Способ азотирования металла в конвертере

(51)4 С 5 2 ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИС ЛЬСТЯ У ЯМУ СВ АВТОР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И.П. Бардина(54) СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ВКОНВЕРТЕРЕ(57) Изобретение относится к азотированию металла газообразным азотом при выплавке стали в конвертере.Цель изобретения в .ловьппение степени усвоения азота, увеличение выходагодного и снижение расхода азотированных ферросплавов. При выплавкев металл вводят нитридообраэующиеэлементы в количестве 0,5-2,0 кг/тстали, причем 20-403 их расхода вводят при достижении углерода в металле 0,8-1;27 с одновременным увеличением содержания азота в дутье до15-ЗОБ. Остальное количество вводятпри содержании углерода в металле0,1-0,2 Е и 80-953 азота в дутье. Вкачестве материалов, содержащих нитридообразующие элементы, используютванадиевый 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 12Изобретение 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 20- ч 0% от общего расхода присаживают при достижении углерода в металле 0,8-1,27. с одновременным увеличением содержания азота в дутье до 15-30%, а остальное количество вводят при достижении углерода в металле 0,1-0,27. и увеличивают содержание азота в дутье до 80-95%. 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 15-30% М приводит к снижению насыщения металла азотом, так как начинается интенсивное нарастание окисленности. шлака.Содержание азота в смеси 15-307 ,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 157 количество его существенно ниже предела растворимости в металле при этих условиях. Однако содержание азота в азотнокисловодной смеси более 30% 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 повышенному угару китридообразующих материалов. 89890 2Нитридообразующие материалы вводят двумя порциями по ходу продувкиазоткислородной смесью. Ввод первойпорции менее 207 от общего расходане позволяет достигнуть максимально возможного насыщения металлаазотом. Расход нитридообразующих впервой порции более ч 0% вызывает существенное ухудшение шлакового и 10 теплового режимов плавки и наблюдается высокий угар нитридообразующих элементов.,При содержании углерода 0,1-0,27происходит изменение термодинамических и кинетических условий насыщеения металла азотом, При содержанииуглерода менее 0,17. металл значительно переокислен, что вызывает повышен нын угар нитридообразующих материа лов и практически не происходит на,сыщения металла азотом. Содержаниеуглерода более 0,27 не обеспечиваетзаданной конечной температурыметалла, увеличивает продолжительность 25 плавки.Содержание 803 азота в дутье вэтот период определяется необходимостью подвода достаточного количества азота, которое может растворить.30 ся в металле. Содержание 957 азотав дутье определяегся необходимостьюподачи кислорода в дутье не менее57 что требуется для достижения заданного содержания углерода безувеличения длительности плавки.Ввод нитридообразующих материалов в этот период в количестве менее бО . не позволяет связать весьазот, вводимый в металл, а ввод 40 более 807. от общего расхода приводит к существенному изменению теплового баланса плавки, при этом масса подаваемой азоткислородной смесине может обеспечить достаточно пол 45 ного восстановления окислов нитридообраэующих элементов.Шлаки производства феррованадиясодержат достаточное количествоокислов ванадия (10-207), титана50 (8-107) и, кроме того, содержат такие окислы, как ИпО (10-127), которые оказывают благоприятное влияние на процессы шпакообраэования.Степень восстановления ванадия из55 таких шлаков при оптимальномрежимеведения плавки составляет около 907.П р и м е р. Способ осуществлялив 10-тонном опытно-промышленном конвертере. В качестве шихтовых матери3 128 98 90 4алов использовали металлический лом конвертере газообразными аоо разные азотом прин передельный чугун следующего хими- ведена в табл.1.