SE470020B - Ways to make stainless steel by treating with oxygen and inert gas - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 47Û G25 2 del argon tills kolhalten sjunkit till 0.4% varefter syr- gasandelen sänks till en del syrgas och en del argon, tills kolhalten sjunkit till 0,2%, varefter en tredje blandning tillförs med proportionerna en del syrgas och tre delar argon. 10 15 20 25 30 35 47Û G25 2 part of argon until the carbon content has dropped to 0.4%, after which the gas content is reduced to some oxygen and some argon, until the carbon content dropped to 0.2%, after which a third mixture supplied with the proportions one part oxygen and three parts argon.

Karakteristiskt för AOD processen är således att u. gasblandningens sammansättning ändras såsom en funktion av kolhalten, så att ju lägre kolhalten är desto lägre blir syrgasandelen och desto högre argonandelen. Gasblandningens sammansättning kan ändras stegvist eller kontinuerligt i AOD processen, dock alltid på ett sådant sätt att argon- halten ökar ju lägre kolhalten är. Bakom förfaringssättet ligger ett resonemang som går ut på att för mycket syrgas i det låga kolhaltsområdet skulle föra till ökad kromoxida- tion.Characteristic of the AOD process is thus that u. the composition of the gas mixture changes as a function of carbon content, so that the lower the carbon content, the lower it becomes the oxygen content and the higher the argon content. The gas mixture composition can be changed step by step or continuously in AOD process, but always in such a way that argon- the content increases the lower the carbon content. Behind the procedure is a reasoning that there is too much oxygen in the low carbon content would lead to increased chromium oxidation tion.

Föreliggande uppfinning hänför sig till avkolning av rostfritt stål i lågkolhaltsområdet dvs. då kolhalten är lägre än 0,2-0,1%. Uppfinningen utmärkes av att den för avkolningen nödvändiga syrgasen inblåses i en gasblandning med hög syrgashalt. Det för avkolningen nödvändiga syret tillförs i mindre delmängder under avkolningsförloppet.The present invention relates to the carbonization of stainless steel in the low carbon range, ie. when the carbon content is lower than 0.2-0.1%. The invention is characterized in that it conducts the decarbonization necessary oxygen is blown into a gas mixture with high oxygen content. The oxygen necessary for decarburization added in smaller amounts during the decarburization process.

Tvärtemot den konventionella AOD processen tillförs enligt föreliggande uppfinning den nödvändiga syrgasen i en gasblandning med hög syrgashalt under avkolningen i lågkol- haltsområdet.Contrary to the conventional AOD process is added according to the present invention the necessary oxygen in a gas mixture with high oxygen content during decarburization in low carbon the lame area.

Flertalet jämförande försök och teoretiska övervägan- den har lett fram till slutsatsen att användning av gas- blandningar med låg syrehalt i lågkolhaltsområdet leder till lägre effektivitet, dvs. lägre avkolningshastighet än användning av gasblandningar med hög syrehalt i lågkol- haltsområdet. Kolmonoxidbildningen är nämligen en funktion av bl.a. syrepotentialen i smältan dvs den lösta syrehal- ten. Om en syre argonblandning med låg syrehalt används minimeras den lösta syrehalten eftersom argonet spolar ut CO ur smältan. På detta sätt sker avkolningen vid låg löst syrenivå.The majority of comparative experiments and theoretical considerations it has led to the conclusion that the use of gas mixtures with low oxygen content in the low carbon range lead to lower efficiency, ie. lower decarburization rate than use of gas mixtures with high oxygen content in low carbon the lame area. Carbon monoxide formation is a function of i.a. the oxygen potential of the melt, ie the dissolved oxygen content ten. If an oxygen-low oxygen content mixture is used the dissolved oxygen content is minimized as the argon flushes out CO from the melt. In this way, the decarburization takes place at low solubility acid level.

