Способ азотирования жидкой стали

,11 ц С 21 С 7/О ЕТЕН асплава несу- альций ОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Центральный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследова"тельский институт черной металлур"гии им. И.П. Бардина(56) 1, Авторское свидетельство СССРВ 647342, кл. С 21 С 7/00, 1979.2, Заявка Франции,В 2415076,кл. С 22 В 9/12, С 21 С 7/00, 1979,(54)(57) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ЖИДКОЙСТАЛИ, включающий продувку рструей газообразного азота,щей порошкообразный.силикоко т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения степени усвоенияазота, в струю газообразного азотавводят порошкообразную смесь изсиликокальция и соединений цирконияпри соотношении азота, кальция ициркония по массе 1:(0,6-50 ) 3(0,15-0,85), а интенсивность продувки расплава по кальцию и цирконию вместе взятым поддерживают впределах 12-60 г/т.мин.1158597 1Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к леги" рованию азотом жидкой стали в ковше.Известен способ"азотирования ста ли, согласно которому в ковш с металлом вдувается смесь цианамида кальция и алюминия в струе инертного газа 11.Недостатком данного способа азотирования стали является то, что он не может использоваться для ниэкоуглеродистых марок стали с содержанием углерода менее 0,123 изэа высокого содержания углерода 15 (до 207 1 в циаивмиде кальция. Кроме того, применение цианимидв кальция ухудшает условия труда обуслуживающего персонала.Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемому.эффекту является способ азотирования жидкой стали, включающий продувку расплава струей газообразного азота, несущей порошкообразнвй сипикокальНедостатком известного способа . аэотирования жидкой стали. является то, что степень усвоения азота . не удовлетворяет требованиям тех нологии и требует длительной продувки металла, что не позволяет уложиться в цикл работы конвер" тер - ИНЛЗ.Цель изобретения - повышение35 степени усвоения азота.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу аэотирования жидкой стали, включающему продувку расплава струей гвзооб разного азота, несущей порошкообрвзный силикокальций, в струю газообразного азота вводят порошко,образную смесь иэ силикокальция и соединений циркония при соотноше нии азота, кальция и циркония по массе 1:(0,6-5,0 ): (О,5-0,851, а интенсивность продувки расплава по кальцию и цирконию вместе взятым поддерживают в пределах 12- 50 60 г/т мин.Степень усвоения азота повышается,с одной стороны,.вследствие образования соединений азота с цирконием и их растворения в метал ле, с другой - цирконий взаимодействует с поверхностно-активным кислородом, освобождая больше кальция для взаимодействия с серой. Комп" лексное взаимодействие кальция и циркония с поверхностно-активными элементами серой и кислородом увеличивает контактную поверхность азот - металл,.Указанные пределы приняты исходя из следующих условий. При продувке металла в ковше смесью ссоотноше" нием азота, кальция и циркония по массе меньше, чем 1 : 0,6 : 0,15 степень усвоения азота весьма низка и равна 10-157, что соизмеримо с величиной степени усвоения азота при продувке одним газообразным азотом, При продувке металла в ковше смесью с соотношением азота, кальция и циркония больше,чем5,0 : 0,85 степень усвоения азота остается величиной постоянной, хотя количество кальция и циркония при этом увеличивается.Продувка металла в ковше смесью силикокальция и силикоциркония в потоке азота с интенсивностью по кальцию и цирконию менее 12 кг/т. приводит к снижению степени усвоения азота до 10-157 и по величине равна степени усвоения, характерной для продувки одним азотом. Прийнтенсивности продувки металла в ковше по кальцию и цирконию 12- 60 г/т мин степень усвоения азота достигается 60-807 что удовлетворяет требованиям технологии. Продув" ка металла с интенсивностью по кальцию и цирконию более 60 г/т мин приводит к получению стали с содержанием кремния выше верхнего предела, ограниченного требованиями техничес- ких условий. При продувке металла в ковше смесью с,соотношением азота, кальция и циркония в пределах 1: 0,6-5,0):(0,15-0,85 1 степень усвоения азота составляет 60-803, что позволяет получать сталь с заданным содержанием азота при продолжительности продувки 8-12 мии., Количество кальция и циркония в заданных пределах дается в зависимости от содержания кислорода и серы в металле, ТаК, при продув-" ке глубокораскисленного металла с высоким содержанием серы цирконий берется ближе к нижнему пределу, а кальций " к верхнему, При продув" ке менее рвскисленного металла, но с низким содержанием серы, нао3 11 борот, цирконий берется ближе к верхнему пределу, а кальций - бли" же к нижнему. Продувка металла в ковше смесью, состоящей из силикокальция и соединений циркония, позволяет повысить степень усвоения азота до 80 и тем самым ограничить продолжительность продувкй металла до 12 мин и уложиться в цикл работы конвертер - МНЛЗ.