Способ выплавки нержавеющих сталей Советский патент 1978 года по МПК C21C5/52 C21C7/00 

. i

Изобретение относится к производству сталей и сплавов путем выплавки металла в дуговой электропечи с последующим рафинированием в ковше с применением инертного газа и разливкой с защитой струи инертным газом.

Способ может быть использован металлургическими заводами при выплавке высококачественных особонизкоуглеродистых низкокремнистых нержавеющих, высокопрочных и других сталей в дуговых электропечах с употреблением в шихте хромистых отходов.

Существующие промышленные методы плавки сталей в дуговых электропечах не позволяют выплавлять нержавеющие особонизкоуглеродистые стали с использованием хромистых отходов с устойчивым получением углерода менее 0,02%, так как при окислении газообразным кислородом хромистого металла до низкого содержания углерода в печи развивается высокая температура порядка 1700° С и выше, в результате получается большой угар хрома и железной части шихты, а также значительный износ футеровки печи.

По этой причине такого типа стали выплавляются металлургическими заводами на свежей шихте с продувкой кислородом без использования собственных отходов. При выплавке на свежей шихте содержание углерода в стали

отдельных плавок получается с .большим раз-, бросом в пределах 0,015-0, и кремния 0,10-0,25%, угар железной части шихты составляет 10-15%.

Известен способ производства нержавеющих сталей, разработанный в Швеции фирмами АСЭА - СКФ. По этому способу в сталеплавильной печи производится расплавление шихты и оксиление кислородом. После доводки металла до требуемой температуры и концентрапии углерода его выпускают в ковш, вакуумируют с одновременным перемешиванием индукционным током в специальной вакуумной установке с индуктором. После этой операции металл в ковше на другом стенде подогревают графитовыми электродами, раскисляют, легирую.т и перемешивают индукционным током, получая металл требуемого химического состава затем разливают обычным способом.

Однако этот способ не позволяет стабильно получать сТаль с содержанием углерода 0,02% и менее, потому что ее подогревают в ковше графитовыми электродами, которые неизбежно приводят к науглероживанию стали. Кроме того, способ АЭСА - СКФ требует применения сложных вакуумных стендов с индуктором для перемешивания металла. Цель изобретения - разработка более простого и эффективного способа производства особонизкоуглеродистых нержавеющих, высокопрочных и других сталей, который позволяет стабильно получать сталь с содержанием углерода менее 0,02°/о, кремния и марганца менее 0,1°/о каждого при минимальном угаре металлической шихты с использованием отходов хромистых сталей и получать сталь высокой чистоты по содержанию газов и неметаллических включений. Это достигается расплавлением хромистого металла в дуговой электропечи с частичным окислением кислородом углерода до 0,05- 0,, после чего его выспускают в разливочный ковш при температуре 1650-1750°С и продувают аргоно-кислородной смесью в вакуумной камере с доведением металла по содержанию углерода до 0,005-0,015%. Затем металл в ковше подогревают плазмой с одновременным раскислением и продувкой аргоном, после чего переливают его в другой, помещенный в вакуумную камеру ковш, в котором он легируется легкоокисляющимися материалами, обессеривается (при необходи.мости), продувается аргоном и подается на разливку, которая производится с защитой струи аргоном. Пример практического осуществления способа. В дуговой электропечи производится расплавление щихты с использованием собственных отходов и кратковременная продувка кислородом до получения содержания углерода 0,05-0,15%, после чего металл выпускают в ковщ, который помещен в вакуумно-аргонную камеру. Здесь металл продувают через пористые вставки в днище ковща аргоно-кислородной смесью до получения содержащия углерода в металле 0,005-0,015%. Затем ковщ извлекается из вакуумно-аргонной камеры, и металл подогревают плазмой. В процессе плазменного подогрева производится раскисление и продувка стали аргоном через пористые вставки в днище ковща для выравнивания температуры по всему объему ковща, удаления газов и неметаллических включений. После этой операции металл переливают через стопор в другой ковщ, предварительно установленный в вакуумную камеру. На дно этого ковща, до момента перелива, загружают легкоокисляющиеся легирующие материалы, рафинирующую щлаковую смесь и модифицирующие элементы. Для очистки металла от газов и неметаллических включений и выравнивания химического состава и температуры во время перелива стали из первого ковща во второй, в вакуумной камере и после заверщения перелива во втором ковще производится продувка металла аргоно.м. После этой операции-ковщ извлекается из вакуумной камеры и подается на разливку, которая производится с защитой аргоном. При необходимости металл во втором ковще перед разливкой подогревается плазмой. Предложенный способ выплавки стали позволяет увеличить производительность дуговых печей на . Формула изобретения Способ выплавки нержавеющих сталей путем расплавления хромистой щихты, частичного оксиления углерода в дуговой электропечи, вакуу.мирования, расксиления и легирования стали в ковще до марочного состава, отличающийся тем, что, с целью гарантированного получения в стали углерода 0,005-0,02%, использования хромистого возврата, получения металла с высокой чистотой по содержанию газов и неметаллических включений, металл в ковще в вакуумной камере продувают аргонокислородной смесью до содержания углерода 0,005-0,01%, затем подогревают плазменной горелкой с одновременньш раскислением и продувкой аргоном и разливают в защитном потоке инертного газа.