RU1786109C - Process for producing titanium steel - Google Patents

Abstract

Использование: при производстве ти- тансодержащих сталей. Сущность изобретени : при производстве титансодержащей стали в ковш подают синтетический шлак, выпускают расплав, ввод т раскислители и титансодержащие ферросплавы, расплав продувают порошкообразным силикокаль- цием и дополнительно вакуумируют в ковше . Титансодержащие ферросплавы ввод т двум  порци ми, продувку порошкообразным силикокальцием провод т в количестве , обеспечивающем восстановление из шлака окислившегос  ранее титана.Usage: in the production of titanium-containing steels. SUMMARY OF THE INVENTION: In the production of titanium-containing steel, synthetic slag is fed into the ladle, melt is discharged, deoxidizers and titanium-containing ferroalloys are introduced, the melt is blown with powdered silicocalcium and further vacuumized in the ladle. The titanium-containing ferroalloys are introduced in two portions, and the purge with silicocalcium powder is carried out in an amount ensuring the reduction of previously oxidized titanium from slag.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к производству сталей легированных титаном с низким содержанием азота, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of titanium alloy steels with a low nitrogen content, and can be used in steelmaking workshops.

Известен способ внепечной обработки стали при получении заготовок непрерывной разливкой, включающий предварительное раскисление алюминием (0,4-0,5 кг/т), модифицирование титаном (0.2-0.3 кг/т), микролегирование бором (0,65-0,75 кг/т) и окончательное микролегирование титансо- деожащей порошковой проволокой с расходом 0,4-0,6 кг/т в кристаллизаторе МНЛЗ.A known method of out-of-furnace steel processing in the preparation of billets by continuous casting, including preliminary deoxidation with aluminum (0.4-0.5 kg / t), titanium modification (0.2-0.3 kg / t), microalloying with boron (0.65-0.75 kg / t) and the final microalloying with a titanium-cutting flux-cored wire with a flow rate of 0.4-0.6 kg / t in the continuous casting mold.

Недостатками данного спосооа  вл ютс  больша  неравномерность содержани  титана в стали, высокий угар титана при вводе его в ковш.The disadvantages of this method are the large non-uniformity of the titanium content in the steel and the high fumes of titanium when introduced into the ladle.

Известен способ выплавки стали, включающий восстановление оксидов железа, марганца, хрома, ванади , вольфрама из шлака при основности 0,71-0,24 добавкамиA known method of steelmaking, including the reduction of oxides of iron, manganese, chromium, vanadium, tungsten from slag with a basicity of 0.71-0.24 additives

ферросилици , силикокальци , которые ввод т в сверху в количестве 2-12 кг/т стали.ferrosilicon, silicocalcium, which are introduced at the top in an amount of 2-12 kg / t of steel.

Недостатками данного способа  вл ютс  большой расход восстановител , невысока  степень восстановлени  металлов из оксидов, нестабильность получаемых результатов .The disadvantages of this method are the high consumption of reducing agent, the low degree of reduction of metals from oxides, and the instability of the results obtained.

Известен способ введени  специальных элементов во врем  стадии дегазации, включающий введение таких элементов как ниобий, ианадий, титан, бор в виде оксидов в услови х вакуума.A method is known for introducing special elements during the degassing step, comprising introducing elements such as niobium, ianadium, titanium, boron in the form of oxides under vacuum conditions.

Недостатками данного способа  вл ютс  больша  длительность процесса, большой расход материалов-оксидов, сильный перегрев металла, обратный переход элементов в шлак в виде нитридов, что не позвол ет стабильно получать узкие пределы по содержанию титана и азота.The disadvantages of this method are the long duration of the process, high consumption of oxide materials, strong overheating of the metal, reverse transition of elements to slag in the form of nitrides, which does not allow to stably obtain narrow limits on the content of titanium and nitrogen.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ раскислени  и модифицировани  стали, включающий подачу в ковш синтетиелThe closest in technical essence and the achieved effect is a method of deoxidation and steel modification, including feeding synthetel into the ladle

сwith

XI 00Xi 00

оabout

т-Аt-a

ОABOUT

коto

ческого шлака, выпуск расплава, ввод рас- кислителей и титансодержащих ферросплавов , продувку силикокальцием,slag, the release of the melt, the introduction of deoxidizers and titanium-containing ferroalloys, purging with silicocalcium,

Недостатками данного способа  вл ютс  высокий угар титана, нестабильное его содержание в готовой стали, высокое содержание азота.The disadvantages of this method are the high fumes of titanium, its unstable content in the finished steel, and a high nitrogen content.