ческого состава, 7: С 4,1; Я 0,65; Для технологической оценки споМп 0,63; я 0,028; Р 0,20 с темпе- соба были также .роведены плавки поратурой 1300 С, В качестве шлакооб известной технологии при осу еологии,при осуществлеразующих материалов использовали из- нии которой продувку кислорвку кислородом ввесть и плавиковый шпат. По ходу конвертере вели до концентрао концентрации угпродувки при различных концентрациях лерода в металле 0,207 затем переоуглерода в металле изменяли содержа- ходили до окончания плавки на аплавки на азотние азота в дутье и в качестве нит нокислородное дутье с содержанис содержанием вридообразующих присаживали шлак про- нем азота 207.изводства феррованадия в количестве5-15 кг/т стали следующег и Качество металла при различныхкг т стали следующего химичеспо основным элементам),У: Ч 0-10-20 А 1 О1-3 СаО 2-5 15 аэотиРова иЯ металла в конвеРтеРе в2ф - 2-Ът 10 8-10 реО 15-45 ЯхО 20 22, сравнении с прототипом приведено вЭМпО 10-12; Сг О 4 - 8.табл.2.В конвертер э валива и 2,2Результаты опытных плавок показывают, что использование предлагаемойначинали продувку кислородом с ин технологии при соблюдении парамет-.тенсивностью 5 3 м /т мин. Прров позволяет получить более высокуювели сверху через 3-сопловую ф-сопловую фурмуконцентрацию азота в металле передвыпуском из конвертера, исключить искритическим диаметром сопел 19 ммо истечениипользование аэотированных ферросплаболее 607 времени продувки отбирали 25 вов, а также Увеличить выход жидкойпробу на химический анализ, присастали в среднем на 2стали в р дн м на 27,живали первую порцию шлака производства феррованадия и одновременноувеличивали содержание азота в дутье.После падения пламени над горловиной 30конвертера присаживали вторую порцию1. Способ азотирования металла вшлака, содержащего нитридообраэуютовых материалов, продувку ванны кисшие материалы, и производили дополнительное увеличение содержания азоо т л и ч а ю щ и й с я тем, что,та в дутье. По достижении содержас целью повышения усвоения азота,ния углерода в металле 0,05-0,08 Хувеличения выхода годного и сниженияпроизводили замер температуры и отрасхода аэотированных ферросплавов,бор пробы. После получения анализовв металл вводят нитридообраэующиеметалл выпускали из конвертера иэлементы в количестве 0,5 - 2,0 кг/траскисляли в ковше до требуемого химического состава.стали, причем 20-407 от общегоДля оценки существенности всех расхода вводят при достижении в мепредлагаемых параметров была прове- талле углерода 0,8-1,27. с одновредена серия опытных плавок с выходом менным увеличением содержания азотапоочередно каждого параметра за 45 в дутье до 15-30 Е, а остальное коверхнее и нижнее граничное значениеличество 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 дотервалов), кроме того, проведены80-953.плавки при нижнем, верхнем и среднем 50 2. Способ по п. 1, о т л и ч азлачениях всех параметров. ю щ и й с я тем, что в качествеХарактеристика технологических нитридообразующих используют ванапараметров аэотирования металла в диевый шлак.1289890 Пределы, колебаний параметров Номерстроки Выходза Параметрь и нижни преде вер ний пред 14 ер стол асход нитридооазующих элеменов 2,0 4 2 О,общии, в перв т 0 0 цию о вторую орцию, Х 2 60 0 8 одержание азота дутье, 7: в первый пери во второй 30 70 период жание углев металле зменении,4 2 ,3 2 Таблиц ХаракУ ст Выход одного из параметровза нижний предел:, рода при соде в ду вжания азотаье, Хпервый периодвторой перио Нижний Верхний Средне значе 3,7 2,2-3 3,01289890 Продолжение табл. 3. Выход одного из параметровэа верхний предел: 91,3 200 15/21 90,5 1,8 150 15/22 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 имеютсредние значения: 92,7 220 91,8 195 11/21-27 Все параметрыимеют верхний предел: 93,0 225 12/21-27 89,7 3,1 95 Известный способ Редактор Н. Киштулинец Заказ 7870/25 Тираж 572 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5