SE467828B - SET TO MANUFACTURE STAINLESS STEEL - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method of manufacturing stainless steel, by treating a raw high-carbon steel in a first stage with a gaseous mixture that contains oxygen and inert gas, therewith lowering the carbon content of the raw steel to a value of 0.2-0.1 %. The steel bath is then treated in a second stage with solely an inert gas, until the carbon content has fallen to the desired value. The invention is characterized in that the steel bath is treated in the first stage alternately with an oxygen-rich gas and with an inert gas, until the carbon content of the steel has fallen to the desired value.

Description

10 15 20 25 30 35 467 828 2 komplikation av processen och därmed höjda kostnader för investering i instrument och underhåll. 10 15 20 25 30 35 467 828 2 complication of the process and thus increased costs for investment in instruments and maintenance.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma ett avkol- ningsförfarande för rostfritt stål med syrgas och inertgas utan ändring av blandningsförhâllandet som funktion av kolhalten. Förfarandet ger lika låg kromoxidation som det konventionella förfarandet med olika blandningsförhållande mellan syrgas och inertgas.The present invention aims to provide a carbonization process for stainless steel with oxygen and inert gas without changing the mixing ratio as a function of the carbon content. The process gives as low a chromium oxidation as the conventional process with different mixing ratios between oxygen and inert gas.

Enligt föreliggande uppfinning sker avkolningen med enbart ett blandningsförhållande av till exempel fyra delar syrgas och en del inertgas, 4/1. Detta blandningsförhållande behålles tills kolhalten sjunkit till låga värden, exempelvis 0,2%. Under avkolningen från 1,5 till O,2% körs således samma blandning. Under denna period inblåses under korta perioder inertgas i avsevärda mängder. Dessa periodiska inertgasin- blåsningar åstadkommer i stort sett samma avkolningsförlopp som erhålles med de ändrade blandningsförhållanden enligt den konventionella tekniken. ' De korta perioder av inertgasinblåsning kan ske i ett förutbestämd periodicitet, exempelvis en tvåminuters inert- gasblåsningsperiod var femte minut. Inertgasblåsningsperiod- erna är förutbestämda och oberoende av kolhalten, varför processen kan fortgå utan stopp för provtagning och analys.According to the present invention, the decarburization takes place with only a mixing ratio of, for example, four parts oxygen and one part inert gas, 4/1. This mixing ratio is maintained until the carbon content has dropped to low values, for example 0.2%. During the decarburization from 1.5 to 0.2%, the same mixture is thus run. During this period, inert gases are blown in for short periods in considerable amounts. These periodic inert gas blows produce essentially the same decarburization process obtained with the changed mixing conditions according to the conventional technique. The short periods of inert gas injection can take place in a predetermined periodicity, for example a two-minute inert gas injection period every five minutes. The inert gas blowing periods are predetermined and independent of the carbon content, so the process can continue without stopping for sampling and analysis.

Kromoxidationen blir inte större utan snarare lägre med denna process, samtidigt som processtiden blir kortare och produk- tiviteten därför högre.Chromium oxidation does not become greater but rather lower with this process, at the same time as the process time becomes shorter and productivity is therefore higher.

Skillnaden mellan föreliggande uppfinning och den konventionella metoden är avsevärd och grundläggande. Enligt den konventionella metoden är det de ändrade blandningsför- De allt syrefattigare blandningarna skall successivt hålla tillbaka kromets oxidation och samtidigt främja kolets oxidation. hållandena som skyddar kromen från oxidation.The difference between the present invention and the conventional method is considerable and fundamental. According to the conventional method, it is the altered mixture- The increasingly oxygen-poor mixtures must gradually hold back the oxidation of chromium and at the same time promote the oxidation of carbon. the conditions that protect the chromium from oxidation.

Inertgasens uppgift är således, enligt den konventionella metoden att främja kolets oxidation jämfört med kromets oxidation.The task of the inert gas is thus, according to the conventional method, to promote the oxidation of carbon compared to the oxidation of chromium.

