RU2639080C1 - Способ производства стали - Google Patents
Способ производства стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2639080C1 RU2639080C1 RU2016151920A RU2016151920A RU2639080C1 RU 2639080 C1 RU2639080 C1 RU 2639080C1 RU 2016151920 A RU2016151920 A RU 2016151920A RU 2016151920 A RU2016151920 A RU 2016151920A RU 2639080 C1 RU2639080 C1 RU 2639080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- slag
- ppm
- iron oxide
- ladle
- 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
-
- 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
- C21C7/10—Handling in a vacuum
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству углеродсодержащих высококачественных сталей, таких как корпусные, роторные, высокопрочные, броневые, подшипниковые, инструментальные, специальные. Способ включает выплавку металла с содержанием углерода более 0,03 мас. %, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, присадку шлакообразующих и легирующих материалов, вакуумную обработку расплава в ковше, раскисление, присадку легирующих материалов и разливку. При выплавке металла в процессе вакуумной обработки и перед разливкой определяют содержание водорода, серы, активность кислорода в расплаве и степень окисленности шлака по оксиду железа, а выпуск расплава в ковш ведут после достижения содержания водорода ≤5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода 200-500 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа 3-20%, раскисление ведут после достижения содержания водорода ≤1,5 ррm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤100 ррm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2-0,8% и разливку ведут после достижения содержания водорода ≤1,2 ррm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤5 ррm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2%. Изобретение позволяет повысить чистоту металла по неметаллическим включениям, а также снизить склонность стали к флокенообразованию.
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству углеродсодержащих высококачественных сталей (корпусных, роторных, высокопрочных, броневых, подшипниковых, инструментальных, специальных).
Известен способ внепечной обработки стали, включающий выплавку металла, отсечку печного шлака при выпуске расплава в ковш с одновременной подачей шлакообразующей смеси и раскислением алюминием, определение содержания активности кислорода в расплаве, подачу расплава на внепечную обработку, дополнительное введение шлакообразующих материалов, присадку шлакообразующих материалов, окончательное раскисление, доводку по химическому составу, усреднительную продувку с вакуумированием, определение активности кислорода и содержания серы, модифицирование кальцийсодержащим материалом, разливку металла.
(RU 2427650, С21С 7/00, опубликовано 27.04.2011)
Недостатком известного способа является значительное содержание в стали неметаллических включений, в основном представленных корундом, силикатами, алюминатами и алюмосиликатами. Данные включения, имеющие значительный размер и неблагоприятную морфологию, могут снижать уровень вязкопластических свойств сталей и вызывать значительную анизотропию свойств. Кроме того, ряд образующихся неметаллических включений может снижать коррозионную стойкость сталей.
Наиболее близким по технической сущности является способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате с содержанием углерода более 0,03 мас. %, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, вакуумную обработку в ковше, присадку шлакообразующих материалов, определение содержания кислорода в металле, раскисление кальцийсодержащими и алюминийсодержащими материалами, присадку легирующих материалов, продувку расплава инертным газом при вакуумировании и внепечной обработке, разливку металла. Известный способ повышает степень чистоты металла по неметаллическим включениям, исключает образования сотовых пузырей при кристаллизации стали, что позволяет вести разливку на машинах непрерывного литья.
(RU2353667, С21С 7/10, опубликовано 27.04.2009)
Недостатком известного способа является недостаточная в отдельных случаях глубина раскисления и потенциально высокое содержание азота и водорода, так как достаточная интенсивность вакуум-углеродного раскисления может не обеспечиваться, а остаточное содержание водорода и азота не контролируется. Кроме того, способ не обеспечивает достаточную чистоту металла по неметаллическим включениям, вследствие чего образующиеся при реализации известного способа неметаллические включения в виде алюминатов кальция снижают служебные характеристики стали.
Задачей и техническим результатом изобретения является повышение чистоты металла по неметаллическим включениям, а также снижение склонности стали к флокенообразованию.
Технический результат обеспечивают тем, что способ производства стали включает выплавку металла с содержанием углерода более 0,03 мас. %, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, присадку шлакообразующих и легирующих материалов, вакуумную обработку расплава в ковше, раскисление, присадку легирующих материалов и разливку, причем при выплавке металла, а также в процессе вакуумной обработки и перед разливкой определяют содержание водорода, серы, активность кислорода в расплаве и степень окисленности шлака по оксиду железа, а выпуск расплава в ковш ведут после достижения содержания водорода ≤5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода 200-500 ррm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа 3-20%, раскисление ведут после достижения содержания водорода ≤1,5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤100 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2-0,8% и разливку ведут после достижения содержания водорода ≤1,2 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤5 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2%.
Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером.
Сталь типа 15Х2НМФА выплавляют в сталеплавильном агрегате. При выплавке в расплав вводят основные легирующие компоненты стали (хром, никель, молибден, углерод) за исключением легкоокисляющихся компонентов: кремний, марганец, ванадий. Содержание углерода в конце плавки должно быть выше заданного на 0,03-0,12 мас. %.
Перед выпуском в ковш для внепечной обработки производят определение в расплаве содержания водорода, серы, активности кислорода, а также окисленности шлака по оксиду железа FeO.
Содержание водорода в расплаве перед его выпуском в ковш должно быть ≤5 ppm, содержание серы ≤0,005 мас. %, активность кислорода а0 200-500 ppm, а окисленность шлака по оксиду железа в пределах 3-20%.
В случае если указанные показатели не выполняются, то их достигают, используя стандартные методы рафинирования, причем раскисление на данном этапе проводят преимущественно раскислением шлака. После чего проводят выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака.
В ковше наводят новый шлак и проводят вакуумирование расплава. В процессе вакуумной обработки расплава происходит вакуум-углеродное раскисления (ВУР) расплава с удалением газообразных продуктов раскисления. При этом в расплаве снижается активность кислорода, уменьшается содержание водорода и азота, а также уменьшается степень окисленности шлака по оксиду железа, что повышает чистоту металла по неметаллическим включениям, а также снижает склонность стали к флокенообразованию.
Критерием окончанием вакуумно-углеродного раскисления является достижение следующих показателей расплава и шлака: в расплаве содержание водорода должно быть ≤1,5 ppm, содержание серы ≤0,005 мас. %, активность кислорода а0≤100 ppm, а окисленность шлака по оксиду железа должна составлять 0,2-0,8%. Для достижения указанных показателей в шлак или в расплав могут дополнительно вводится углеродсодержащие материалы, может проводится повторное вакуумирование, в том числе и в сочетании с продувкой расплава аргоном, кислородом или аргон-кислородной смесью.
После вакуумно-углеродного раскисления в расплав вводят раскислители, причем в качестве раскислителей используют алюминий, и/или цирконий, и/или редкоземельные металлы (иттрий, неодим, празеодим).
Оптимальным является следующее соотношение массы раскислителей М при их совместном использовании:
MA1/MZr/2MY+Nd+Pr=(1±0,25)/(1±0,25)/2±0,5.
Окончанием раскисления является достижение следующих показателей расплава и шлака: в расплаве содержание водорода должно быть ≤1,2 ppm, содержание серы ≤0,005 мас. %, активность кислорода а0≤5 ppm, а окисленность шлака по оксиду железа ≤0,2%.
После достижения указанных показателей в расплав вводят легкоокисляющиеся компоненты: кремний, марганец, ванадий; производят модифицирование и микролегирование ниобием, цирконием, бором, редкоземельными металлами и производят разливку.
Введение в расплав раскислителей после достижения требуемых параметров расплава по водороду, сере, кислороду и шлака по степени его окисленности в сочетании с введением легкоокисляющихся компонентов стали обеспечивает дополнительное снижение содержания чистоты металла по неметаллическим включениям, в частности по силикатам.
Для корпусной стали типа 15Х2НМФА-А было достигнуто снижение загрязненности неметаллическими включениями до балла 0 (типично 2-3,5 для промышленных плавок). Единичные остаточные НВ представлены комплексными оксисульфидами благоприятной морфологии. Выплавленная с использованием способа по изобретению сталь обладает более высокими вязкопластическими свойствами, например получена критическая температура хрупкости для стали лабораторной выплавки не выше минус 90°С.
