RU2118380C1 - Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel - Google Patents
Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118380C1 RU2118380C1 RU97117244A RU97117244A RU2118380C1 RU 2118380 C1 RU2118380 C1 RU 2118380C1 RU 97117244 A RU97117244 A RU 97117244A RU 97117244 A RU97117244 A RU 97117244A RU 2118380 C1 RU2118380 C1 RU 2118380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- metal
- slag
- containing material
- steel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке и раскислении легированной ванадием стали. The invention relates to ferrous metallurgy and is intended for use in the smelting and deoxidation of vanadium alloyed steel.
Известен способ выплавки углеродистой стали, по которому сталь раскисляют и микролегулируют в ковше жидким ванадиевым чугуном, в котором предварительно растворяют 20 - 60% силикокальция и 10 - 90% ферромарганца, а остальное количество силикокальция и ферромарганца вводят в ковш под струю металла (авторское свидетельство 539081, кл. C 21 c, 7/06, 1976). There is a known method of smelting carbon steel, in which steel is deoxidized and microligulized in a ladle with liquid vanadium cast iron, in which 20-60% silicocalcium and 10-90% ferromanganese are previously dissolved, and the remaining amount of silicocalcium and ferromanganese are introduced into the ladle under a stream of metal (copyright 539081 , CL C 21 c, 7/06, 1976).
Однако этот способ ряд имеет существенных недостатков: организационные трудности по дозировке и заливке ванадиевого чугуна в ковш; необходимость большого перегрева стали в сталеплавильном агрегате (увеличивается расход топлива, кислорода, повышается угар металла, расплав насыщается газами), так как чугун имеет температуру примерно на 300oC ниже, чем сталь; в ванадиевом чугуне содержится повышенное содержание фосфора (0,06%) и серы (0,04%), которые переходят в сталь.However, this method has a number of significant drawbacks: organizational difficulties in dosing and pouring vanadium cast iron into the ladle; the need for large overheating of steel in the steelmaking unit (fuel, oxygen consumption increases, metal waste increases, the melt is saturated with gases), since cast iron has a temperature of about 300 o C lower than steel; Vanadium cast iron contains a high content of phosphorus (0.06%) and sulfur (0.04%), which go into steel.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является "Способ раскисления, модифицирования конвертерной и мартеновской стали", включающий выпуск металла в ковш, ввод раскислителей, ванадийсодержащего металла для микролегирования ванадием и окончательную доводку металла (патент RU N 1753705, кл. C 21 C 7/06 1994). The closest in technical essence to the proposed one is the "Method of deoxidation, modification of converter and open-hearth steel", including the release of metal into the ladle, the introduction of deoxidizers, vanadium-containing metal for microalloying with vanadium and the final finishing of the metal (patent RU N 1753705, class C 21 C 7 / 06 1994).
К существенным недостаткам способа можно отнести то, что в качестве ванадийсодержащего материала используется кислый конвертерный шлак дуплекс-процесса в твердом состоянии. Применение такого шлака из-за высокой окисленности (FeO более 35%) приводит к существенному переходу раскислителей и дополнительным потерям тепла на его расплавление. При выпуске перегретого металла происходит насыщение его газами и загрязнение экзогенными неметаллическими включениями. Significant disadvantages of the method include the fact that the acidic converter slag of the duplex process in the solid state is used as the vanadium-containing material. The use of such slag due to high oxidation (FeO more than 35%) leads to a significant transition of deoxidizers and additional heat loss to its melting. When a superheated metal is released, it is saturated with gases and contaminated with exogenous non-metallic inclusions.
Задача изобретения - разработка способа производства микролегированной ванадием стали без использования ванадиевых сплавов и лигатур. The objective of the invention is the development of a method for the production of microalloyed vanadium steel without the use of vanadium alloys and alloys.
Техническим результатом является повышение сквозного извлечения ванадия в готовую сталь, снижение расхода ферросплавов, улучшение качества стали и снижение энергозатрат. The technical result is to increase the through extraction of vanadium in finished steel, reducing the consumption of ferroalloys, improving the quality of steel and reducing energy consumption.
