Badania laboratoryjne wpływu żużli CaO-BaO-Al2O3-MgO-SiO2 na zawartość azotu rozpuszczonego w wybranych gatunkach stali

• Autorzy: Lawenda P. , Derda W.

Warianty tytułu

EN

Laboratory investigations of the influence of CaO-BaO-Al2O3-MgO-SiO2 slag systems on nitrogen content dissolved in selected steel grades

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wymagania, dotyczące niskich stężeń azotu, stawiane niektórym gatunkom stali wytapianej w łukowym piecu elektrycznym stanowią istotny problem inspirujący do poszukiwania metod rafinacji umożliwiających produkcję materiałów stalowych o jak najniższej zawartości azotu. Zastosowanie żużli syntetycznych o odpowiednio dobranym składzie chemicznym, przy optymalnych warunkach procesu rafinacji (T, p) może przyczynić się do skuteczniejszej redukcji azotu zawartego w stali. W niniejszej pracy do rafinacji stali użyto układu żużlowego CaO-BaO-Al2O3-MgO-SiO2. Celem pierwszej serii badań było określenie optymalnych stężeń poszczególnych składników żużla, z punktu widzenia zdolności układu do usuwania azotu. W dalszej części przedstawiono wyniki badań nad kinetycznym przebiegiem redukcji azotu z ciekłej stali przy zastosowaniu żużla oraz w przypadku gdy ciekły metal oddziaływał bezpośrednio z fazą gazową – argonem. Badania wskazują, że głównym bodźcem termodynamicznym, wpływającym na obniżenie ilości azotu w stali jest niskie ciśnienie cząstkowe azotu nad ciekłą stalą a nie jak założono udział fazy żużlowej.

EN

Requirements, concerning low nitrogen concentrations, stood for some steel grades smelted in electric arc furnace determine important problem which can be an inspiration for searching refining methods enabling to production of steel materials with as the lowest nitrogen content. Application of synthetic slags with properly selected chemical composition and optimal refining conditions (T, p) can contribute to more efficient reduction of nitrogen contained in steel. In present work, CaO-BaO-Al2O3-MgO-SiO2 slag system were used for steel refining. The aim of the first series of investigations was determination of slag components optimal concentrations, from the point of view of capacities for nitrogen removing. Results of kinetics investigations of denitrogenization for using slag phase and in case when liquid metal was influenced directly with gaseous phase (argon) were presented in further part of article. Studies indicate that the main thermodynamic impulse influenced on reduction of nitrogen amounts in steel is low nitrogen partial pressure above liquid steel than the presence of slag phase as it was predicted.

Słowa kluczowe

PL

rafinacja stali; żużel syntetyczny; odazotowanie; tlenek baru

EN

steel refining; synthetic slag; denitrogenization; barium oxide

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 78, nr 9
• Strony: 850--854
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lawenda P.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali

autor

Derda W.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Ekstrakcji i Recyrkulacji Metali

Bibliografia

• 1. Derda W., Siwka J., Nowosielski Cz.: Controlling of the nitrogen content during EAF - technology and continuous casting of steel, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 53, 2008, no. 2, pp. 523÷529
• 2. R. J. Fruehan: Fundamentals and practice for producing low nitrogen steels, ISIJ International, vol. 36, 1996, Suppl. p. S58÷S61.
• 3. Pal, J, Goswami M. C., Goel R. P.: Some Thermodynamic and Kinetic Aspects of Nitrogen Removal in Arc Furnace Steel Melting. Indian Foundry Journal, vol. 51, 2005, no. 6, pp. 33÷40
• 4. Yamanaka R., Ogawa K., Iritani H., Koyama S.: Denitrogenization mechanism from molten steel by flux treatment, ISIJ International, vol. 32, 1992, no. 1, pp. 136÷141
• 5. Turkdogan E. T., Physical Chemistry of High Temperature Technology, Academic Press, New York, 1980
• 6. Mineura K, Takahashi I., Tanaka K.: ISIJ International, vol. 30, 1990, no. 3, pp. 192÷198
• 7. Mukai K., Han Q.: Application of Barium – bearing Alloys in Steelmaking, ISIJ International, vol. 39, 1999, no. 7, pp. 625÷636
• 8. Martinez E. R., Sano N.: Nitrogen solubility in CaO- -SiO2, CaO-MgO-SiO2 and BaO-MgO-SiO2 melts, Metallurgical Transactions B, vol. 21B, Feb. 1990, pp. 97÷104
• 9. Jung I.: Thermodynamic modeling of gas solubility in molten slags (I) - carbon and nitrogen, ISIJ International, vol. 46, 2006, no. 11, pp. 1577÷1586
• 10. Sakai H., Suito H.: Nitride capacities in the CaO- -base ternary slags at 1873 K, ISIJ International, vol. 36, 1996, no. 2, pp. 143÷149
• 11. Fan P., Cho W.D.: Distribution of nitrogen between molten steel and slags containin titanium monoxide, Metallurgical and Materials Transactions B, vol. 38B, Aug. 2007, pp. 713÷717
• 12. Nomura K., Ozturk B., Fruehan R.J.: Removal of Nitrogen from Steel Using Novel Fluxes, Metallurgical Transactions B, vol. 22B, 1991, pp. 783÷790
• 13. Tomioka K., Suito H.: Thermodynamics of nitrogen in BaO-TiOx melts, Metallurgical Transactions B, vol. 24B, Feb. 1993, pp. 131÷138
• 14. Derda W.: Rafinacja ciekłych stopów typu Fe-Cr-Ni-X w warunkach bardzo niskich ciśnień cząstkowych tlenu w fazie gazowej, Wyd. Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, Czestochowa, 2000