Claims (1)
- Способ производства стали, включающий выплавку металла с содержанием углерода более 0,03 мас. %, выпуск расплава в ковш с отсечкой шлака, присадку шлакообразующих и легирующих материалов, вакуумную обработку расплава в ковше, раскисление, присадку легирующих материалов и разливку, отличающийся тем, что при выплавке металла в процессе вакуумной обработки и перед разливкой определяют содержание водорода, серы, активность кислорода в расплаве и степень окисленности шлака по оксиду железа, при этом выпуск расплава в ковш ведут после достижения содержания водорода ≤5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода 200-500 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа 3-20%, раскисление ведут после достижения содержания водорода ≤1,5 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤100 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2-0,8%, а разливку ведут после достижения содержания водорода ≤1,2 ppm, серы ≤0,005 мас. %, активности кислорода ≤5 ppm в расплаве и степени окисленности шлака по оксиду железа ≤0,2%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151920A RU2639080C1 (ru) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Способ производства стали |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016151920A RU2639080C1 (ru) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Способ производства стали |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2639080C1 true RU2639080C1 (ru) | 2017-12-19 |
Family
ID=60718762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016151920A RU2639080C1 (ru) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Способ производства стали |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2639080C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797319C1 (ru) * | 2022-10-07 | 2023-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ выплавки коррозионностойкой стали в электродуговой сталеплавильной печи постоянного тока с полым графитовым электродом |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2414076A1 (fr) * | 1978-01-09 | 1979-08-03 | British Steel Corp | Procede d'affinage de metal a l'etat liquide |
FR2542761A1 (fr) * | 1983-03-15 | 1984-09-21 | Vallourec | Procede de fabrication d'aciers a haute usinabilite |
US4586956A (en) * | 1985-07-17 | 1986-05-06 | Labate M D | Method and agents for producing clean steel |
RU2353667C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ производства низкокремнистой стали |
RU2427650C2 (ru) * | 2009-11-17 | 2011-08-27 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ внепечной обработки стали |
-
2016
- 2016-12-28 RU RU2016151920A patent/RU2639080C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2414076A1 (fr) * | 1978-01-09 | 1979-08-03 | British Steel Corp | Procede d'affinage de metal a l'etat liquide |
FR2542761A1 (fr) * | 1983-03-15 | 1984-09-21 | Vallourec | Procede de fabrication d'aciers a haute usinabilite |
US4586956A (en) * | 1985-07-17 | 1986-05-06 | Labate M D | Method and agents for producing clean steel |
RU2353667C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ производства низкокремнистой стали |
RU2427650C2 (ru) * | 2009-11-17 | 2011-08-27 | Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ внепечной обработки стали |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797319C1 (ru) * | 2022-10-07 | 2023-06-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ выплавки коррозионностойкой стали в электродуговой сталеплавильной печи постоянного тока с полым графитовым электродом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102071287B (zh) | 耐高温高压合金钢的冶炼方法 | |
JP5910579B2 (ja) | 極低窒素純鉄の溶製方法 | |
JP2018034189A (ja) | 硫黄添加鋼の連続鋳造ノズルの閉塞防止方法 | |
CN102199684A (zh) | 超低氧含钛铁素体不锈钢的生产方法 | |
CN104212934A (zh) | 一种齿轮钢棒材氮化钛夹杂物的控制方法 | |
CN106834602A (zh) | 炼钢用稀土铝钙硅铁复合合金及其制备方法 | |
CN102409133B (zh) | 真空法生产23MnB钢的方法 | |
RU2639080C1 (ru) | Способ производства стали | |
JP2010144195A (ja) | 高窒素含有ステンレス鋼の製造方法 | |
RU2353667C1 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
RU2461635C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали кальцием | |
RU2219249C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали в ковше | |
WO2022039036A1 (ja) | 高マンガン鋼の溶製方法 | |
CN108823355B (zh) | 一种提高钒氮微合金化钢中氮回收率的方法 | |
KR101277611B1 (ko) | 극저탄소강 제조를 위한 진공 순환탈가스 정련방법 | |
RU2394107C2 (ru) | Способ легирования сталей азотом | |
RU2385948C2 (ru) | Способ получения нержавеющей аустенитной стали | |
KR101363923B1 (ko) | 강의 제조방법 | |
RU2394918C2 (ru) | Способ выплавки и вакуумирования рельсовой стали | |
KR20160126516A (ko) | 침지 노즐 막힘을 방지하는 강의 제조 방법 | |
RU2681961C1 (ru) | Способ производства особонизкоуглеродистой стали | |
RU2514125C1 (ru) | Способ раскисления низкоуглеродистой стали | |
RU2233339C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2499839C1 (ru) | Способ производства стали | |
RU2679375C1 (ru) | Способ производства низкоуглеродистой стали с повышенной коррозионной стойкостью |