Controlling of the nitrogen content during EAF - technology and continuous casting of steel

• Autorzy: Derda, W. , Siwka, J. , Nowosielski, C.

Warianty tytułu

PL

Kontrola zawartości azotu podczas procesu technologicznego w piecu łukowym oraz ciągłym odlewaniu stali

• Konferencja: European Electric Steelmaking Conference (9; 19-21.05.2008; Krakow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the main problem of steel melting in EAF technology are excessive contents of nitrogen in a semi steel products. This concerns in peculiarity these grade of steels from which the good plasticity was required or steels designed to production of the wire rod for welding electrode. The object of investigations was the range of changes of the nitrogen concentrations in the liquid steel immediately before tapping from the UHP - EAF’s (105 MVA) in dependence of the kind of metallic charge (scrap and other iron sources). Then the changes of nitrogen content were qualified during steel treatment in a ladle furnace and pick up of nitrogen content during continuous casting of rectangular billets was established. The theoretical description of nitrogen absorption during steel tapping and continuous casting was applied. The dependence among the nitrogen concentration in liquid metal and quantity of the carbon oxidized during oxygen injection was determined. The influence of electric parameters (length of electric arc) on the nitrogen absorption into liquid metal was also considered in the investigations. The influence of different materials bringing carbon into the bath as well as several kinds of scrap on nitrogen content in steel was considered in these investigations. The series of testing heats in the EAF were executed for verification of these settlements. As result of the modification of melting and casting technology, the decrease of the final nitrogen content of about 20 ppm in semi-product was achieved.

PL

Jednym z najważniejszych problemów podczas roztapiania wsadu w piecu łukowym są nadmierne zawartości azotu uzyskiwane w półproduktach stalowych. Dotyczy to szczególnie gatunków stali dla których wymagana jest dobra plastyczność lub stali przeznaczonej na druty elektrod spawalniczych. Badano zmiany zawartości azotu w ciekłej stali bezpośrednio przed spustem z pieca łukowego o dużej mocy (105 MVA), w zależności od źródła materiałów metalicznych (złom lub inne materiały). Zbadano zmiany zawartości azotu podczas obróbki stali w piecokadzi, a także we wlewkach po ciągłym odlaniu stali. Zastosowano teoretyczny opis absorpcji azotu podczas spustu stali oraz procesu ciągłego odlewania. Określono zależność pomiędzy zawartością azotu w ciekłym metalu a ilością utlenianego węgla podczas wdmuchiwania tlenu. Uwzględniono również wpływ parametrów elektrycznych (długość łuku elektrycznego) na absorpcję azotu do ciekłego metalu. Rozpatrywano również wpływ rodzaju materiałów wnoszących węgiel do kąpieli metalowej oraz rodzaju złomu na zawartość azotu w stali. Celem zwery- fikowania postawionych tez wykonano serie próbnych wytopów testowych w piecu łukowym. W rezultacie zmodyfikowania technologii roztapiania i odlewania stali uzyskano spadek zawartości azotu w półproduktach stalowych rzędu 20 ppm.

Słowa kluczowe

PL

zawartość azotu; EAF; wrzenie kąpieli stalowej; złom

EN

EAF technology; nitrogen content; carbon boiling; obsolete scrap

• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 2
• Strony: 523-529
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.,rys., tab.

Twórcy

autor

Derda, W.

autor

Siwka, J.

autor

Nowosielski, C.

• CZĘSTOCHOWA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 42-200 CZĘSTOCHOWA, ARMII KRAJOWEJ 19 AV., POLAND

Bibliografia

• [1] J. Pal, S. Ghosh, M. C. Goswami, D. P. Singh, M. Kumar, R. K. Minj, A. K. Upadhyay, Role of Direct Reduced Iron Fines in Nitrogen Removal from Electric Arc Furnace Steel, Steel Research International 78, 8, p.588 (2007).
• [2] H. Sakai, H. Suito, Nitride Capacities in the CaO-base Ternary Slags at 1873K, ISIJ Intern. 36, 2, p. 143 (1996).
• [3] R. Yamanaka, K. Ogawa, H. Iritani, S. Koyama, Denitrogenization Mechanizm from Molten Steel by Flux Treatment, ISIJ Intern. 32, 1, p. 136 (1992).
• [4] H. K. Feichtinger, G. Stein, Melting of High Nitrogen Steels, Materials Science Forum 318-320, p. 261 (1999).
• [5] R. D. Pehlke, J. F. Elliott, Solubility of Nitrogen in Liquid Iron Alloys. I Thermodynamics, Trans. Met. Soc. AIME 218, 12, p. 1088 (1960).
• [6] T. Fuwa, Sh. Ban-ya, F. Ishii, Effect of oxygen, sulphur and tellurium on the solubility of nitrogen in liquid iron, Tetsu-to-Hagane 51, 12, p. 1834 (1965).
• [7] J. Siwka, D.Sc. Thessis, Diss. TUCz, serie Metallurgy, Częstochowa, 8 (1999).
• [8] J. Siwka, Nitrogen Solubility in Liquid Binary Alloys with Chromium, Manganese, Molybdenum, Nickel, Vanadium, Silicon and Carbon, [In:] HNS High Nitrogen Steels, ed. M. O. Speidel, C. Kowanda, M. Diener, vdf Hochschuleverlag AG an der ETH Zurich, 2003, p. 91.
• [9] J. Siwka, “Solubility of Nitrogen in Liquid Iron Alloys with Carbon and Silicon in hyperbaric conditions”, Transactions of the Indian Institute of Metals 55, 4 (Part A), p.177 (2002).
• [10] J. Siwka, Equilibrium Constants and Nitrogen Activity in Liquid Metals and Iron Alloys, ISIJ International, (2008) 4, in print.
• [11] J. Siwka, A. G. Svjazin, Nitrogen in Liquid Iron Alloys, Częstochowa University of Technology, Serie Monography 117, (2006), pp. 136 [in polish].
• [12] M. Inouye, I. Choh, Rate of absorption of nitrogen in liquid iron and iron alloys, Transaction ISIJ 8, 3, p. 134 (1968).
• [13] G. R. Belton, How Fast Can We Go? The Status of Our Knowledge of the Rates of Gas-Liquid Metal Reactions, Metallurgical Transaction 24B, 4, p. 241 (1993).
• [14] R. J. Fruehan, Fundamentals and Practice for Producing Low Nitrogen Steels, ISIJ International 36 Supp., p. S58 (1996).