Föreliggande uppfinning använder sig av en helt annan mekanism. De periodiskt återkommande inertgasinblåsningarna åstadkommer en reaktion mellan kolhalten i badet och syret 10 15 20 25 30 35 .[2- cm sa CO m CO 3 bundet till krom i form av kromoxid. Kromoxiden reduceras således med kol under inertgasinblåsningen.The present invention uses a completely different mechanism. The periodic inert gas blows cause a reaction between the carbon content of the bath and the oxygen [2 cm 2 CO m CO 3 bonded to chromium in the form of chromium oxide. The chromium oxide is thus reduced with carbon during the inert gas injection.

Ovanstående torde förklara det överraskande förhållandet att processen kan genomföras utan ändring av förhållandet mellan syrgas och kvävgas i den inblåsta gasblandningen. Det skall dock påpekas att denna förklaring icke behöver utgöra den vetenskapliga sanningen. En annan förklaring kan vara att den konventionella metoden med de varierande förhållanden syrgas/inertgas helt enkelt är onödig och således kan undvaras utan egentlig olägenhet.The above should explain the surprising fact that the process can be carried out without changing the ratio of oxygen to nitrogen in the blown gas mixture. It should be noted, however, that this explanation need not constitute the scientific truth. Another explanation may be that the conventional method with the varying oxygen / inert gas ratios is simply unnecessary and thus can be dispensed with without any real inconvenience.

I praktisk mening viktigaste skillnaden är dock den rationaliseringsvinsten som erhålles då de vid bestämda kolhalter införda växlingen av blandningsförhållandet mellan syre och inertgas med stopp, provtagning och väntetider som trots stor insats av tid och investering i mätutrustning inte alltid kan utföras med tillfredsställande noggrannhet.In practical terms, however, the most important difference is the rationalization gain obtained when the change of the mixing ratio between oxygen and inert gas introduced at certain carbon contents with stop, sampling and waiting times which, despite great effort of time and investment in measuring equipment, can not always be performed with satisfactory accuracy.

Exempel 1.Example 1.

Ett råstål hade följande analys: C Si Mn Cr Ni 1.21 0.31 1.13 17.21 8.95 Det flytande råstålet behandlades i en 5 tons konverter genom insprutning av syrgas och kvävgas. Behandlingen skedde i tre steg: först med 4 delar syre och en del kvävgas sedan med IL del syre och en del kvävgas och slutligen med en blandning innehållande en del syre och tre delar argon. Väx- lingspunkterna mellan de olika stegen var 0.53 % C respektive 0.18 % C. Slutkolhalten blev 0.041 %.A crude steel had the following analysis: C Si Mn Cr Ni 1.21 0.31 1.13 17.21 8.95 The liquid crude steel was treated in a 5 ton converter by injecting oxygen and nitrogen. The treatment took place in three steps: first with 4 parts oxygen and one part nitrogen gas then with IL part oxygen and one part nitrogen gas and finally with a mixture containing some oxygen and three parts argon. The change points between the different steps were 0.53% C and 0.18% C, respectively. The final carbon content was 0.041%.

Tidsutnyttjandet blev: Steg 1 32 min Steg 2 9 min Steg 3 12 min Prov 1 5 min Prov 2 4 min Prov 3 5 min Reduktion inklusive slaggdragning 17 min Justering 11 min Tappning 3 min Sza _ 98 min 10 15 20 25 30 35 467 828 4 Materialförbrukningen blev: Syrgas 29.04 Nm3/t Kvävgas 18.10 " Argon 10.07 " Kisel 20.32 kg/t Kalk 70.28 " Exempel 2.The time utilization was: Step 1 32 min Step 2 9 min Step 3 12 min Sample 1 5 min Sample 2 4 min Sample 3 5 min Reduction including slag drawing 17 min Adjustment 11 min Draining 3 min Sza _ 98 min 10 15 20 25 30 35 467 828 The material consumption was: Oxygen 29.04 Nm3 / h Nitrogen gas 18.10 "Argon 10.07" Silicon 20.32 kg / h Lime 70.28 "Example 2.

