Способ производства стали Советский патент 1976 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству нелегированных и легированных азотсодержащих сталей. Известны способы производства азотсодержащей стали, при которых легировани металла производят за счет газообразного азота, вводимого в жидкий металл, находящийся в печи или ковше, Основными недостатками таких способо являются: -обязательное наличие в цехе дополнительных средств ввода газа в ванну печи (футерованные огнеупором трубки или специальные фурмы); -необходимость перегрева металла в печи перед выпуском на 2О-6О С для про ведения продувки азотом в ковше; это при водит к снижению производительности стал плавильного агрегата, стойкости сталеразливочного ковша, а при выплавке стали в дуговой печи - к увеличению расхода элек троэнергии; -обязательным является наличие в цехе специально оборудованных ковшей с пористыми огнеупорными элементами н стендов для установки ковша с металлом при продувке; -вследствие оголения металла и за счет этого окисления раскислителей (алюминия, титана, кремния и др.) при высокой интенсивности ввода газа в ковш со сталью ее ограничивают, что приводит к увеличению длительности азотации металла в ковше до 15-30 мин, а в ряде случаев к невозможности получения заданной концентрации азота в стали. Наиболее известен способ изготовления нитридсодержашей высокопластичной стали, при котором в ванну металла одновременно с введением легирующих вдувают азот. Однако и этот способ не свободен от указанных недостатков. Кроме того, легирование жидкого металла газообразным азотом имеет ограниченную скорость азотации из-за невозможности введения необходимого коли чества азота за короткое время обработки. Незначительная глубина ванны, даже 100тонной дуговой печи, обусловливает очень низкий коэффициент использования азота, не превышающий на практике 1,5-2,0%. Целью изобретения является легирование стали азотом и снижение ее себестоим ти. Указанная цель достигается путем вводе ния в период плавления на раскаленные кус ки шихты азото-топливно-кислородной смеси при соотношении азота, топлива и кислорода равным (0,05-1,5): (О, 1,5):(1,,0 с интенсивностью 17-35 м /мин. При этом парциальное давление азота в процессе подачи смеси можно повышать с 1,1-3,0 до 25-40%. Разрешается в процессе подачи уменьшать парциальное давление топлива в смеси с 35,0-42,0% до 6,0-10,0%. Предложенный способ позволяет производить легирование металла азотом до заданных пределов. Введение азота в указанных количествах и соотношении непосредственно в зону подачи гопливно-кислородной смеси позволяет проводить азотирование металла с высокой скоростью и вместе с тем снизить угар железа и легирующих и тем самым повысить производительность печи и выход годного и за счет этого понизить себестоимость стали. Приме р. При выплавке стали 16Г2САФ в 100-тонных дуговых печах загружают скрап, чугун, известь (20 кг/т) и железорудные материалы (20 кг/т). После вклю- чения печи через 10 мин вводят в рабочее топливно-кислородную горелку и задают на раскаленные куски шихты с интенсивностью 30 м /мм азото-топливно-кислородную смесь состава 5% азота, 35% топлива и 60% кислорода. Через 2О мин ввода азото-топливно-кислородной смеси ее состав следующий: 5,5% азота, 34,5% топлива, 60% кислорода, а интенсивность ввода 28 м /мин. Через 40 мин после начала ввода смеси содержание азота в ней 5,0%, топлива - 35%, кислорода - 60%, а интенсивность ввода 31 м /мин и т. д. Через 1 час 40 мин подачу смеси, состоящей из 5,0% азота, 35% топлива и 60% кислорода, прекращают. Опытные плавки показали, что предложенный способ выплавки азотсодержащей стали позволяет к моменту расплавления шихты получать содержание азота в пределах 0,016-0,030%, в то время как на сравнительных плавках оно составляло 0,О080,010%. Таким образом, описываемый способ позволяет полностью отказаться от легирования металла дефицитными азотированными ферросплавами и обработки металла в ковше азотом с целью азотирования и таким образом понизить себестоимость стали. За счет снижения угара железа в среднем .на 0,6 2% повышена производительность печи на 4%. Выход годного металла повышен на 0,55%. Формула изобретения 1,Способ производства стали в дуговых печах, включающий подачу в печь через фурму-горелку азото-топливно-кислородной смеси, отличающийся тем, что, с целью легирования стали азотом и снижения ее себестоимости, газообразную смесь подают через 5-15 мин после включения печи и поддерживают соответственно соотношение азота, топлива и кислорода в пределах (0,05-1,5) : (0,3-1,5):(1,6-3,0) при интенсивности 17-35 м /мин. 2.Способ по п. 1, отличающийс я тем, что в процессе подачи смеси в ней последовательно увеличивают парциальное давление азота с 1,1-3,0% до 25-40%, при одновременном уменьшении парциального давления топлива с 35,О-42,О% до 6,01О,0%.