Способ азотирования металла в конвертере

 

Изобретение относится к азотированию металла газообразным азотом при выплавке стали в конвертере. Цель изобретения -.ровьппение степени усвоения азота, увеличение выхода годного и снижение расхода азотированных ферросплавов. При выплавке в металл вводят нитридообразующие элементы в количестве 0,5-2,0 кг/т стали, причем 20-40% их расхода вводят при достижении углерода в металле 0,8-1,2% с одновременным увеличением содержания азота в дутье до 15-30%. Остальное количество вводят при содержании углерода в металле 0,1-0,2% и 80-95% азота в дутье. В качестве материалов, содержащих нитридообразующие элементы, используют ванадиевьй шпак. Окислы ванадия повьппагот растворимость азота в стали, что приводит к снижению расхода ферросплавов и повьппению выхода годного . 1 з.п. ф-лы, 2 табл. I О)

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51)4 С 21 С 5/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕ (НЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3843067/22-02 (22) 11.01.85 (46) 15.02 ° 87. Бюл. 1(6 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И.П. Бардина (72) А.N. Поживанов, А.Г. Шалимов, П,И. Югов, Л.П. Климов, В.П. Кириленко и В.В. Рябов (53) 669.184.26(088.8) (56) Заявка ФРГ В 2237498, кл. С 21 С 5/28, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 372270, кл. С 21 С 5/28, 19?3.

Авторское свидетельство СССР

У 836123, кл. С 21 С 5/52, 1981. (54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В

КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к азотированию металла газообразным азотом при выплавке стали в конвертере.

Цель изобретения — ловьппение степени усвоения азота, увеличение выхода годного и снижение расхода азотированных ферросплавов. При выплавке в металл вводят нитридообраэующие элементы в количестве 0,5-2,0 кг/т стали, причем 20-40Х их расхода вводят при достижении углерода в металле 0,8-1;27 с одновременным увеличением содержания азота в дутье до

15-303. Остальное количество вводят при содержании углерода в металле

0,1-0 2Х и 80-95Х азота в дутье. В качестве материалов, содержащих нитридообразующие элементы, используют ванадиевьп1 шлак. Окислы ванадия повьппают растворимость азота в стали, что приводит к снижению расхода ферросплавов и повьппению выхода годного. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1 12

Изобретение относится к черной металлургии, к азотированию металла в конвертере, и может быть использовано в конвертерных цехах.

Цель изобретения — повышение сте-, пени усвоения азота, увеличение выхода годного и снижение расхода азотированных ферросплавов.

В металл дополнительно по ходу продувки двумя порциями вводят нитридообразующие элементы в количестве 0,5-2,0 кг/т стали, причем 2040Х. от общего расхода присаживают при достижении углерода в металле

0,8-1,27. с одновременным увеличением содержания азота в дутье до

15 30X а остальное количество. вводят при достижении углерода в ме талле 0,1-0,27. и увеличивают содержание азота в дутье до 80-95Х. В . качестве нитридообразующих используют ванадиевый шлак.

Верхний предел содержания углерод определяется тем, что при углероде более 1,27 в металле происходит интенсивное перемешивание ванны окисью углерода, что отрицательно влияет на кинетику адсорбции азота. При содержании углерода менее 0,87. продувка азоткислородной смесью с 15-30Х

М приводит к снижению насыщения мея талла азотом, так как начинается интенсивное нарастание окисленности. шлака.

Содержание азота в смеси 15-30Х

;в этот период определяется необходимостью поддержания определенной окисленности металла и достаточно интенсивного его азотирования из-за высокой скорости обезуглероживания металла. При содержании азота в смеси менее 15Х количество его существенно ниже предела растворимости в металле при этих условиях. Однако содержание азота в азотнокисловодной смеси более ЗОХ нецелесообразно в связи с низкой скоростью обезуглероживания, что вызывает увеличение длительности плавки.

Нижний предел расхода нитридообразующих элементов 0,5 кг/т стали определяется необходимостью существенного увеличения предела растворимости азота в металле. Увеличение расхода более 2,0 кг/т стали нецелесообразно, так как предел растворимости азота остается прежним, что приводит к повьппенному угару китридообразующих материалов.

89890 2

Нитридообразующие материалы вводят двумя порциями по ходу продувки азоткислородной смесью. Ввод первой порции менее 207 от общего расхода не позволяет достигнуть максимально возможного насьпцения металла азотом. Расход нитридообразующих в первой порции более 40Х вызывает существенное ухудшение шлакового и

10 теплового режимов плавки и наблюдается высокий угар нитридообразующих элементов..

При содержании углерода 0,1-0,27 происходит изменение термодинамических и кинетических условий насьпцения металла азотом. При содержании углерода менее 0,17. металл значительно переокислен, что вызывает повьппенныи угар нитридообразующих материа20 лов и практически не происходит на,сыщения металла азотом. Содержание углерода более 0,27 не обеспечивает заданной конечной температуры металла, увеличивает продолжительность плавки.

Содержание 80Х азота в дутье в этот период определяется необходимостью подвода достаточного количества азота, которое может растворить30 ся в металле. Содержание 957 азота в дутье определяегся необходимостью подачи кислорода в дутье не менее

5Х, что требуется для достижения заданного содержания углерода без увеличения длительности плавки.

Ввод нитридообразующих материалов в этот период в количестве менее бО не позволяет связать весь азот, вводимый в металл, а ввод

40 более 80Х. от общего расхода приводит к существенному изменению теплового баланса плавки, при этом масса подаваемой азоткислородной смеси не может обеспечить достаточно пол45 ного восстановления окислов нитридообраэующих элементов.

