Способ выплавки стали Советский патент 1980 года по МПК C21C5/52 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в--частности к -способам производства стали в открытых дуговых электропечах.

Известен способ получения слитков стали по которому легирование металла кремнием производится после раскисления стали алюминием и при остаточном содержании его 0,2% l .

Недостатком способа является за.грязнение стали глобулярными включениями и пораженность ее волосовидными трещинами.

Известен способ в котором для повышения чистоты стали по глобулярным и оксидным включениями за 1015 минут до выпуска металла в печь вводят кварцит, обеспечивая основность шлака перед выпуском 0,7-1,3

l2l.

Недостатком этого способа выплавки стали является повышенное содержание в металле, загрязненность ее сульфидными включениями и пораженность волосовидными трещинами.

Известен способ получения стали, заключающийся в обработке нераскисленной стали при выпуске в ковш жидким рафинировочным шлаком, раскислении ее алюминием, при повторном

переливе из одного ковша в другой, в раскислении и легировании ее кремнием в процессе перелива в другой ковш и продувка металла инертным газом з.

Недостатками способа являются нестабильность процесса, сложность его, повышенная загрязненность металла сульфидными включениями и пора10 женность стали волосовидными трещинами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ1 заключающийся в обработке не15 раскисленного металла (не содержащего кремний) в процессе выпуска синтетическим шлаком, раскислении его в ковше алюминием в количестве 0,4 кг/т, легировании 65% ферросилицием в количестве 5 кг/т и продувке металла в ковше аргоном после присадки ферросилиция 4.

К недостаткам данного способа относятся сложность и нестабильность

25 процесса, пораженность стали глобулярными включениями и во.посовидными трещинами. Сложность процесса заключается в согласованности работы печей для выплавки стали и синтетического шлака, а нестабильность обусловлена нестандартными условиями подготовки металла перед обработкой шлаком и окончательным раскислением Кроме того, высокоосновный- синтетический шлак плохо удаляется из металла, дает единичные глобулярные вклю;чения,- которые s деформированном металле раскатываются в строчки и спсобствуют получению волосовидных трв щин. При легировании иераскисленной стшш большим количеством кремния получаются недеформируемые силикатны глобули, которые трудно удаляются из метала.

Цель-изобретения - снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и повышение качества металла.

Поставленная цель достигается тем что раскисление металла в печи производят смесьго порошков углерода и алюминия в соотношении 3;1 через известковый шлак, затем основность шлака понижают до значений 1,5-2,0, а легирование металла кремнием про изводят в ковше в процессе продувки инертным газом.

Раскислением металла в печи перед обработкой в ковше шлаком достигается определенная стандартная раскисленость стали (О -0,007-0,008%), Раскислением бескремнистого металла некремнийсодержащей смесью обеспечивается в металле определенный тип неметаллических включений .{Fetbi силикаты с низким содержанием кремнезема) перед обработкой шлаком в ковше.

Соотношение порошков углерода и алюминия 3:1 обеспечивает оптимальную полноту и динамику процесса раскисления. Добавление гдлюмииия к углероду за счет повьниения температуры процесса увеличивает раскислительную способность углерода и полноту раскисления шлака и металла. Соотношение менее чем 3tl приводит к загрязнению стали х линоэемом, а более чем 3:1 мало эффективно.

Понижение основности известкового шлака до значений 1,5-2,0 является оптимальным с .точки зрения десульфурируюадей способности шлака и ассимиляции неметаллических включений. Основность ишака ниже 1,5 не обеспечивает нужную десульфурацию металла, а шлак с основностью выше 2,0 неудовлетворительно удаляется из стали даже при продувке ее инертным газом.

Легирование стали кремнием в процессе продувки ее инертным газом значительно снижает загрязненность стали крупными силикатными глобулями, так как при раскислении металла малыми порциями кремни.я получаются силикаты переменного состава и быстро удаляются из него.

Предлагаемый способ выплавки стали вместе с известными опробованы при выплавке стали 45ХН2МФА в 25тонной дуговой электропечи.

По предлагаемому способу сталь 45ХН2МФА выплавляют с полным окислением. Содержание хрома в металле по расплавленньам не превыла г 0,4%. ХЖисление углерода производят желеэной руяой до содержания 0,33-0,40%. После удаления окислительного шлака производят науглероживание металла коксом не более, чем на 0,09% и наводят известковый шлак из извести 20-25 кг/т и плавикового шпата 35 кг/т. Сформированный известковый шпак раскисляют смесью порошков кокса (1,5-2,0 кг/т) и алюминия (0,50,7 кг/т) в течении 20-30 мин. За мин до выпуска на шлак дают 37 кг/т силикатной глыбы и плавку выпускают в ковш вместе со шлаком.

Через 3-5 мин после выпуска плавки в ковш на штангах вводят алюминий в количестве 0,3-0,5 кг/т, металл в ковше продувается аргоном в течении 2-3 г-шн, затем в процессе продувки вводят порциями 45% ферросилиций в количестве 6-7 кг/т. Общая продолжительность г родувки определяется длительностью введения ферросилиция.

Стапь разливают сис5оннь м способом в слитки массой 3,5 т, которые прокатывают на круг 60 мм. Качество металла оценивают по содержанию кислорода, пораженности мтали волосовинами п неметаллическими включеНИ ИМИ .

Сааль 45ХН2МФЛ по звecтным способам выплавляют в соответствии, с описанием в литературе, а разливку, прокатку и оценку качества производят по предлагаемому способу.

Результаты оценки качества предстлены в таблице.

к.ак следует из данных таблицы предлагаемый способ обеспечивает одновременно низкое содержание оксидов строчечных, кислорода, сульфидов и силикатов недеформируемых, что приводит к сусчественному снижению загрязненности стали волосовидными трещинами .

Таким образом новое сочетаниеотдельно известных признаков позволяет существенно изменить составнеметаллических включений и значително повысить качество стали.

Внедрение предлагаемой технологии в производство дает экономический эффект. Опробование способа на сталях марок 45ХН2ПФА, ШХ15, ШХ15СГ позволяет снизить расход раскислителей до 1,0-2,0 кг/т, снижает брак по волосовидным трещинам и неметаллическим включениям в 1,52,5 раза.

Формула изобретения

Способ выплавки стали, включающий плавление шихты, раскисление металла, выпуск, обработку жидкого металла в ковше шлаком, окончательное рас .кисление алюминием, легирование кремнием и продувку инертньгй газом, отличающийся что, с целью снижения загрязненности стали неметаллическими включениями и повышения качества металла, раскисление металла в печи производят смесью порошков углерода и алюминия в соотношении 3:1 через известковый шлак, затем основность шлака понижают до 1,5-2,0, а легирование металла кремнием производят в ковше в процессе продувки инертным газом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 392106, кл. С 21С 5/56,опубл.1973. 2. Авторское свидетельство CCQP

№ 461128, кл. С 21 С 7/00,опубл. 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 404864, кл. С 21 С 7/00,опубл. 1973.

4. Абрамов А.А,, Войков С.Г.,

Пегов В.Г. и др. Выбор рациональной технологии рафинирования подшипниковой стали. Сталь, 1973, 3j с. 228-229.