Способ выплавки хромоникелевой коррозионностойкой стали Советский патент 1987 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке коррозионно-стойких марок стали в крупнотоннажных дуговых печах, например 100-тонных мощных дуговых печах.

Целью изобретения является снижение длительности плавки, себестоимости готовой стали и обеспечение автоматизации процесса выплавки стал

При выплавке нержавеющих марок стали корректирующие присадки ферросплавов начинают давать в печь после поступления информации о содержании того или иного элемента в металле по пробе металла, взятой по окончании полного расплавления металлической шихты при температуре выше 1530°С, когда практически не остается нерасплавившихся кусков твердой шихты. Для сокращения длительности плавки в печи необходима более ранняя информация о содержании в металле кремния, хрома, никеля, углерода. Для этого отбирают предварительную пробу металла при более низких значениях температуры.

После проведения большого количества плавок в 100-тонных дуговых печах показано, что отбор проб металла при температуре ниже нецелесообразен, так как не отражает содержания в расплаве названных элементов. Это происходит потому, что к этому моменту времени в печи находится до 30% по массе нерасплавленной металлической шихты. Продувка жидкого участка ванны аргоном или кислородом через трубку, рациональная укладка шихты в завалку позволяют в пределах температур 1510-1525 С отбирать представительные по химическому составу металла предварительные пробы, по анализу которых в дальнейшем стандартизировать процесс плавки.

Информация о содержании в металле кремния, никеля, углерода и хрома готова тогда, когда продувка стали почти заканчивается.

Как показывает статистическая обработка опытных плавок, если отбор предварительной пробы металла осуществляют в пределах 1510-1525 С, то получают информацию о составе в металле кремния, углерода, хрома и никеля не раньше, чем за 10 мин до начала интенсивной продувки стали кислородом.

0

0

Менее, чем за 3 мин до начала интенсивной продувки стали кислородом корректировать плавку например, по кремнию, нерационально, так как ферросплавы на поверхности ванны меньше, чем за 3 мин не успеют раствориться, поэтому продувка стали кислородом приводит к окислению всего кремния за счет атмосферы печи, не способствуя нагреву стали до необходимой температуры .

Нестабильное содержание в расплаве кремния перед продувкой стали на 5 плавках по обычной технологии (перед началом продувки стали содержание кремния колеблется от 0,30 до 0,80) приводит к подъему температуры металла с разной скоростью и значительному угару хрома. Поэтому более точная своевременная (за 3-10 мин) присадка ферросилиция стабилизирует процесс и определяет самый важный период плавки - интенсивного удаления угле- 5 рода - его температурный режим, его длительность и угар хрома за время продувки. Узкие пределы операций по времени и более ранняя информация о составе металла позволяют достичь на существующем оборудовании оптимальных технико-экономических показателей производства. Это позволяет устанавливать микропроцессоры на отдельные технологические операции: взвешивания присадок с подачей сигнала на пульт, подачу сигнала на пульт о готовности химического анализа с показанием на дисплее.

По данным предварительной пробы важно также определить до интенсивной продувки стали кислородом содержание никеля в металле, так как это может существенно влиять на активность углерода и, следовательно, на скорость его окисления.

Получив данные анализа пробы металла, определяют соотношение содержания названных элементов в стали, задают специашьно отработанный режим расхода кислорода на фурме в пределах 4500±500 мз/ч.

Первую корректировку по содержанию хрома как легко окисляющегося и легирующего элемента, не снижая практически темпа окисления углерода, можно осуществлять, получив информацию после анализа первой предварительной пробы металла на полный химический состав. Химический состав этой

0

5

0

5

0

5

,Ч1

пробы становится известным в первой половине (по времени) интенсивной кислородной продувки. Вне зависимости от дальнейших операций проведения технологии после выпуска плавки корректируют всю массу металла на 16% хрома в стали.