Шлаки производства феррованадия содержат достаточное количество окислов ванадия (10-20X) титана

50 (8-10X) и, кроме того, содержат такие окислы, как ИпО (10-12X), которые оказывают благоприятное влияние на процессы шпакообраэования.

Степень восстановления ванадия из

55 таких шлаков при оптимальномрежиме ведения плавки составляет около 90X..

Пример. Способ осуществляли в 10-тонном опытно-промьппленном конвертере. В качестве шихтовых матери3 289890 4 алов использовали металлический лом конвертере газообразным а оо разным азотом прин передельный чугун следующего хими- ведена в табл.). ческого состава, 7: С 4,1; Si О,б5; 1 ля технологической оценки спо

Мп 0,63; S 0,028; P 0,20 с темпе- соба были также .роведены плавки по ратурой 1300 С. В качестве шлакооб- 5 известной технологии при осу ологии,при осуществлеразующих материалов использовали из- нии которой продувку кислор вку кислородом в весть и плавиковый шпат. По ходу конвертере вели до концентра о концентрации угпродувки при различных концентрациях лерода в металле 0,20Х затем перео у углерода в металле изменяли содержа- ходили до окончания плавки на а плавки на азотние азота в дутье и в качестве нит- 10 нокислородное дутье с содержани с содержанием в ридообразующих присаживали шлак про- нем азота 207. изводства феррованадия в количестве

-15 кг/т стали след ю ег и — Ка е тво металла пРи Различных кг т стали следующего химичеспо основным элементам), азотирования металла в конвертере в

2 — 2-3

TiO 8-10 FeO 15-45 SiO 20 22 сравнении с прототипом приведено в

g t

Мп0 10-12; Cr 0 4 — S. табл.2.

В конвертер э. валива и 2,2

Результаты опытных плавок показывают, что использование предлагаемой начинали продувку кислородом с ин- 0 технологии пРи соблюдении паРаметтенсивностью 5 3 м /т мин. Пр ров позволяет получить более высокую вели сверху через 3-сопловую ф

-сопловую фурму концентрацию азота в металле перед выпуском из конвертера, исключить искритическим диаметром сопел 19 мм о истечении пользование аэотированных ферросплаболее 607 времени продувки отбирали 25 вов, а также Увеличить выход жидкой пробу на химический анализ, присастали в среднем на 2 .. стали в р дн м на 27.. ,живали первую порцию шлака производства феррованадия и одновременно увеличивали содержание азота в дутье.

После падения пламени над горловиной 30 конвертера присаживали вторую порцию

1. Способ азотирования металла в шлака, содержащего нитридообраэуютовых материалов, продувку ванны кисшие материалы, и производили дополнительное увеличение содержания азоотличающийся тем, что, та в дутье. По достижении содержа- 35 с целью повышения усвоения азота, ния углерода в металле 0,05-0,0ы. увеличения выхода годного и снижения производили замер температуры и отрасхода аэотированных ферросплавов, бор пробы. После получения анализов в металл вводят нитридообраэующие металл выпускали из конвертера и элементы в количестве 0,5 — 2,0 кг/т раскисляли в ковше до требуемого хи- 40 мического состава. стали, причем 20-407 от общего

Для оценки существенности всех расхода вводят при достижении в мепредлагаемых параметров была прове- талле углерода 0,8-1,27 с одновредена серия опытных плавок с выход менным увеличением содержания азота поочередно каждого параметра за 45 в дутье до 15-30Е, а остальное коверхнее и нижнее граничное значение личество вводят при достижении уг(при этом остальные параметры на- лерода в металле 0,1-0,27 и увелиходились в середине предлагаемых ин чивают содержание азота в дутье до тервалов), кроме того, проведены

80-95Х. плавки при нижнем, верхнем и среднем 50 2. Способ по п. 1, о значениях всех параметров. ю шийся тем, что в качестве

Характеристика технологических нитридообразующих используют ванапараметров аэотирования металла в диевый шлак.

1289890

Таблица 1

Ъ

Пределы. колебаний параметров

Номер строки

Нижний

Верхний Средне значеВыход за нижний

Выход

Параметры за ние верхний предел преде

14

13

Номер столбца

0 5

30

60

50 90

23

Содержание азота в дутье, Ж: в первый период 15 во второй период

10 40

70 100

20

90

0,8

0,1

Таблица 2

Харак

Ф ст

Выход одного из параметров за нижний предел:

14/21

130

2,9

89,3

14/22

120

3,2

89,4

14/23

140

2,6

89,2

14/24

3,4

100

90,1

14/25

150

2,2.

90,2

14/26

120

3,1

89,6

14/27

3,7

90 5

90-150

2,2-3,7

89,3-90,5 мин.-макс.

121

3,0

89,7 ср.

Расход нитридообразующих элементов общий, кг/т в первую порцию, X во вторую порцию, X

Содержание угле- .

,рода в металле при изменении содержания азота в дутье, Х в первый период во второй период

2,0 1,2 0,3 2,4

10 50 22

1210061426

0,2 0,15 0,07 0,3 27

1289890

Продолжение табл. 3.

Выход одного из параметров эа верхний предел:

91 3

200

15/21

90,5

1,8

150

i5/22

90,6

0,9

170

15/23

90,3

1,9

140

15/24

15/25

89,7

2,7

110

90,1

1,0

160

15/26

89,4

210

15/27

89,4-91,3

0,0"2,7

100-210 мин.-макс

90,3

1,2

163 ср.

Все параметры имеют средние значения:

92,7

220

91,8

195

11/21-27

Все параметры имеют верхний предел:

93,0

225

12/21-27

89,7

3,1

Известный способ

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 7870/25 Тираж 572 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

13/21-27 !

Все параметры имеют нижний предел:

Составитель В. Самсонов

Техред JI.Îäålíèê Корректор С. Шекмар