Цель изобретени  - повышение выхода годного путем стабилизации содержани  титана и азота в стали.The purpose of the invention is to increase yield by stabilizing the contents of titanium and nitrogen in steel.

Эта цель достигаетс  тем, что при производстве титансодержащей стали, включающем подачу в ковш синтетического шлака, выпуск расплава, ввод раскислителей и ти- тзнсодержэщих ферросплавов, продувку порошкообразным силикокэльцием соглас- но изобретению расплав в ковше дополнительно вакуумиругот, а титансодержащие ферросплавы ввод т двум  порци ми, первую из которых в количестве 65-85% от общего ввод т перед продувкой силикокальцием, а вторую во врем  вакуу- мировани  расплава или после него, при этом силикокальций продувают с расходом 3-5 кг/т на 1 % окислов титана окислившихс  в шлак, а расплав вакуумируют после окончани  продувки порошкообразным силикокальцием .This goal is achieved by the fact that in the production of titanium-containing steel, including the supply of synthetic slag to the ladle, the release of the melt, the introduction of deoxidizers and titanium-containing ferroalloys, the purging with powdered silicokelcium according to the invention, the melt in the ladle is additionally vacuumed, and the titanium-containing ferroalloys are introduced in two portions the first of which is introduced in the amount of 65-85% of the total before purging with silicocalcium, and the second during the evacuation of the melt or after it, while silicocalcium is blown with a flow of 3-5 g / t to 1% okislivshihs titanium oxides in the slag and the melt is evacuated after the completion of blowing powdery silicocalcium.

Сущность предполагаемого изобретени  заключаетс  в рассредоточенной присадке титана, извлечении его из; окислов путем восстановлени  сильными раскисли- тёл ми, вакуумировании расплава дл  подготовки металла перед вводом окончательной порции титансодержащих ферросплавов.SUMMARY OF THE INVENTION The invention is based on the dispersed addition of titanium, recovery of titanium; oxides by reduction with strong deoxidants and by evacuation of the melt to prepare the metal before introducing the final portion of titanium-containing ferroalloys.

Известно, что титан обладает высоким сродством к кислороду и азоту. Однако в данном случае титан необходимо как можно полнее предохранить от окислени , чтобы он осталс  в металле. Защитные функции может вз ть на себ  алюминий, а затем продувка порошкообразными химически активными , реагентами. Например, обработка кальцием, барием позволит восстановить из окислов в шлаке титан. Необходимо также иметь в виду тот факт, что титан  вл етс  сильным нитридообразующим элементом, т.е. при определенных концентраци х титана и азота возможно образование нитридов титана и удаление их в процессе внепечной обработки.It is known that titanium has a high affinity for oxygen and nitrogen. However, in this case, titanium must be fully protected from oxidation so that it remains in the metal. Aluminum can take up protective functions, and then purge with reactive powdery reactants. For example, treatment with calcium and barium will allow titanium to be reduced from oxides in the slag. It must also be borne in mind that titanium is a strong nitride forming element, i.e. at certain concentrations of titanium and nitrogen, titanium nitrides may be formed and removed during out-of-furnace treatment.

Дл  предотвращени  этого необходимо ограничение концентраций в металле и титана , и азота, что по зволихуменьшить веро тность образовани  нитридов и удалени  их в шлаковую фазу. Поэтому ограничение первоначально вводимого титана в металл, а затем еакуумирование практически исключает веро тность образовани  нитридовTo prevent this, it is necessary to limit the concentration in the metal of both titanium and nitrogen, which will reduce the likelihood of the formation of nitrides and their removal to the slag phase. Therefore, the limitation of initially introduced titanium into the metal, and then evacuation, virtually eliminates the possibility of the formation of nitrides

и окислов титана, Это позвол ет обеспечить узкие пределы по содержанию титана в готовой стали. Таким образом, можно констатировать , что регламентаци  процессовand titanium oxides. This allows for narrow limits on the titanium content in the finished steel. Thus, it can be stated that the regulation of processes

окислени  и восстановлени  титана, а также вакуумирование металла позволит обеспечить требуемое содержание титана и азота в готовой стали.oxidation and reduction of titanium, as well as evacuation of the metal, will provide the required titanium and nitrogen content in the finished steel.

Проведенными исследовани ми былоThe studies carried out were

установлено, что наиболее целесообразно ограничить первую присаживаемую порцию титана 65-85% от его общего количества на плавку.. it was found that it is most advisable to limit the first sitting portion of titanium to 65-85% of its total amount for melting ..