Окончательную корректировку стали по никелю, хрому производят в период продувки стали в печи аргоном после окончания интенсивной продувки кислородом, при этом дуговую печь отключают. С целью максимального усвоения металлом хрома, никеля, быстрой организации жидкоподвижного шлака, восстановления из шлака хрома металлический расплав в печи обрабатывают инертным газом, например аргоном. В этом случае представляется возможным доводить химический состав стали в узких пределах по дорогостоящим и дефицитным элементам, в частности по хрому на уровне 17,2-17,6% и никелю на 9,7-9,9% при выплавке стали марок например, 08Х18Н10Т и 12.Х18Н10Т. Это позволяет получить 95% от общего количества выплавляемых нержавеющих марок стали в более узких пределах содержания дорогостоящих элементов и, тем самым, снизить себестоимость стали.

Комплекс приемов по организации ведения плавки и ранняя информация о химическом составе стали позволяют осуществить присадки раньше для корректировки химического состава стали а за счет высоких расходов кислорода сократить время удаления углерода. Освоение стандартизованных стабильных параметров плавки способствует высокому темпу ведения процесса выплавки, позволяет сократить длительность плавки. При этом за счет операции отбора предварительной пробы металла по сумме 30 плавок сокращение длительности плавки в среднем составляет 12,2 мин при среднеквадратичном отклонении от среднего значения 0,2, а за счет сокращения длительности кислородной продувки по сумме 28 плавок в среднем составляет 8 мин при отклонении 0,25.

Опытно-промьшшенными плавками стали 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т в 100-тонных дуговых печах улучшаются следующие показатели. Сокращение сквозного угара xptiMa достигается в пределах на 2,0-2,3%. Сквозной выход никеля сос

0

5

0

9

5

0

5

0

5

0

5

1354

тавил 96 вместо 95% по обычной технологии.

Пример 1. В 100-тонную дуговую печь загружают щихту, рационально располагая ее в печи.

Расплавляют шихту, при необходимости продувают те участки, которые могут задержать расплавление твердых масс шихты.

Отбирают предварительную пробу металла из печи, например, при 1510 С на содержание углерода, хрома, никеля, кремния, алюминия.

Продолжают нагревать металл на высокомощный ступени и при 1540 С отбирают первую пробу металла на пол- ньп1 химический анализ содержания элементов в жидкой стали.

Получают информацию о содержании элементов в металле предварительной пробы и за 3 мин до подачи кислорода на фурму с расходом 4000 м /ч вводят взвешенное количество никеля и, например, ферросилиция на поверхность расплава в печь с учетом содержания никеля в металле на 7,0% и кремния на 0,7%.

В процессе первой половины продувки стали кислородом получают информацию о полном химическом составе первой пробы и осуществляют корректировку плавки на стандартное содержание хрома в металле на 16,0%.

По окончании продувки стали кислородом вводят феррохром и никель на содержание по хрому 17,2-17,6%, по никелю на 9,7-9,9% с учетом остаточного содержания их в металле по данным пробы, взятой в процессе первой корректировки плавки по хрому, а затем продувают расплав аргоном для гомогенизации по химическому составу. Причем, перед корректировкой ванну с металлом продувают аргоном для лучшего восстановления хрома в течение 2 мин, а после корректировки продувают 4 мин, при этом дуговую печь отключают. Вторая продувка аргоном стали преследует цель организации жидко- подвижного шлака перед выпуском в более короткий срок, чем это было по технологии обычной плавки.

Пример 2. В 100-тонную дуговую печь загружают шихту заданного состава (габаритов, компактности, химического состава) и рационально располагают ее в печи.

51

Расплавляют шихту с использование в оптимальных соотношениях продувки стали через трубки кислорода и аргон

Отбирают предварительную пробу стали при 1525°С на содержание уг-ле- рода, хрома, никеля, алюминия.

Нагревают металл в печи и по дос- Т1гаении температуры металла 1550°С отбирают первую пробу металла на пол ньй химический состав, при этом хорошо перемешивают ванну с металлом.

За 10 мин до начала интенсивной кислородной продувки после получения информации о содержании элементов в металле предварительной пробы приготовленные количества иике; я и ферросилиция присаживают на поверхность расплава печи. Расчет ведут на содержание никеля в металле 7,0%, а кремния 0,7/0 с учетом остаточных в металле .

