Механизм деазотации жидкой стали при обработке шлаком

Ryoichi YAMANAKA, Kanehiro OGAWA, Hideki IRITANI and Shinji KOYAMA

ISIJ Int., Vol. 32 (1992) No. 1, pp. 136-141

Полный текст

Аннотация

Механизм деазотации жидкой стали при обработке шлаком
Denitrogenization Mechanism from Molten Steel by Flux Treatment

Ryoichi YAMANAKA, Kanehiro OGAWA, Hideki IRITANI1) and Shinji KOYAMA

Iron and Steel Research Laboratories, Kobe Steel, Ltd., Wakinohama-cho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo-ken, 651 Japan. 1) Kakogawa Works, Kobe Steel, Ltd., Kanazawa-cho, Kakogawa, Hyogo-ken, 675-01 Japan.

Производство некоторых видов стальной продукции, например листа для глубокой вытяжки, нефтегазовых труб и т.д., требует обеспечения низкого содержания азота в стали. С этой целью используют вакуумирование жидкого металла. Однако, по мнению авторов настоящей работы, одним лишь вакуумированием невозможно обеспечить требуемый уровень азота. Поэтому необходимо развивать другие методы деазотации жидкой стали. Авторы отмечают, что, несмотря на многочисленные исследования в этой области, ни один эффективный метод удаления азота не доведен до промышленного применения. В качестве примера они ссылаются на работы по удалению азота обработкой жидкого металла флюсами. Говорится о перспективности использования этого метода деазотации в производственных условиях. Указывается, что в предыдущих исследованиях Suito и Inoue была выполнена оценка удаления азота рафинировочными шлаками путем измерения распределения азота между жидкими шлаками и металлом. Эти исследования показали, что концентрация азота может быть понижена с 40 до 20 ppm при содержании алюминия 0,05 % и при использовании BaO-SiO2-Al2O3 шлака. Применение другого шлака: BaO-TiO2-Al2O3 в количестве 2 кг на 1 т стали позволяло снижать азот до 16 ppm.
Авторы представили результаты собственного исследования удаления азота при использовании флюсов на основе системы CaO-Al2O3-CaF2 (с добавками BaF2, SiO2, MgO).
Опыты проводили на лабораторной установке с графитовым нагревателем, внутрь которого помещали магнезитовый тигель с шихтой. После расплавления (в атмосфере аргона) металла (масса 2 кг) и шлака (масса от 40 до 120 г) заданных составов, проводили выдержку при определенной температуре, в течение которой отбирали пробы металла и шлака. При этом поверхность расплава обдували аргоном через алундовую трубку. В зависимости от навески флюса аргон обдувал либо шлак, либо свободную поверхность металла. В опытах с наличием свободной поверхности металла (при малом количестве флюса) степень удаления азота была значительно выше, чем в случае выдержки металла полностью под шлаком. Отмечено, что в ходе выдержки происходили раскисление и десульфурация металла: до 10 – 15 ppm [O] и < 5 ppm [S]. Распределение азота между металлом и шлаком в ходе выдержки достигало 3.
Экспериментально подтверждено положительное влияние свободной поверхности и низкого содержания в металле поверхностно активных элементов – кислорода и серы для удаления азота из стали. Выполнен кинетический анализ процесса удаления азота из металла в газовую фазу. Отмечена возможность промышленного использования полученных результатов. [Англ.]

А.А. Алексеенко