Enligt föreliggande uppfinning maximeras den lösta syrenivån, så att argonets förmåga att ur smältan spola ut _14 10 15 20 25 30 35 3 kolmonoxid också maximeras. Sättet att maximera den lösta syrenivån sker enligt uppfinningen så att syre/argonbland- ningar med hög syrehalt används. Den höga lösta syrehalt- snivån upprätthålls genom hela avkolningsperioden i lågkol- haltsområdet genom att en gasblandning med hög syrehalt ínblåses under relativt korta perioder. Den höga lösta syrehaltsnivån upprätthålls således under hela avkolnings- perioden genom att en syrerik gasblandning periodvis in- blåses under avkolningsperioden.According to the present invention, the dissolved is maximized the oxygen level, so that the argon's ability to flush out of the melt _14 10 15 20 25 30 35 3 carbon monoxide is also maximized. The way to maximize the solved the oxygen level is according to the invention so that the oxygen / argon mixture high oxygen content is used. The high dissolved oxygen content the level is maintained throughout the decarburization period in the low-carbon the content range by a gas mixture with a high oxygen content blown in for relatively short periods. The high resolved the oxygen content level is thus maintained throughout the period by periodically incorporating an oxygen-rich gas mixture blown during the decarburization period.

Uppfinningen beskrives närmare med hjälp av ritningen, på vilken fig. la schematiskt visar kolhalten som funktion av gasinblåsningen enligt teknikens ståndpunkt och fig lb schematiskt visar kolhalten som funktion av gasinblåsningen enligt föreliggande uppfinning.The invention is described in more detail with the aid of the drawing, in which Fig. 1a schematically shows the carbon content as a function of the gas injection according to the prior art and Fig. 1b schematically shows the carbon content as a function of the gas injection according to the present invention.

I fig. la visas blåsningsförloppet schematiskt enligt den konventionella AOD processen. Gassammansättningen ändras stegvist: vid de höga kolhalterna är förhållandet 02/Ar lika med 4/1, dvs fyra volymdelar syrgas och en vo- lymdel argon. Vid 0,4% kol ändras förhållandet till 1/1, dvs en del syrgas och en del argon. Vid 0,2% kol ändras gassammansättningen igen till 1/4 dvs. en del syrgas mot 4 delar argon. Det är klart att syrgashalten i gasblandningen sjunker med sjunkande kolhalt i smältan, samtidigt som argonhalten ökar. Den höga argonhalten maximerar avkol- ningen så att smältans lösta syrehalt blir låg och förblir låg under hela avkolningsprocessen. Den samtidigt, i låg koncentration inblåsta syrgasen förmår ej höja den lösta syrenivån, eftersom den samtidiga kraftiga argonblåsningen verkar i motsatt riktning dvs i avkolningens riktning då syrehalten sänks samtidigt med kolhalten under bildning av CO.Fig. 1a shows the blowing process schematically according to the conventional AOD process. The gas composition changes gradually: at the high carbon levels the ratio is 02 / Ar equals 4/1, ie four volumes of oxygen and one vo- lymdel argon. At 0.4% carbon, the ratio changes to 1/1, ie some oxygen and some argon. At 0.2% carbon changes the gas composition again to 1/4 ie. some oxygen against 4 parts argon. It is clear that the oxygen content of the gas mixture decreases with decreasing carbon content in the melt, at the same time as the argon content increases. The high argon content maximizes carbonation. so that the dissolved oxygen content of the melt becomes low and remains was during the entire decarburization process. It at the same time, in low concentration of blown oxygen is not able to raise the dissolved the oxygen level, because the simultaneous powerful argon blowing acts in the opposite direction, ie in the direction of decarburization then the oxygen content is lowered simultaneously with the carbon content to form CO.