Технический результат достигается тем, что в известном способе производства микролегированной ванадием стали, предусматривающем выпуск металла в ковш, ввод раскислителей, ванадийсодержащего материала для микролегирования ванадием и окончательную доводку металла, по изобретению в качестве раскислителей используют материалы, обладающие большим, чем у марганца сродством к кислороду, которые в количестве 30-50% необходимых на плавку вводят в процессе выпуска металла в ковш. Остальное количество раскислителей вводят на ванадийсодержащий материал. Количество ванадийсодержащего материала определяют в зависимости от химического состава и заданной концентрации ванадия в готовой стали, а окончательную доводку металла производят до получения соотношения концентраций ванадия и фосфора в шлаке и металле в интервале 4-100. The technical result is achieved by the fact that in the known method for the production of microalloyed vanadium steel, involving the release of metal into the ladle, the introduction of deoxidizers, vanadium-containing material for microalloying vanadium and the final refinement of the metal, according to the invention, materials having a greater affinity for oxygen than manganese are used as deoxidants , which in the amount of 30-50% required for melting is introduced during the release of metal into the ladle. The remaining amount of deoxidizing agents is added to the vanadium-containing material. The amount of vanadium-containing material is determined depending on the chemical composition and a given concentration of vanadium in the finished steel, and the final refinement of the metal is carried out to obtain a ratio of the concentrations of vanadium and phosphorus in the slag and metal in the range of 4-100.
По изобретению в качестве ванадийсодержащего материала используют ванадиевый конвертный шлак дуплекс- и монопроцессов и первичный мартеновский шлак как в твердом, так и в жидком состоянии. Раскислители, вводимые на ванадийсодержащий материал, используют в дробленом или гранулированном виде. According to the invention, vanadium-containing envelope slag of duplex and monoprocesses and primary open-hearth slag both in solid and in liquid state are used as vanadium-containing material. The deoxidizers introduced on the vanadium-containing material are used in crushed or granular form.
Сущность изобретения основана на прямом легировании стали ванадием из оксидов ванадийсодержащих материалов путем их восстановления раскислителями, обладающими большим, чем у марганца, сродством к кислороду. Это обусловлено тем, что восстановлению должны подвергаться только оксиды железа и ванадия из ванадийсодержащих материалов. В качестве таких восстановителей могут использоваться кремниевые, алюминиевые и кальциевые сплавы и лигатуры. The essence of the invention is based on the direct alloying of vanadium steel from oxides of vanadium-containing materials by their reduction with deoxidants having a greater affinity for oxygen than manganese. This is due to the fact that only iron and vanadium oxides from vanadium-containing materials should undergo reduction. Silicon, aluminum and calcium alloys and alloys can be used as such reducing agents.
По изобретению предусмотрено раскислители в количестве 30-50% от необходимых на плавку вводить в процессе выпуска металла в ковш. При вводе менее 30% необходимых на плавку раскислителей окисленность металла будет высокой, что может приводить к получению этих элементов в готовой стали ниже марочного состава. При вводе более 30% необходимых на плавку раскислителей элементы-раскислители растворяют в металле и не срабатывают как восстановители ванадийсодержащих материалов. According to the invention, deoxidizers are provided in an amount of 30-50% of the required for melting to be introduced during the release of metal into the ladle. With the introduction of less than 30% of the necessary deoxidants for melting, the metal oxidation will be high, which may lead to the production of these elements in the finished steel below the grade. When more than 30% of the deoxidizing agents required for melting is introduced, the deoxidizing elements are dissolved in the metal and do not work as reducing agents for vanadium-containing materials.
Остальное количество раскислителей вводят на ванадийсодержащий материал в дробленом или гранулированном виде, что способствует полноте протекания реакций восстановления оксидов из ванадийсодержащих материалов. The remaining amount of deoxidants is introduced into the vanadium-containing material in crushed or granular form, which contributes to the completeness of the reactions of the reduction of oxides from vanadium-containing materials.
В качестве ванадийсодержащего материала используют ванадиевый конвертерный шлак дуплекс- и монопроцессов и первичный мартеновский шлак как в твердом, так и в жидком состоянии. Эти материалы имеют широкий диапазон концентраций оксидов железа, ванадия, кальция, кремния, фосфора и существенно различаются по индексу основности. As the vanadium-containing material, vanadium converter slag of duplex and monoprocesses and primary open-hearth slag are used both in solid and in liquid state. These materials have a wide range of concentrations of iron, vanadium, calcium, silicon, phosphorus oxides and vary significantly in basicity index.
Предусмотренное по изобретению регулирование состава шлака и металла по приведенным соотношениям в процессе окончательной доводки позволяет использовать такие материалы для производства микролегированной ванадием стали. Provided by the invention, the regulation of the composition of slag and metal according to the given ratios in the process of final finishing allows the use of such materials for the production of microalloyed vanadium steel.
