Способ выплавки азотосодержащей стали в индукционной печи Советский патент 1976 года по МПК C21C7/00 

(54) СПОСОБ BbifiJiABKH АЭС {СОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ИНДУКЦИОННОЙ ПЕЧИ

1

Изобретение относитея к области .производства азотсодерл ащих марок стали.

Известен способ продувки жидкой стали инертным газом через пористую пробку, установленную в днище индукционной печи 1. В этом случае аргон продувают через пробку, а кислород подают сверху водоохлаждаемой фурмой.

Известен также способ продувки высокохромистого расплава аргонокислородной смесью через боковые фурмы в установке типа конвертер 2.

Использование в этих процессах аргона в смеси с кислородом снижает парциальное давление окиси углерода, что сдвигает реакцию обезуглероживания в нужном направлении.

Однако существующие варианты рафинировочных процессов имеют ряд недостатков, к основным из которых можно отнести следующие: значительная (до 1,5 час) длительность продувки, больщой расход дорогостоящего аргона, невозможность легирования металла азотом в процессе продувки.

Целью изобретения является совмещение Процессов обезуглероживания и легирования расплава азотом, а также снижение себестоимости процесса выплавки стали.

Поставленная цель достигается тем, что металл продувают смесью азота с кислородом в соотношении 4:1 с интенсивностью 0,5-1,0 м /т-мин в течение 15-20 мин, нричем температуру металла в процессе продувки поддерлшвают равной 1680-1700°С.

Предлагаемая технология предусматривает расплавление металла в индукционной печи, наводку жидкоподвижного шлака из извести

и плавикового шпата в соотношении 2:1 и продувку жидкой стали азотокислородноп смесью через пористую пробку из плавленного магнезита, установленную в днище тигля печи. По истечении 15-20 мин продувки кислород отключают и продувку ведут чистым азотом в течение 5-7 мин, в процессе которой металл рафинируется от неметаллических включений и водорода. Температуру металла поддернсивают на уровне 1680-Г/ОО С,

что важно для наиболее полного протекания реакции обезуглероживания и сохранения хрома. Повышение температуры выше указанных пределов лимитируется стойкостью огнеупоров. Состав газовой смеси для продувки выбирают исходя из необходимого количества кислорода для окисления углерода. Использование азота вместо аргона позволяет легировать металл азотом. Газообразный

азст по отношению к окиси углерода является так же, как и аргон, инертным газом, т. е. снижает парциальное давление окиси углерода в газовом пузырьке и улучшает термодинамические и кинетические условия протекания реакции обезуглероживания. Расход газовой смеси выбирают исходя из условия максимальной скорости обезуглероживания и азотирования металла. Ограничение расхода газовой смеси по верхнему пределу связано с возможными выбросами металла из печи. Плавки проводят в 30-ти килограм1мовой индукционной печи, в днище тигля которой устанавливают пористую огнеупорную пробку из плавленого магнезита. Шихта состоит из армко-железа, электролитического никеля марки Н-1, среднеуглеродистого феррохрома. По расплавлению получают металл следующего состава, %: 0,15-0,17 углерода; 18- 20 хрома; 5-6 никеля; 0,5-0,6 марганца; 0,1-0,2 кремния, 0,015-0,020 серы; 0,018- 0,022 фосфора. Затем наводят щлак из извести и плавикового щпата и начинают продувку. Продувку проводят смесью азота и кислорода в соотнощении 4:1. Расход смеси соетавляет 18-20 л/мин. По ходу продувки отбирают пробы на химанализ и замеряют температ)фу, уровень которой поддерживают в пределах 1680-1720 0. Через 18-20 мин после начала продувки кислород выключают и продувают 5-7 мин чистым азотом. Готовый .металл содерл ит, %: 17-19 хрома; 5- 6 никеля; 0,15-0,20 азота; 0,02-0,03 углерода, что соответствует марочному составу стаЛИХ18АП5.

Некоторые плавки проводят, применяя для продувки осушенный воздух (21 % кислорода, 79% азота). В пределах погрешности эксперимента резз дьтаты плавок аналогичны.

Применение изобретения позволяет отказаться от использования дорогостоящих ферросплавов.

Суммарный годовой экономический эффект от внедрения изобретения в народном хозяйстве составляет около 10 млн. руб.

Фор м у л а изобретен и я

Способ выплавки азотсодержащей стали в индукционной печи, включающий расплавление шихты, наведение жидкоподвижного шлака и продзвку металла инертным газо.м, отличающийся тем, что, с целью рафинирования металла с одновременны. легированием азотом, металл продзвают с.месью азота с кислородом в соотношении 4 : I с интенсивностью 0,5-1,0 м т-мин в течение 15- 20 Мин, и температуру .металла в пропессе продувки поддерживают на уровне 1680- 1700°С.

Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе:

2.Патент США jYg 3252790, кл. 75-60, 1966.