Расход титана менее 65% от его общегоTitanium consumption less than 65% of its total

расхода нецелесообразен, так как это приводит к необходимости большой присадки титана во врем  вакуумировани  или после него, высокой неравномерности распределени  титана в объеме металла; присадкаthe flow rate is impractical, since this leads to the need for a large titanium additive during or after evacuation, a high uneven distribution of titanium in the metal volume; additive

более 85% приводит к большому угару титана в шлак и невозможности его полного восстайовлени  из шлака за счет подповерхностной обработки порошкообразными реагентами.more than 85% leads to a large waste of titanium into the slag and the impossibility of its full recovery from the slag due to subsurface treatment with powdered reagents.

Расходы порошкообразного реагента дл  восстановлени  титана из окислов обусловлены следующими обсто тельствами.The costs of the powdered reagent for the reduction of titanium from oxides are due to the following circumstances.

Расход порошкообразных реагентов менее 3 кг на кажды й процент окислов титана в 1 т шлака не обеспечивает полногоThe consumption of powdered reagents less than 3 kg for each percentage of titanium oxides in 1 ton of slag does not provide complete

восстановлени  окисленного ранее титана,reduction of previously oxidized titanium,

расход более 5 кг нецелесообразен в св зиconsumption of more than 5 kg is impractical due to

с падением эффективности использовани with a drop in efficiency

вводимого реагента, разрушением футёровки ковша, ухудшением технико-экономических , показателей производства стали, насыщением металла азотом.introduced reagent, the destruction of the lining of the bucket, the deterioration of technical and economic, indicators of steel production, metal saturation with nitrogen.

Таким образом, в сравнении с известными техническими решени ми за вленноеThus, in comparison with the known technical solutions claimed

.отличаетс  порционным вводом титана в металл, восстановлением из шлака окисленного титана и вакуумированием металла.characterized by the portioned introduction of titanium into the metal, the reduction of oxidized titanium from the slag, and the evacuation of the metal.

При анализе научно-технической литературы и патентной информации не былоIn the analysis of scientific and technical literature and patent information was not

обнаружено известных технических решений , имеющих сходные признаки с отличительными существенными признаками в предложенной совокупности, обеспечивающих согла-сно предложению, повышение выхода годного и качества стали за счет стабилизации содержани  титана и азота.Known technical solutions have been found that have similar characteristics with distinctive essential features in the proposed combination, which, according to the proposal, provide improved yield and steel quality by stabilizing the titanium and nitrogen contents.

Примеры осуществлени  способа. Способ осуществлен в кислородно-конвертерном цехе при выплавке стали в 160-тонныхExamples of the method. The method is carried out in an oxygen-converter shop for smelting steel in 160 tons

конвертерах.converters.

После продувки в конвертере металл имел следующий химический состав, мас.%: С 0,05; Мп 0,11; S 0,014; Р 0,008, Температура 1670°С.After purging in the converter, the metal had the following chemical composition, wt.%: C 0.05; MP 0.11; S 0.014; P 0.008, Temperature 1670 ° C.

Металл выпускали в ковш, наполненный синтетическим шлаком, в количестве 35 кг/т стали.The metal was produced in a ladle filled with synthetic slag in an amount of 35 kg / t of steel.

. Химический состав шлак.4 был следующим , мас.%: СаО 54: 5Ю2 3.5; А120з 42; FeO 0,5. Температура шлака 1700°С.. The chemical composition of slag 4 was as follows, wt.%: CaO 54: 5X2 3.5; A120z 42; FeO 0.5. The temperature of the slag 1700 ° C.

Первую порцию титана марки Ти 1 в количестве 291 кг/пл вводили в количестве 291 кг/пл вместе с другими раскислител ми и легирующими. Это составило 75% от общего расхода ферротитана на плавку, равного 388 кг/пл, рассчитанного из услови  получени  0,08% титана в готовой стали.The first portion of Ti 1 grade titanium in an amount of 291 kg / pl was introduced in an amount of 291 kg / pl together with other deoxidizing agents and alloying agents. This amounted to 75% of the total consumption of ferrotitanium for smelting, equal to 388 kg / pl, calculated from the condition of obtaining 0.08% titanium in finished steel.

После ввода 291 кг/пл, содержание титана в металле составило 0,03%. Затем ковш с металлом поступал на установку доводки плавки в ковше, где осуществл ли сначала продувку металла силикокальцием марки СК-30 (силикобарием марки ФСБа 27). а затем осуществл ли подъем фурмы и производили подповерхностное вдувание СК-30 (ФСБа27) с целью восстановлени  окисленногб ранее из первой порции титана .After entering 291 kg / pl, the titanium content in the metal was 0.03%. Then, the ladle with metal was supplied to the melting finishing unit in the ladle, where metal was first purged with SK-30 silicocalcium grade (FSB 27 grade silicobarium). and then the tuyeres were lifted and SK-30 (FSB-27) subsurface injection was performed to restore the previously oxidized from the first portion of titanium.