Окончательная доводка металла может производиться любым известным способом, например на установке печь-ковш, установке доводки по металлу, на стендах для продувки газами и порошками и др. На всех стадиях доводки металла по изобретению предусматривается корректировка температуры металла, введение шлакообразующих и иных материалов для регулирования концентраций ванадия и фосфора в металле и шлаке. The final finishing of the metal can be carried out by any known method, for example, on a ladle furnace installation, on-metal finishing installation, on stands for blowing gases and powders, etc. At all stages of finishing the metal according to the invention, it is necessary to adjust the temperature of the metal, introduce slag-forming and other materials for regulation concentrations of vanadium and phosphorus in the metal and slag.
Количество ванадийсодержащего материала определяют в зависимости от его химического состава и заданной концентрации ванадия и фосфора в готовой стали с учетом их фактического восстановления и получения соотношения концентраций ванадия и фосфора в шлаке и металле в интервале 4-100. При получении таких соотношений концентраций ванадия и фосфора в шлаке и металле при окончательной доводке металла обеспечивается содержание ванадия в стали в пределах 0,02 - 0,05% при содержании фосфора в стали не более 0,045%. В случае отклонений соотношений концентраций ванадия и фосфора в шлаке и металле за пределы указанных интервалов производится корректировка концентраций компонентов в шлаке путем соответствующих присадок. В качестве присадок можно использовать известь, плавиковый шпат, шлаки, бой футеровки и др. материалы, количество которых одновременно с получением требуемых соотношений концентраций должно обеспечивать достижение индекса основности шлака не менее 2,0. The amount of vanadium-containing material is determined depending on its chemical composition and a given concentration of vanadium and phosphorus in the finished steel, taking into account their actual reduction and obtaining the ratio of the concentrations of vanadium and phosphorus in the slag and metal in the range of 4-100. Upon receipt of such ratios of the concentrations of vanadium and phosphorus in the slag and metal during the final finishing of the metal, the vanadium content in the steel is provided in the range of 0.02-0.05% with the phosphorus content in the steel not exceeding 0.045%. In the case of deviations in the ratios of the concentrations of vanadium and phosphorus in the slag and metal beyond the specified intervals, the concentrations of the components in the slag are adjusted using appropriate additives. As additives, you can use lime, fluorspar, slag, lining fight and other materials, the amount of which at the same time as obtaining the required concentration ratios should ensure that the slag basicity index is at least 2.0.
Опыты проводились на металлургическом комплексе, оснащенном кислородными конвертерами емкостью 160 т, стендами для продувки металла нейтральным газом и установками для внепечной обработки металла типа "печь-ковш". The experiments were carried out at a metallurgical complex equipped with oxygen converters with a capacity of 160 tons, stands for purging metal with neutral gas, and facilities for out-of-furnace metal processing such as a ladle furnace.
Пример 1. В результате продувки ванадиевого чугуна в кислородном конвертере монопроцессом получили металл с температурой 1640oC следующего химического состава, мас.%: C 0,07; Si сл; Mn 0,07; V 0,0006; P и S 0,025 и ванадийсодержащий шлак, мас.%: FeOобщ 25,3; CaO 42,6; SiO2 12,5; V2O5 7,9; TiO2 3,0; MnO 5,5; MgO 5,2; P 0,28.Example 1. As a result of purging vanadium cast iron in an oxygen converter by a monoprocess, a metal with a temperature of 1640 o C of the following chemical composition was obtained, wt.%: C 0.07; Si sl; Mn 0.07; V 0,0006; P and S 0.025 and vanadium-containing slag, wt.%: FeO total 25.3; CaO 42.6; SiO 2 12.5; V 2 O 5 7.9; TiO 2 3.0; MnO 5.5; MgO 5.2; P 0.28.
При выпуске плавки при наполнении ковша на 1/5-2/3 его высоты ввели весь необходимый на плавку ферромарганец (1200 кг), часть ферросилиция (360 кг) и алюминия (25 кг), что составило 40% от необходимых их расходов на плавку. When releasing smelting when filling the ladle at 1 / 5-2 / 3 of its height, all ferromanganese (1200 kg) necessary for smelting, part of ferrosilicon (360 kg) and aluminum (25 kg) were introduced, which amounted to 40% of their required smelting costs .
После выпуска металла на его поверхность слили 2000 кг ванадийсодержащего шлака из расчета получения 0,05% ванадия в готовой стали с коэффициентом его восстановления, равным 80%. After the release of the metal, 2000 kg of vanadium-containing slag was poured onto its surface based on the preparation of 0.05% vanadium in the finished steel with a reduction coefficient of 80%.