I fig. lb visas blåsningsförloppet schematiskt enligt föreliggande uppfinning. Fram till 0,2-0,1 % kol dvs inom högkolhaltsområdet är de båda förloppen framställda som lika eftersom föreliggande uppfinning hänför sig till lågkolhaltsområdet, dvs då kolhalten är lägre än 0,2 %. Det framgår av diagrammet att det nödvändiga syret ínblåses i en gasblandning med hög syrehalt, nämligen en med Oz/Ar 10 15 20 25 30 35 470 020 4 lika med 4/1 dvs. av samma sammansättning som gasbland- ningen hade vid avkolningsprocessens början. Den höga lösta syrenivån i smältan upprätthålles genom successiv blåsning med den syrerika blandningen.Fig. 1b shows the blowing process schematically according to present invention. Up to 0.2-0.1% carbon ie within high carbon content, the two processes are presented as as the present invention relates to the low carbon content range, ie when the carbon content is lower than 0.2%. The the diagram shows that the necessary oxygen is blown into a gas mixture with a high oxygen content, namely one with Oz / Ar 10 15 20 25 30 35 470 020 4 equal to 4/1 ie. of the same composition as the gas mixture at the beginning of the decarburization process. The high resolved the oxygen level in the melt is maintained by successive blowing with the oxygen-rich mixture.

Exempel 1. Konventionell AOD process.Example 1. Conventional AOD process.

En råstålsmälta hade följande sammansättning: C Si Mn Cr Ni 0,74 0,47 0,87 17,15 11,36 Det flytande råstålet behandlades i en 5 tons kon- verter först med en gasblandning av 02/Ar = 3/1 ner till 0,3% kol och sedan med en gasblandning OZ/Ar = 1/1 till en kolhalt av 0,141%, varigenom avkolningen i högkolhaltsom- rådet avslutades och avkolningen i lågkolhaltsområdet påbörjades med en gasblandning av 02/Ar = 1/4, varav det inblåstes 16 Nm? 02 och 65,3 NIF Ar, varefter prov tagits.A crude steel melt had the following composition: C Si Mn Cr Ni 0.74 0.47 0.87 17.15 11.36 The liquid crude steel was treated in a 5 tonne verts first with a gas mixture of 02 / Ar = 3/1 down to 0.3% carbon and then with a gas mixture OZ / Ar = 1/1 to one carbon content of 0.141%, whereby the decarburization in the high carbon content the Council was terminated and the decarburization in the low-carbon area was started with a gas mixture of 02 / Ar = 1/4, of which was blown in 16 Nm? 02 and 65.3 NIF Ar, after which samples were taken.

Den visade på en kolhalt av 0,053 %.It showed a carbon content of 0.053%.

Vid avkolningen i det låga kolhaltsområdet förbrukades således 3,2 Nma syrgas och 13,1 Nma argon per ton stål.During the carbonization in the low carbon content area was consumed thus 3.2 Nma oxygen and 13.1 Nma argon per ton of steel.

Exempel 2. avkolning enligt föreliggande uppfinning.Example 2. Carburization according to the present invention.

En råstålsmälta hade följande analys: C Si Mn Cr Ni 0,80 0,41 0,81 17,01 10,90 Det flytande råstålet behandlades i en 5 tons kon- verter först med en gasblandning avtb/Ar = 3/1 ner till 0,150% kol varefter avkolning i lågkolhaltsområdet påbörja- des enligt föreliggande uppfinning. först inblåstes 10 Nma argon, därefter 5 Nm? av en gasblandning bestående av 3 delar syrgas och 1 del argon, dvs samma blandning som användes under avkolning i högkolhaltsområdet: Oz/Ar = 3/1.A crude steel melt had the following analysis: C Si Mn Cr Ni 0.80 0.41 0.81 17.01 10.90 The liquid crude steel was treated in a 5 tonne verter first with a gas mixture avtb / Ar = 3/1 down to 0.150% carbon after which decarburization in the low carbon range begins according to the present invention. first 10 Nma was blown in argon, then 5 Nm? of a gas mixture consisting of 3 parts oxygen and 1 part argon, ie the same mixture as was used during decarburization in the high carbon content range: Oz / Ar = 3/1.