Реализация предлагаемого способа аэотирования стали наиболее эффек" тивна при производстве стали с нитридным упрочнением для металлических конструкций, работающих в условиях Севера. 81 Я Р А 1 7 Ы 0,15 0,006 0,014 0,032 О,ОЭ 0,009Содержание азота увеличилосьв жидком металле на 0,007 ., а сте" пень усвоения азата составила 70 .Сталь по химическому составу и механическим свойствам удовлетворяет требованиям технических условий.П р и м е р 2. Полупродукт длястали 09 Г 2 АФ выплавляют в 350-тонном,конвертере, замеряют температуру и выпускают в ковш, Раскисление и легирование металла производят теми же ферросплавами, что и в примере 1, Затем отбирают пробу металла на химический анализ.35 Химический состав стали передпродувкой следующий, мас. :Р А 1 Ч Н0,012 0,06 0,09 0,008усвоения азота - до 70 . Сталь похимическому составу и мехачическим.свойствам, как показали испытания,удовлетворяет требованиям техничес",45 ких условий,П р и м е р 3. Полупродукт длястали 16 Г 2 АФ выплавляют в 100-тонном конвертере, замеряют температуру и выпускают в ковш, раскисляютб.и легируют теми же ферросплавами,что и в примере 1. Перед продувкойметалла в ковше порошками отбирают пробу на химический анализ.Химический состав металла следующий, мас. ; С Мп Я 8 0,15 1,48 0,45 О)025Продувку металла осуществпяют смесью силикокальция СКи силикоциркония СЦрв потоке азота при помощи ьневмонасоса аэрационного типа через фурму, погруженную на глубину 2,7 м. Для этого расход азота, устанавливают 70 нмз час, используют смесь следующего состава: 36 кг 30 -ного силикокальция 1и 31 кг 50 -ного силикоциркония, и продувают в течение 12 мин.Соотношение азота, кальция и циркония равно при этом 1:0,6:0,85, интенсивностьпродувки составляет 12 г/т,мин, После продувки замеря- ют температуру и отбирают пробу металла на химический анализ. С Мп Б 80,08 1,40 0,28 0,018Металл продувают смесью силикокальция СКи силикоциркония СЦрв потоке азота, состоящей из 200 кг 30 -ного силикокальция и 21 кг:50 -ного силикоциркония с расходом азота 80 нм /ч и продувают металл в течение 12 мин,Соотношение азота, кальция и-циркония равно при этом 1:3:0,5, а интенсивность продувки по кальцию й цирконию составляет 17 г/т,мин. После окончания продувки отбирают пробу на химический анализ.Содержание азота увеличилось в жидком металле на 0,004 , а степень 58597 фП р и м е р 1. Полупродукт длястали 14 Г 2 Афу выплавляют в 180-тонном конвертере, замеряют температуру и выпускают в ковш, в которыйперед выпуском слили 8 т синтетического шлака. При сливе из конвертера металл раскисляют и легируют350.кг алюминия, 2750 кг ферромарганца, 330 кг феррованадия, силн" О комарганцем и ферросилицием и од-новременно рафинируют синтетическимизвестково-глиноэемистым шлаком,отбирают. пробу металла на химический анализ.15Химический состав металла передпродувкой следующцй,.мас.Х: Р А 1 Ч И0,017 0,07 0,10 0,009Заказ 3525/28 Тираж 553 ПодписноеВНИИПИГосударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,. Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Металл продувают смесью силикокальция СКи силикоциркония СЦР в потоке азота, состоящей из 162 кг 303-ного силикокальция и 3 кг силикоциркония с расходом азо, та 80 нм/ч и продувают металл в течение 8,5 мин,Соотнощение азота, кальция и циркония равно 1:5,00,15, а интенсивность продувки по кальцию и цирконню составляет 60 г/т,мин. После окончания продувки отбирают пробу на химический анализ. Содержание азота увеличилосьв металле в результате продувки на 0,0107, а степень усвоения азота достигает 703. Сталь, аэотированная 3 по предлагаемому способу, удовлетворяет по химическому составу и ме" ханическим свойствам требованиям технических условий.Технический эффект от использова О ния предложенного способа азотирования жидкой стали состоит в полу" чении стали с заданным содержанием азота и повышении качества готовой металлопродукции.