На поверхность шлака загрузки остальное количество дробленного до фракции 40 мм 65% ферросилиция и гранулированного до фракции 10 мм алюминия, что составило 540 и 39 кг соответственно. On the surface of the loading slag, the remaining amount of ferrosilicon crushed to a fraction of 40 mm 65% and aluminum granulated to a fraction of 10 mm, which amounted to 540 and 39 kg, respectively.
Окончательную доводку металла для усреднения химического состава и температуры производили в ковше путем продувки аргоном через пористую пробку в течение 5 мин с интенсивностью 150 л/мин. The final refinement of the metal to average the chemical composition and temperature was carried out in the ladle by blowing argon through a porous plug for 5 min with an intensity of 150 l / min.
После продувки аргоном получили металл с температурой 1590oC следующего химического состава, мас. %: C 0,18; Si 0,30; Mn 0,37; V 0,045; P 0,038; S 0,025 и шлак мас.%: FeOобщ 6,3; CaO 41,6; SiO2 20,5; V2O5 2,9; TiO2 3,5; MnO 10,5; MgO 5,0; Al2O3 9,7; P 0,18.After purging with argon, a metal was obtained with a temperature of 1590 o C of the following chemical composition, wt. %: C 0.18; Si 0.30; Mn 0.37; V 0.045; P 0.038; S 0.025 and slag wt.%: FeO total 6.3; CaO 41.6; SiO 2 20.5; V 2 O 5 2.9; TiO 2 3.5; MnO 10.5; MgO 5.0; Al 2 O 3 9.7; P 0.18.
Соотношение концентраций ванадия и фосфора в шлаке и металле равны 64,4 и 4,7 соответственно, т.е. находятся в требуемом интервале 4-100. The ratio of the concentrations of vanadium and phosphorus in the slag and metal are 64.4 and 4.7, respectively, i.e. are in the required range of 4-100.
Пример 2. В результате продувки ванадиевого чугуна в кислородном конвертере монопроцессом получили металл с температурой 1645oC следующего химического состава, мас.%: C 0,06; Si сл.; Mn 0,06; V 0,007; P 0,023 и S 0,028.Example 2. As a result of purging vanadium cast iron in an oxygen converter by a monoprocess, a metal was obtained with a temperature of 1645 o C of the following chemical composition, wt.%: C 0.06; Si sl .; Mn 0.06; V 0.007; P 0.023 and S 0.028.
В процессе выпуска плавки при наполнении ковша на 1/5 - 2/3 его высоты ввели весь необходимый на плавку ферромарганец (1200 кг), часть ферросилиция (450 кг) и алюминия (32 кг), что составило 50% от необходимых их расходов на плавку. In the process of melting, when filling the ladle at 1/5 - 2/3 of its height, all ferromanganese (1200 kg) necessary for melting, part of ferrosilicon (450 kg) and aluminum (32 kg) were introduced, which amounted to 50% of their required costs melting.
После выпуска металла на его поверхность загрузки 1000 кг первичного мартеновского ванадийсодержащего шлака следующего химического состава, мас.%: Feобщ 40,8; CaO 8,4; SiO2 21,5; V2O5 14,5; TiO2 3,0; MnO 9,5; MgO 3,2; P 0,12 из расчета получения 0,05% ванадия в готовой стали с коэффициентом его восстановления, равным 95%. Конвертерный шлак в ковш не сливался. На шлак загрузили 1800 кг извести для получения в конце доводки основности шлака с индексом 2,1.After the release of metal onto its loading surface, 1000 kg of primary open-hearth vanadium-containing slag of the following chemical composition, wt.%: Fe total 40.8; CaO 8.4; SiO 2 21.5; V 2 O 5 14.5; TiO 2 3.0; MnO 9.5; MgO 3.2; P 0.12 based on the preparation of 0.05% vanadium in the finished steel with a reduction coefficient of 95%. Converter slag did not merge into the ladle. 1800 kg of lime were loaded onto the slag to obtain a slag basicity of 2.1 at the end of the finishing process.
Одновременно на поверхность шлака загрузили остальное количество дробленного до фракции 40 мм 65% ферросилиция и гранулированного до фракции 10 мм алюминия, что составило 450 и 32 кг соответственно. At the same time, the remaining amount of ferrosilicon crushed to a fraction of 40 mm 65% and granulated to a fraction of 10 mm aluminum was loaded onto the slag surface, which amounted to 450 and 32 kg, respectively.
Окончательную доводку металла для получения заданного химического состава и температуры производили на установке печь-ковш. The final refinement of the metal to obtain a given chemical composition and temperature was carried out on a ladle furnace.
