Способ выплавки нержавеющих сталей Советский патент 1979 года по МПК C21C5/28 

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТА.ПЕЙ

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к производству нержавеюших сталей с рафинированием их газовой смесью в агрегате типа конвертор, Известен способ производства нержавеющей стали, включающий выплавку высоколегированного полупродукта в дуговой печи и продувку его в агрегате типа конвертор смесью кислорода с газ9м-разбавителем,l . В указанном способе в качестве гаэа-разбавитбля используется относительно дорогой аргон, расход кото рого составляет в среднем 20 . . Наиболее близким к изобретению по технической сущности -и достигае мому результату является способ производства нержавеющей стали,: который вместо аргона -в газовой смеси предусматривает использование водяного пара. По этому способу про вку полупродукта в агрегате типа ко вертор ведут в несколько стадий до заданного содержания углерода, Для удаления водорода металл в конц плавки продувают аргоном в количестве 1-2 2 . К недостаткам известного способа выплавки нержавеющей стали с исполь зованием парокисло.родной смеси следует отнести невозможность определения состава газовой смеси, подаваемой в расплав в зависимости от текущего содержания углерода в расплаве, что вызывает повышенный угар хрома и перегрев металла. Целью изобретения является получение в готовом металле менее 0,03% углерода при незначительном угаре хрома и предотвращение перегрева М1.Талла. Поставленная цель достигается тем, что продувку полупродукта ведут при 1400-1600°С. смесью из 30-60% пара и 70-40% кислорода и при 1650-17ЬаС вводят в расплав хромосодержащие мaтepиaлыj продолжая продувку той же смесью до получения в расплаве 0,30-0,45% углерода, после чего изменяют состав газовой смеси до 70-90% пара, 30-10% кислорода и ведут продувку до получения в расплаве 0,12-0,20% углерода, a затем вводят ферромарганец и ведут продувку одним паром до получения в расплаве 0,08-0,005% углерода и при 1550ХбЗО с производят предварительное раскисление. Способ опробован в условиях НПО Тулачермет. Жидкий полупродукт с 0,5-1,0% углерода; 0,5-0,7% кремния; 18-20% хрома; и 8-9% никеля заливают в конвертор емкостью 10 т Продувку ведут через донные фурмы смесью пара и кислорода. Содержание пара в газовой смеси на серии опытных плавок в различные периоды продувки изменяют от 10 до 100%, кислорода - от 90 до 0%, интенсивность продувки изменяют от 0,5 до 4,5 нм/т в 1 мин. На основании экспериментов установлено, что продувка в три стадии с указанными выше соотношениями пар и кислорода в газовой смеси обеспечивает оптимальные условия окислени углерода до соответствующих его кон центраций без значительного окисления хрома. Использование газовых смесей с содержанием более 40-70% кислорода на первой стадии продувки и более 10-30% во втором периоде приводит к значительному угару хром а также недопустимо высокому перегр ву металла (выше 1750-1800с). Соде жания кислорода в смеси ниже указан ных значений вызывают замедление процесса рафинирования, понижение температуры Металла в процессе продувки ниже 1620-1йВО С, что влечет .дополнительные потери хрома, Нагрев расплава до 1б50-1750°С н первой стадии продувки позволяет форсировать процесс рафинирования а использование присадки хромосодер жащих материалов позволяет снизить температуру металла до оптимальной (1630-1б80с) и обеспечить благопри ятные условия службы футеровки конвертора. В третьем периоде продувки добавка в смесь „кислорода вообще недопустима из-за повышенного окисления хрома при содержании углерода менее 0,15-0,20%, Присадка ферромар ганца в этот период позволяет понизить температуру ..металла до оптима ной, удалить продувкой паром вносимый ферромарганцем углерод при минимальных потерях марганца. Способ осуществляется следующим образом. Пример 1. в дуговой печи с использованием недефицитного высокоуглеродистого феррохрома, ферро никеля и отходов нержавеющих сталей выплавляют полупродукт, содержащий 1% углерода г 0,5% кремния; 19% хром 9% никеля. Жидкий полупродукт выпускают из дуговой печи и переливают в агрегат типа конвертор, в KO торый предварительно загружают известь. Продувку начинают при температуре металла смесью кислорода и пара. При этом содержание пара в смеси составляет 30%. Продув ку указанной смесью осуществляют /1О получения в металле 0,45% углеро да. Во время продувки при достижении вводят фёр1хэхром или отходы стали типа 18-8 в количестве 20 кг/т. После получения 0,45% углерода содержание пара в смеси повыша- ют до 70% и продувают расплав этой смесью до получения в металле 0,20% углерода, после чего вводят ферромарганец из расчета на 2% марганца и продолжгиот продувку одним паром до получения в металле 0,07-6,08% углерода и при температуре металла 1600-1620°С вводят с интенсивностью 10 кг/т в 1 мин раскислители. После раскисления металл продувают аргоном в количестве 1-2 для удаления водорода и плавку выпускают в ковш. Пример 2.Так же, как и в примере 1, но продувку в агрегате типа конвертор начинают при температуре расплава 1500°С смесью 55% кислорода и 45% пара. В процессе п эодувки при достижении температуры металла в расплав вводят феррохром или отходы выплавляемой марки в количестве 60 кг/Т й пррдол7 жают продувку до получения 0,37% углерода. По достижении указанной концентрации углерода содержание пара в смеси повышают до 80%, продувают расплав этой смесью до 0,16% углерода, после чего вводят ферромарганец из расчета на 2% марганца и продолжают продувку одним паром до получения в металле 0,04% углерода, затем при температуре металла вводят с интенсивностью 30 кг/т в 1 мин раскислители. Заканчивают плавку так же, как в примере 1. Примерз. Так же, как в примере 1, но продувку в агрегате типа конвертор начинают при температуре расплава 1600°С смесью из 60% пара и 40% кислорода. В процессе продувки при достижении температуры металла 1750 С вводят феррохром или отходы выплавляемой марки в количестве 100 кг/т и продолжают продувку той же смесью до получения в металле 0,30%. углерода. По достижении указанной концентрации углерода содержание пара в смеси увеличивают до 90% и продувают расплав указанной смесью до получения 0,12% углерода, после чего вводят ферромарганец из расчета на 2% марганца и продолжают продувку одним паром до получения ъ металле до 1% углерода, йри температуре металла вводят с интенсивностью 50 кг/т в 1 мин раскислители. Заканчивают плавку так же, как в примере 1. Применение описанного способа выплавки нержавеющей стали обеспечивает высокое усвоение хрома и повышает качество металла.

Формула изобретения

Способ вьтлавки нержавеющих сталей, включающий продувку, углеродистого высоколегированного полупродукта газовой смесью из водяного пара и кислорода и окончательную доводку металла продувкой инертным газом, отличающийся тем, что, с целью снижения угара хрома при низких содержаниях углерода и предотвращения перегрева металла, продувку полупродукта ведут при 14001бОО С смесью из 30-60% пара и 70-40% кислорода и при 1650-1750 С вводят в расплав хромосодержащие материалы,продолжая продувку той же смесью до получения в расплаве 0,30-0,45% углерода после чего изменяют состав газовой смеси до 70-90% пара,30-10% кислород и ведут продувку до получения в расплаве 0,12-0,20% углерода, а затем вводят ферромарганец и ведут продувку одним паром до получения в расплаве 0,08-0,005% углерода и при 1550-1бЗО С производят предварительное раскисление.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3169058, 75-49, 1965.

кл

кл. С 7 р, 1975.