Содержание окислов титана в синтетическом шлаке после ввода первой порции титана до продувки порошком силикокаль- ци  было 4,5%, после ввода силикокальци  0,645%, т.е. степень восстановлени  составила 90%. Содержание титана после продувки силикокальцием (силикобарием) составило 0,054%. После этого металл направл ли на установку вакуумировани  RH, где осуществл ли его вакуумирование и осуществл ют ввод 140 кг/пл ферротитана из услови  90%-го усвоени  титана.The content of titanium oxides in the synthetic slag after the introduction of the first portion of titanium before blowing with silicocalcium powder was 4.5%, after the addition of silicocalcium 0.645%, i.e. the degree of recovery was 90%. The titanium content after purging with silicocalcium (silicobarium) was 0.054%. After that, the metal was sent to the RH evacuation unit, where it was evacuated and 140 kg / pl of ferrotitanium was introduced under the condition of 90% titanium assimilation.

Содержание титана в стали после ввода двух порций ферротитана составило 0,054 + +0,026 0.08%.The titanium content in the steel after introducing two portions of ferrotitanium was 0.054 + +0.026 0.08%.

Химический состав полученной стали после всех корректирующих операций былThe chemical composition of the obtained steel after all corrective operations was

следующий, мас.%: С 0,1; Si 0.33; Мп 1,65; S 6,005: Р 0,014; AI 0,04; Сг 0,02; NI 0.03; Си 0,15; TI 0,08; Nb 0,03; N 0,0065.next, wt.%: C 0.1; Si 0.33; Mp 1.65; S 6.005: P 0.014; AI 0.04; Cr 0.02; NI 0.03; C, 0.15; TI 0.08; Nb 0.03; N, 0.0065.

Относительное удлинение гор чекатэ- ного листа в толщине 15,7 составило 23,6; выход годного 86,2%.The relative elongation of the mountains of the pressed sheet in the thickness of 15.7 was 23.6; yield 86.2%.

Анализ опытных плавок показал, что исследование предполагаемого способа производства стали при соблюденииThe analysis of experimental swimming trunks showed that the study of the proposed method of steel production, subject to

за вл емых параметров позвол ет повысить выход годного За счет стабилизации содержани  титана и азота.the claimed parameters allows to increase the yield by stabilizing the contents of titanium and nitrogen.

Дл  расчета ожидаемого экономического эффекта от внедрени  предлагаемогоTo calculate the expected economic effect of the implementation of the proposed

способа за базовый объект прин та технологи  выплавки стали 09Г2ФБ в конвертерном цехе - № 1 Новолипецкого меткомбината.The method for the basic object was adopted by steelmaking 09G2FB steelmaking process in the converter shop - No. 1 of the Novolipetsk Steel.

Claims (1)

Экономическа  эффективность от внедрени  предлагаемого способа производства стали составит 0,85 руб/т стали. Формула изобретени  Способ производства титансодержа- щей стали, включающий подачу в ковш синтетического шлака, выпуск расплава, ввод раскислителей и титансодержащих ферросплавов , продувку порошкообразным силикокальцием . отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода годного путемThe economic efficiency from the implementation of the proposed method for the production of steel will be 0.85 rubles / ton of steel. SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing titanium-containing steel, comprising feeding synthetic slag into a ladle, releasing a melt, introducing deoxidizers and titanium-containing ferroalloys, and blowing with powdered silicocalcium. characterized in that, in order to increase the yield by стабилизации содержани  титана и азота, расплав в ковше дополнительно вакуумиру- ют, а титансодержащие ферросплавы ввод т двум  порци ми, первую из которых в количестве 65-85% от общего ввод т передto stabilize the contents of titanium and nitrogen, the melt in the ladle is additionally evacuated, and titanium-containing ferroalloys are introduced in two portions, the first of which is introduced in the amount of 65-85% of the total продувкой расплава силикокальцием, а вторую - во врем  вакуумировани  или после него, при этом силикокальций продувают с расходом 3-5 кг/т шлака на 1 % окислов титана , окислившихс  в шлак, а расплав вакуумируют после окончани  продувки порошкообразным силикокальцием.by blowing the melt with silicocalcium, and the second during or after evacuation, while silicocalcium is blown with a flow rate of 3-5 kg / t of slag into 1% of titanium oxides oxidized to the slag, and the melt is evacuated after the end of purging with powdered silicocalcium.