После обработки на установке печь-ковш получили металл с температурой 1595oC следующего химического состава, мас.%: C 0,20; SiO 0,32; Mn 0,40; V 0,05; P 0,022 и S 0,020 и шлак, мас.%: FeOобщ - 3,1; CaO - 48,4; SiO2 - 22,8; V2O5 - 2,1; TiO2 - 3,0; MnO - 9,5; MgO - 3,5; Al2O3 - 8,4; P - 0,09.After processing at the ladle furnace, a metal was obtained with a temperature of 1595 o C of the following chemical composition, wt.%: C 0.20; SiO 0.32; Mn 0.40; V 0.05; P 0.022 and S 0.020 and slag, wt.%: FeO total - 3.1; CaO 48.4; SiO 2 22.8; V 2 O 5 - 2.1; TiO 2 - 3.0; MnO 9.5; MgO - 3.5; Al 2 O 3 - 8.4; P is 0.09.
Соотношение концентраций ванадия и фосфора в шлаке и металле равны 42,0 и 4,1 соответственно, т.е. находятся в требуемом интервале 4-100. The ratio of the concentrations of vanadium and phosphorus in the slag and metal are 42.0 and 4.1, respectively, i.e. are in the required range of 4-100.
Использование изобретения позволяет производить микролегированную ванадием сталь, сократить потери легирующих элементов за счет повышения их усвоения металлом из шлака при окончательной доводке, позволяет отказаться от использования при легировании от ванадиевых сплавов и применять для этой цели ранее не используемые ванадийсодержащие шлаки. Предусмотренные по изобретению режимы обработки металла позволяют получать более стабильные результаты по составу металла, сократить процесс окончательной доводки металла, увеличить сквозной коэффициент извлечения ванадия, повысить качество металла за счет дополнительной ассимиляции неметаллических включений и десульфурации металла и расширить сортамент выплавляемых марок сталей. The use of the invention makes it possible to produce microalloyed vanadium steel, to reduce the loss of alloying elements by increasing their absorption by the metal from the slag during the final refinement, to abandon the use of alloying from vanadium alloys and to use previously unused vanadium-containing slags for this purpose. The metal processing modes provided for by the invention allow obtaining more stable metal composition results, shortening the final metal finishing process, increasing the through vanadium extraction coefficient, improving the metal quality due to additional assimilation of non-metallic inclusions and metal desulfurization and expanding the range of smelted steel grades.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117244A RU2118380C1 (en) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117244A RU2118380C1 (en) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2118380C1 true RU2118380C1 (en) | 1998-08-27 |
| RU97117244A RU97117244A (en) | 1999-02-27 |
Family
ID=20198153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97117244A RU2118380C1 (en) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2118380C1 (en) |
-
1997
- 1997-10-27 RU RU97117244A patent/RU2118380C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU601422B2 (en) | Method of making steel | |
| US4097269A (en) | Process of desulfurizing liquid melts | |
| US4604138A (en) | Process for refining hot metal | |
| RU2105072C1 (en) | Method for production of steel naturally alloyed with vanadium in conversion of vanadium iron in oxygen steel-making converters by monoprocess with scrap consumption up to 30% | |
| RU2118380C1 (en) | Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel | |
| US5037609A (en) | Material for refining steel of multi-purpose application | |
| RU2166550C2 (en) | Method of producing low-silicon steel | |
| KR100267271B1 (en) | The manufacturing method of low carbon steel with high purity | |
| RU2096491C1 (en) | Steel foundry process | |
| SU1675340A1 (en) | Method of melting rail steel in basic oxygen converter | |
| SU855006A1 (en) | Method of steel production | |
| RU2064509C1 (en) | Method of deoxidizing and alloying vanadium-containing steel | |
| RU2254380C1 (en) | Method of production of rail steel | |
| SU1285016A1 (en) | Slag-forming mixture for refining molten metal | |
| RU2197537C2 (en) | Method of steel making | |
| SU1035079A1 (en) | Manganese slag | |
| RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels | |
| SU954171A1 (en) | Method of extrafurnace treatment of steel | |
| RU2133281C1 (en) | Method of producing vanadium-containing rail steel in electric furnaces | |
| RU2104311C1 (en) | Method of alloying steel by manganese | |
| RU2120477C1 (en) | Method of deoxidization, modification, and vanadium-alloying of steel | |
| RU1753705C (en) | Process for deoxidizing and microalloying of converter and open-hearth steel | |
| SU821501A1 (en) | Method of steel production | |
| RU2269577C1 (en) | Steel producing method in electric arc steel melting furnace | |
| RU2068002C1 (en) | Method of motor car sheet steel production |