Способ выплавки нержавеющих сталей Советский патент 1979 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к области черной металлургии; в частности к производству стали в дуговых электропечах. Известен способ выплавки стали в дуговых электропечах с продувкой газокислородной смесью, предусматривающий продувку расплава газокислородной смесью с изменением соотношения газ-кислород 1. Известен также способ выплавки нержавеющей стали с продувкой газокислородной смесью в дуговой электропечи, включающий завалку лома, его расплавление и продувку металла газокислородной смесью в окислительный период плавки 2. С целью уменьшения угара легирующих элементов и уменьшения пылеобразования продувку начинают с коэффициентом расхода кислорода, равным 1,2-1,4, с постепенным уменьшением количества газа и смеси до нуля к концу окислительного периода. Недостатком этого способа является то, что с уменьшением количества газа в газокислородной смеси по ходу продувки до нуля не достигается уменьшение угара легирующих элементов и пылеобразования, так как в этом случае к концу окислительного периода при снижении концентрации углерода в металле повышается окислительный потенциал дутья, а следовательно, возрастает угар шихты и легирующих элементов. Цель изобретения - повышение эффективности плавки за счет снижения угара шихты и легирующих элементов. Поставленная цель достигается тем, что после завалки начинают прогрев шихты с соотношением газ-кислород 1:2 и расположением фурмы над шихтой на высоте 1,0- 1,5 м. После расплавления шихты расстояние между фурмой и поверхностью ванны уменьшают до 0,10-0,20 м, а расход газа в смеси снижают на 80-90%. После достижения в стали углерода 0,15-0,20% количество газа в смеси увеличивают на 50-60% по отношению к его количеству в период плавления шихты. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. После завалки шихты ее прогрев наряду с дугами электродов осуществляют газокислородным факелом с соотношением газ-кислород 1:2 и расстоянием фурмы над шихтой 1,0-1,5 м, что позволяет создать хорошо организованный факел. При расплавлении 90% шихты при температуре металла 1620- 1650°С расстояние между поверхностью ванны и фурмой уменьшают до 0,10-0,20 м, а расход газа в смеси снижают на 80-90%, что позволяет значительно увеличить окислительный потенциал смеси и создать условия для окисления углерода. При этом процесс окисления хрома затормаживается. После спада углеродного пламени при содержании углерода в металле 0,15-0,20% расход газа в смеси увеличивают .на 50-60% по отношению к его количеству в период плавления шихты. Это необходимо, так как при низких концентрациях углерода появляются термодинамические предпосылки для окисления хрома и поэтому нужно снизить окислительный потенциал смеси. После расплавления шихты количество газа в смеси снижают на 80-90%. Концентрацию газа в смеси уменьшить более, чем на 90%, нельзя, так как в этом случае могут заметаллиться газовые сопла, а менее 80% нет смысла, потому что значительно снижается окислительный потенциал струи, очень необходимый в этот период. В заключительном периоде продувки после спада интенсивного углеродного пламени, что происходит при содержании углерода в металле 0,15-0,20%, количество газа в смеси увеличивают на 50-60%. В этот период кипение ванны затухает, и по термодинамике следует ограничить поступление кислорода в ванну, чтобы уменьшить окисление легируюших элементов в железе. Наиболее оптим,альной для этого периода будет газокислородная смесь с 50-60% газа по отношению к периоду плавления. Исходя из термодинамики процесса окисления углерода, в этот период при содержании природного газа в смеси менее 5% .появляется лишний кислород, который способствует повышенному угару железа и легируюших элементов, а при количестве газа более 60% смесь J -I- . - I будет иметь недостаточный окислительный потенциал. Технология ведения плавки предлагаемым способом состоит в следуюшем. После завалки шихты в печь включают ток и параллельно прогревают шихту газокислородной смесью (с соотношением газкислород 1:2). Фурму располагают над шихтой на расстоянии 1,3 м. После расплавления 85%. шихты снижают количество газа в смеси на 90%, спускают фурму на расстояние 0,15 м над поверхностью ванны и начинают продувку металла с целью его обезуглероживания. После спада интенсивного углеродного пламени (содержание углерода в металле в этот период 0,18%) количество газа в смеси увеличивают-на 55% по отношению к его количеству в период прогрева шихты. Этой смесью продувают металл до заданного состава: 0,85% С, 0,45% Мп, 13% Сг и 10,5% Ni. Дальше плавку ведут по инструкции., Следует отметить, что при таком способе продувки угар хрома составляет 1,2% вместо 1,4% на плавках текущего производства. Кроме того, за счет прогрева шихты длительность плавления ее сокраш,ается на 10 мин. Прогрев шихты газокислородным факелом совместно с дугами электродов ускоряет ее плавление и нагрев расплава. После расплавления начинается продувка металла и в этот период смесь должна иметь максимальную окислительную способность, поэтому расход газа в газокислородной смеси снижают на 90% по отношению к периоду плавления. Низкое расположение фурмы над поверхностью ванны (0,15 калибров) позволяет использовать кислород на 100%. После спада углеродного пламени (содержание углерода 0,18%) количество газа в смеси увеличивают до 55% по отношению к его первоначальному количеству. Это позволяет снизить окислительный потенциал дутья, так как в это время начинается интенсивный угар железа и хрома при продувке чистым кислородом. С увеличением количества газа в смеси и снижением ее окислительной способности увеличивается жесткость струи и перемешиваюшее воздействие ее на расплав за счет неассимилируемого металлом природного газа. Это позволяет интенсифицировать массообменные процессы в период слабого окисления углерода, что особенно важно для реакции обезуглероживания. Таким образом, процесс окисления углерода ускоряется, а хрома - замедляется, что и обеспечивает снижение обшего его угара за продувку на 0,2% на каждой плавке и составляет экономию безуглеродистого феррохрома в количестве 2 кг на тонну сташ JJ LV vy 1ТЛ ел и ii-i i LJ ivi iicj i j ч ч у VICI ли. При производстве 200 тыс. т нержавеющей стали в год это обеспечит экономию 400 т феррохрома, а при его цене 386 руб. за 1 т годовая экономия составит 150 тыс. руб. в год. Формула изобретения Способ выплавки нержавеюших сталей в дуговой электропечи, включающий подачу газокислородной смеси в ванну печи в периоды плавления шихты и рафинировки с изменением соотношения газ-кислород в смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности плавки за счет снижения угара шихты и- легирующих элементов, после расплавления шихты количество газа в смеси снижают на 80-90%, а по достижении в стали 0,15-0,20% углерода количество газа в смеси увеличивают на 56

50-60% по отношению к его количеству в1. Авторское свидетельство СССР

период плавления шихты.№502037, кл. С 21 С 5/52, 1972.

Источники информации, принятые во вни-2. Авторское свидетельство СССР

мание при экспертизе№360372, кл. С 21 С 5/52, 1970.

651035