В процессе первой половины продувки стали кислородом получают информацию о полпом химическом составе первой пробы и осуществляют корректировку плавки на стандартное содержание хрома в металле, равное 16,0% После интенсивной продувки стали и присадки охладителей, а также ферросилиция ее продувают аргоном в те чепие 2 NDIH . Далее вводят феррохром и никель на содержание по хрому в пределах 17,2-17,6%, а по никелю в пределах 9,7-9,9%. При этом в процесе продувки стали аргоном и присадк феррохрома и никеля печь отключают. Заканчивают плавку организацией на поверхности жидкого металла жид- коподвижпого шлака с непременной продувкой шлака и металла аргоном в те 1ение 4 мин и выпускают плавку из печи.

Пример 3. В 100-тонную дугвую печь загружают шихту, рационально располагая ее в печи. Расплавляю шихту, при необходимости продувают металл кислородом и аргоном через трубку.

При температуре металла, равной 1515°С, отбирают предварительную прбу металла из печи на содержание углерода, хрома, никеля, кремния, алюминия.

Продолжают нагревать металл на вы- 55ДУВки ванны газообразным кислородом

сокомощной ступени и при температурес расходом 4000-5000 , коррекметалла, равной 1545°С, отбирают пер-тируют плавку на содержание никеля

вую пробу металла на полный химичес-от 7,0 до 10% и кремния на 0,7%, коркий анализ элементов.ректировку плавки на содержание хро0

5

За 7 мин до начала кислородной продувки, после получения информации о содержании элементов в металле предварительной пробы присаживают в ванну на 7,0% никеля и на 0,77 кремния, соответственно, никель и ферросилиций.

В процессе первой половины продувки стали кислородом получают информацию о полном химическом составе первой пробы и осуществляют корректировку плавки на стандартное содержание 5 хрома в металле, равное 16,0%.

По окончании интенсивной кислородной продувки стали, присадки охладителей, раскислителей продувают расплав в печи в течение 2 ьшн аргоном, а затем вводят феррохром на содержание их в металле в пределах по хрому на 17,2-17,6%, по никелю на 9,7-9,9%.

Заканчивают плавку продувкой организованного на поверхности металла жидкоподвижного шлака аргоном в течение 4 мин и выпускают плавку из печи.

Эффективность предлагаемого способа складывается из снижения текущих затрат за счет увеличения производ - тельности дуговой печи, а также за счет среднего увеличения сквозного выхода хрома на 2,0% и за счет среднего увеличения сквозного выхода никеля на 1,0% (с 95,0 до 96,0%).

0

35

Формула изобретения

Способ выплавки хромоникелевой коррозионно-стойкой стали в дуговой печи, включающий расплавление металлической шихты, предварительный отбор проб, продувку металла газами, раскисление металла и шлака, нагрев металла в печи с одновременной интен- сивной продувкой стали кислородом, корректировку химического состава стали, продувку аргоном, выпуск металла, отличающийся тем, что, с целью снижения д.пительности плавки, себестоимости готовой стали и обеспечения автоматизации процесса, предварительную пробу металла отбирают в период расплавления за 3-10 мин до начала интенсивной про

713391358

ма в готовом металле от 16,0 до содержанию хрома и никеля проводят 17,6% осуществляют в начале интен- в период продувки жидкой стали арго- сивной продувки металла кислородом, ном в печи, в процессе которой дугоа окончательную доводку плавки поj. вую печь отключают.

Предполагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к способам выплавки коррозионно- стойкой стали в крупнотоннажных дуговых печах. Цель изобретения - снижение длительности плавки, себестоимости готовой стали, обеспечение автоматизации процесса. За 3-10 мин до начала интенсивной продувки ванны кислородом отбирают предварительную пробу металла и плавку корректируют по содержанию никеля 7-10% и кремния 0,7%. Корректировку плавки на конечное содержание хрома в готовом металле осуществляют в начале интенсивной продувки металла кислородом, а окончательную доводку плавки проводят в период продувки жидкой стали аргоном в печи, при этом дуговую печь отключают. Длительность плавки сокращается 12 мин. с (Л со со со 00 ел