Avkolningen fortsatte genom upprepning fyra gånger av de två stegen: 10 Nma argon följt av 5 Nm? gasblandning med proportionerna 02/Ar är 3/1. Sammanlagt inblåstes således 4 gånger 10 Nm? argon-och 4 gånger 5 Nm3(5/Ar = 3/1 bland- ning. Avkolningen avslutades med inblåsning av 10 Nma ar- gon. Sammanlagt inblåstes 15 Nms syrgas och 52 Nma argon.The decarburization continued by repeating four of them two steps: 10 Nma argon followed by 5 Nm? gas mixture with the proportions 02 / Ar are 3/1. In total, 4 were thus inspired times 10 Nm? argon and 4 times 5 Nm3 (5 / Ar = 3/1 mixed ning. The decarburization was completed by blowing in 10 Nma ar- gon. A total of 15 Nms of oxygen and 52 Nma of argon were blown in.

Per ton inblåstes 3,0 Nm3 syrgas och 10,4 Nma argon.Per ton, 3.0 Nm3 of oxygen and 10.4 Nma of argon were blown in.

De erhållna värdena kan sammanfattas i följande ta- bell: h* , 10 15 470 020 5 02 Ar Avkoln. konv. AoD 3,2 13,1 o,oss% förel. uppf. 3,0 10,4 0,109% Det framgår av tabellen att förbrukningen av gaserna var lägre, medan avkolningen var större enligt föreliggande uppfinning.The values obtained can be summarized in the following bell: hrs* , 10 15 470 020 5 02 Ar Avkoln. conv. AoD 3.2 13.1 o, us% lecture. opg. 3.0 10.4 0.109% It appears from the table that the consumption of the gases was lower, while the decarburization was greater according to the present invention.

I ovanstående beskrivning var det argon som som an- vändes vid avkolningens genomförande. Det är dock klart att andra gaser ur gruppen inerta gaser hade också kunnat användas med liknande resultat. Argon reagerar inte kemiskt vid inblåsning i det flytande stålet utan verkar som spol- ningsgas för avlägsnande av CO ur det smälta stålet. Gaser som kvävgas, vätgas, helíum mm hade kunnat användas för detta ändamål. Användning av argon sker således som exempel och ej som begränsande vid genomförande av uppfinningen.In the above description, it was argon which as used was reversed during the decarburization. However, it is clear that other gases from the inert gas group could also have be used with similar results. Argon does not react chemically when blown into the liquid steel but acts as a coil gas to remove CO from the molten steel. Gases which nitrogen gas, hydrogen gas, helium etc. could have been used for for this purpose. The use of argon is thus an example and not as limiting in the practice of the invention.

Claims (1)

10 470 OZÛ PATENTKRAV Sätt att tillverka rostfritt stål genom behandling av ett råstål med hög kolhalt i ett första steg med en gas- blandning innehållande oxygen och inertgas, varvid stålets kolhalt sänkes till ett värde av 0,2-0,1 %, och därefter i ett andra steg med oxygen och inertgas, kännetecknat därav att man i det andra steget behandlar stålet växelvis med en oxygenrik gas och inertgas tills stålets kolhalt sjunkit till det slutvärde som motsvarar kolhalten i det färdiga stålet. ,.,,10 470 OZÛ CLAIMS Method of manufacturing stainless steel by treating a high carbon crude steel in a first step with a gas mixture containing oxygen and inert gas, thereby lowering the carbon content of the steel to a value of 0.2-0.1%, and thereafter. in a second stage with oxygen and inert gas, characterized in that in the second stage the steel is treated alternately with an oxygen-rich gas and inert gas until the carbon content of the steel has dropped to the final value corresponding to the carbon content of the finished steel. ,. ,,