533A (ja) | Ｍｎ合金の製造方法 | |
| KR100910471B1 (ko) | 용강의 청정도 및 탈류효율 향상 방법 | |
| RU2833976C1 (ru) | Способ выплавки сталей в печах с кислой футеровкой | |
| KR100336855B1 (ko) | 고청정알루미늄탈산강제조용후럭스와이어 | |
| RU2124569C1 (ru) | Способ получения углеродистой стали | |
| RU2254380C1 (ru) | Способ получения рельсовой стали | |
| AU2022297943B2 (en) | Molten steel refining method | |
| RU2202628C2 (ru) | Способ раскисления и легирования стали | |
| RU2031131C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| RU2223332C1 (ru) | Способ микролегирования и модифицирования стали | |
| RU2095429C1 (ru) | Способ производства подшипниковой стали | |
| RU2398889C1 (ru) | Способ выплавки рельсовой стали | |
| SU1002392A1 (ru) | Раскислитель | |
| KR100900650B1 (ko) | 용강중 칼슘 성분 조정용 와이어 및 이를 이용한 용강중칼슘 성분 조정방법 | |
| RU1768647C (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| JP3800866B2 (ja) | 溶銑の脱珪方法 | |
| SU857271A1 (ru) | Способ получени высокопрочной стали |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131009 |