Ett råstâl behandlades i en 5 tons konverter, varvid råstålet hade följande analys: C Si Mn Cr Ni 1.24 0.37 1.32 18.3 9.01 Behandlingen skedde enligt föreliggande uppfinning.A crude steel was treated in a 5 ton converter, the crude steel having the following analysis: C Si Mn Cr Ni 1.24 0.37 1.32 18.3 9.01 The treatment took place according to the present invention.

Först inblåstes en gasblandning bestående av 4 delar syrgas och en del kvävgas. 7 minuter efter blåsningens början utfördes en kvävgasblåsning under 30 sekunder varvid kväv- gasflödet uppgick till 0.81 Nm3/min,ton. Därefter återupptogs blåsningen med fyra delar syrgas och en del kväve. Vid 12 minuters total blåstid utfördes ytterligare en 30 sekunders kvävgasblâsning med 0.81 IMF/min,ton. Därefter upprepades kväveinblåsningsperioden efter var femte minut. Sammanlagt utfördes Efter 38 minuters blåsning togs ett kolprov som visade O.I7 % C; Därefter inblåstes enbart argon i 7 minuter, varvid flödet var 0.73 NnP/minpcon. slutkolnalten blev o.os9 2.First, a gas mixture consisting of 4 parts of oxygen and one part of nitrogen gas was blown in. 7 minutes after the start of the blowing, a nitrogen gas was blown for 30 seconds, the nitrogen gas flow amounting to 0.81 Nm3 / min, ton. Then the blowing was resumed with four parts oxygen and one part nitrogen. At a total blowing time of 12 minutes, a further 30 seconds of nitrogen blowing was performed at 0.81 IMF / min, ton. Thereafter, the nitrogen injection period was repeated after every five minutes. In total, performed After 38 minutes of blowing, a carbon sample was taken showing O.I7% C; Thereafter, only argon was blown in for 7 minutes, the flow being 0.73 NnP / minpcon. the final colnal became o.os9 2.

Tidsutnyttjandet blev: Steg 1. inkl. kväveblåsningar 38 min Steg 2. 12 min Prov 1 5 min sex kväveblâsningsperioder.The time utilization was: Step 1. incl. nitrogen blowing 38 min Step 2. 12 min Sample 1 5 min six nitrogen blowing periods.

Reduktion inkl. slaggdragning 18 min Justering 11 min Tappning 4 min Sza 88 min Materialförbrukningen blev: syrgas 27 . 22 NnP/t Kvävgas 17.10 " Argon 11.02 " Kisel 18.02 kg/t Kalk 62.31 " _10 15 467 82 CO 5 Av de båda exemplen framgår att en tidsbesparing på 10 minuter, vilket utgör en c:a 10 procentig produktivitets- vinst. Kiselförbrukningen är också lägre med föreliggande metod, medan de övriga förbrukningssiffrorna är i stort sätt oförändrade.Reduction incl. slag drawing 18 min Adjustment 11 min Bottling 4 min Sza 88 min Material consumption was: oxygen 27. 22 NnP / h Nitrogen gas 17.10 "Argon 11.02" Silicon 18.02 kg / h Lime 62.31 "_10 15 467 82 CO 5 The two examples show that a time saving of 10 minutes, which constitutes an approximately 10 percent productivity gain. The silicon consumption is also lower with the present method, while the other consumption figures are largely unchanged.

Av de framförda exemplen framgår således att förfarandet enligt uppfinningen leder till produktivitetsökning och besparing av förbrukningsmaterial.The examples given thus show that the method according to the invention leads to an increase in productivity and a saving of consumables.

