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

1

Изобретение относится к электрометаллургии стали и может использоваться при выплавке легированных сталей в основных дуговых печах.

Способы выплавки нержавеющих сталей в основных дуговых печах переплавом отходов с применением газообразного кислорода предусматривают проведение периодов плавления хромсодержашей шихты и продувки расплава газообразным кислородом под известкрвб-силикатным шлаком L--J

Известен способ выплавки нержавеющих сталей, заключающихся в том, что для снижения угара хрома шлак периода плавления полностью скачивают с поверхности металла и начинают продувку ванны техническим кислородом. Образующийся во время продувки шлак непрерывно скачивают до снижения содержания углерода в пределах 0,15-0,30% 2.

Скачивание шлака до начала и во время продувки расплава кислородом облегчает условия обезуглероживания, .однако при этом допускаются существенные потери хрома и марганца, суммарное содержание окислов,

которых в скачиваемом шлаке достигает 20-35 вес. %; а количество шлака составляет 2,5-3% от веса расплава.

Кроме того, полное удаление шлака перед продувкой расплава кислородом и непрерывное скачивание его во время продувки способствует насыщению металла водородом, в результате чего возникает отбраковка стали по свищам, пятнистой ликвации, волосовинам и другим дефектам.

Цель изобретения - увеличение извлечения хрома из шихтовых материалов при выплавке нержавеющих сталей.

Это достигается тем, что щлак периода

плавления щихты раскисляют смесью метал- локарбидного дросса силумина и известны в количестве 22,6-36,5 кг/т щихты, взятых в вессовых соотношениях 1:(1,9-2,1) и скачивают на 6О-70% (отн,) перед

продувкой расплава кислородом, в отличие от известного способа, согласно которому шлак периода плавления хромсодержашей шихты не раскисляют, полностью скачивают до начала продувки расплава кислородом

и непрерывно скачивают во время продувки 3. . до сщнжения содержания в металле углерода в пределах 0,15-0,30%. В период плавления хромсодержащей шихты хром окиспяеЧ-ся окислами железа и кисло родом газовой фазы в первую очередь до закиси Хрома Ро), а эатем - до окиси (ClT-O), Окись хрома в шлаковом образует нерастворимые тугоплавкие кристаллы фомшпинепидов, состав которых приближается к моно:фомиту типа Са, а закись хрома в, жидкой силикатной части гетерогенного шлака образует ряд стабильных, трудновосстановимых силикатов хрома типа xCrOySiO. В сипу своих физико-лимических свойств только глинозем (А ) может одновременно замещать окись хрома в шпинельных группировках н закись хрома я силикатах хрома. Для ограничения возникновеки я хромсодержащих комплексов и облегчения их разложения необходимо увеличить содержание глинозема в хромсодержаш:их, шпаках, а для восстанозления хрома применять раскислитеяя, продукты реакций которых уменьшают активную концентрацию кремнезема. При вводе в магнезиально-силикатный хромсодержащий шпак расчетно-нербходимого количества глинозема () и окиси . кйльция (СаО) образуется ряд легкоплавких химически устойчивых соединений типа . СаО, МбО, si Og, А if Oj Hсоздаются/благоприятные термодинамические и кинетические условия дни восстановления хрома и марган.г ца из шпака при совместном раскислении его алюминием и кремнием. Увеличение содержания глш озема до 18-20 вес.% в шлаковой системе CaO-MgO-StOj,, содержащей, вее.%: СаО36-40 &| О 28-33 MgO.5-12 Прочие окислыОстальное способствует эффективному разжижению шлаг ка без добавки флюсов, так как в шпаке такого.соства при соотношениях, вес.%. CaO AfiOi пй ТГо 1.8-2,0 «i- 0.8 существенно ограничено шпинелеобразование,) Карбиды кремния и алюминия улучшают кинетические условия восстановления хрома, Mapraiffis и|желаза за счет интенсивного перемешивгания толщи шлака газообразными продуктами расположения карбидов и сниже- ния окислительного потенциала газовой фазы. Металлокарбидный дросс является продуктом производства электротермического силумина и содержит ингредиенты в соотяошениях, вес. % , 529 629 4 Алюминий19-23 Кремний10-18 Карбид кремния9-12 Карбид алюминия6-8 jГлинозем43-47 Кремнезем1,5-3,5 Присадка в печь смеси извести и карбид-. його дросса силумина обеспечивает сяиже- нив активности кремнезема и повышение расАО кислитепьной способности кремния и алюми- ния, в результате чего уменьшается содержание окислов хроМа в шлаке с 17-25 вес.% до 2-3 вес.%. При этом за счет уменьшения содержаннн окислов хрома, марганца и железа 15 в шпаке к рличество его не превышает 2,5-3,8% ;от веса метаппа Скачивание раскисленного известково глиноземистого шлака на 6О-70% (OTJ перед продувкой расплава кислородом улуч- шает условия обезутлерожиаантш, снижает уГар хрома в период продувки, а оставшаяся достаточной толщины пленка известково глиноземисто:о шлака, обладающего малой газопроницаемостью, обеспечивает надежное предохранение металла от насыщения его водородом из газовой фазы во время продувки расплава кислородом, Расход карбидного дросса силумина зависит от фактического содержания легирующих эпе30 ментов в шихтовых материалах и состава шлака периода плавления шихты. После расплавления шихты, содержащей ингредиенты в следующих соотношениях, вес. %: 35 Хром8-15 Марганец0,4-2 Кремний0,4-0,7 Титан0,ОЗ-О,4 Железо, никель и примеси ,До образовавшийся .на металле шлак содержит, кг/т: ,2-10,5 СгО3,9-6,8 МпО2,3-5,5 FeO2,7-3,3 &i Ojj7,9-9,7 M603,2-4,1 ,0,05-0,47 ,32-0,38 В металлокарбидяом дроссе силумина весовое соотношение кремния и алюминия рав- но 0,8. По стехиометрнчаскому расчету суммар- ный расход 0,8 кг кремния и 1,0 кг алюминия обеспечивает полное восстановление хрома из 5,64--кг из 7,56 кг СяО, или марганца из 7,9О кг МпО, или железа из 8,ОО кг feO.. ,,. При коэффициенте использования алюми1ния и кремния, равном 0,7, для поллого