I föreliggande beskrivning och patentkrav avses enligt föreliggande uppfinning med en oxygenrik gas en gasblandning bestående av minst 50 volymprocent oxygen, varvid återstoden utgöres av en inert gas, t ex nitrogen eller argon. Gasbland- ningen innehåller företrädesvis minst 70 % oxygen. Ett föredraget intervall för oxygenhalten är 75-90 %. Med inertgas avses en gasblandning innehållande minst 70 volym- procent av en inert gas, t ex nitrogen. Enligt föreliggande definition är även luft att betrakta som en inert gas.In the present description and claims, according to the present invention, with an oxygen-rich gas is meant a gas mixture consisting of at least 50% by volume of oxygen, the remainder being an inert gas, for example nitrogen or argon. The gas mixture preferably contains at least 70% oxygen. A preferred range for the oxygen content is 75-90%. By inert gas is meant a gas mixture containing at least 70% by volume of an inert gas, eg nitrogen. According to the present definition, air is also to be regarded as an inert gas.

Föreliggande inerta gas innehåller minst 90 %, speciellt ' minst 99% inert gas, t ex argon eller nitrogen.The present inert gas contains at least 90%, especially at least 99% of inert gas, eg argon or nitrogen.

Claims (9)

10 15 20 25 30 467 828 PATENTKRAV .10 15 20 25 30 467 828 PATENT CLAIMS. 1. Sätt att tillverka rostfritt stål genom behandling av ett råstål med hög kolhalt i ett första steg med en gasbland- ning innehållande oxygen och inertgas, varvid stålets kolhalt sänkes till ett värde av 0,2-0,1 %, och därefter i ett andra steg med enbart inertgas tills kolhalten har sjunkit till det önskade värdet, kännetecknat därav, att man i det första steget behandlar stålet växelvis med en oxygenrik gas och inertgas tills stålets kolhalt har sjunkit till det angivna värdet.A method of producing stainless steel by treating a high carbon crude steel in a first step with a gas mixture containing oxygen and inert gas, lowering the carbon content of the steel to a value of 0.2-0.1%, and then in a second step with inert gas only until the carbon content has dropped to the desired value, characterized in that in the first step the steel is treated alternately with an oxygen-rich gas and inert gas until the carbon content of the steel has dropped to the specified value. 2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat därav, att behandlings- tiden med inertgas i det första behandlingssteget är 50 - 5 % av behandlingstiden med den oxygenrika gasen.2. A method according to claim 1, characterized in that the treatment time with inert gas in the first treatment step is 50 - 5% of the treatment time with the oxygen-rich gas. 3. Sätt enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att behandlingen med inertgas i det första steget upprepas med konstanta tidsintervall.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the treatment with inert gas in the first step is repeated at constant time intervals. 4. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-3, kännetecknat därav, att behandlingsperioderna för inertgasbehandlingen i det första steget är lika långa.4. A method according to one or more of claims 1-3, characterized in that the treatment periods for the inert gas treatment in the first step are equal in length. 5. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-4, kännetecknat därav, att oxygenhalten i den oxygenrika gasen är konstant.5. A method according to one or more of claims 1-4, characterized in that the oxygen content of the oxygen-rich gas is constant. 6. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-4, kännetecknat därav, att oxygenhalten är minst 70 %, företrädesvis 75-90 %.Method according to one or more of Claims 1 to 4, characterized in that the oxygen content is at least 70%, preferably 75-90%. 7. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-6, kännetecknat därav, att inertgasen i det första steget är nitrogen.7. A method according to one or more of claims 1-6, characterized in that the inert gas in the first stage is nitrogen. 8. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-6, kännetecknat därav, att inertgasen i det första steget är argon.8. A method according to one or more of claims 1-6, characterized in that the inert gas in the first step is argon. 9. Sätt enligt ett eller flera av kraven 1-6, kännetecknat därav, att inertgasen i det första steget är luft. rv9. A method according to one or more of claims 1-6, characterized in that the inert gas in the first stage is air. rv