Способ выплавки средне- и высоко-углЕРОдиСТыХ НизКОлЕгиРОВАННыХСТАлЕй Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

(54) СПОСОБ ВЬШЛАВКИ СРЕДНЕИ ВЫССЖОУГЛВРОДИСТЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ 3 s перед вводом ферросплавов в высскоуглероднстый (при необходимостн в чугун), значительно перегретый над точкой плавления расплав, обладающий повышенной раствсфяющей способностью по отношению ; к тугоплавким легирующим элементам, большинство из которых является к бидообразующими. Этот недостаток ограничивает, а в некот(рых случаях исключает полностью, возможность ввода в металл в ковше тугоплавких легирующих добавок, например безуглеродистого феррохрома ( -1600-164О°С/ферровольфрама (t 26ОО°С) и других . Кроме того, известному споробу присущи и такие недостатки как низкая усвояемость металлом углерода добавок, вводимых в Сталеплавильную ванну, возможность значительного восстановления фосфора из шлака, повышенный угар легкоокисляющихся элементов-раскислителей при выплавке среднеуглеродистой стали, относительно низкая скорость плавления и раствфения ферросплавов. Цель изобретения - интенсификация процесса раскисления стали, уменьшение угара легкоокисляющихся элементов и осуществление возможности ввода в металл тугоплавких легирующих добавок., Поставленная цель достигается тем, чт обработку металла углеродсодержащими металлами и ввод в наутлероженный металл ферросплавов в сталеразливочном ковше, производят внепечное науглероживание металла из расчета получения в нем О,2-О,6% углерода после наполнения О,2-0,5 объема ковша, прерывают выпуск металла и последовательно вводят в него ферромарганец, углеродсодер- жащие материалы и легирующие ферросплавы в порядке убывания температуры их плавления . из расчета получения отношения содержания углерода в металле к содержанию углерода в готовой стали Б пределах 2-4 и производят выпуСк ctc тального металла в ковш. Содержание углерода в пределах О,2 О,6% является оптимальным с точки зрения концентрации кислорода в нераскисленном металле. При содержании в металле менее 0,2% углерода резко возрастает окисленность металла, а при уве личении содержания углерода более 0,6% концентрация кислорода в металле практ чески не уменьшается, оставаясь на одном уровне. Такое содержание углерода в металле обеспечивает достаточно вы- сокое ускорение им марганца, которьш в дальнейшем вводят в расплав в виде угродистого ферромарганца. Прекращение выпуска металла из сталеплавильного агрегата после наполнения 0,2-0,5 обьема ковша обусловлено необходимостью превращения этой части металла в высркоуглеродистьй расплав, а затем и в лигатуру соответствующего состава, определяемого маркой выплавляемой стали. Минимальное количество выпускаемого из сталеплавильного агрегата металла составляет О,2 общего его веса и определяется максимальным количеством легирующих добавок, которые можно ввести В ковше в металл, предварительно подвергнутый науглероживанию. Науглероживание металла наиболее целесообразно производить до содержания углерода в нем около 3%, при этом повышение концентрации углерода на 0,О1% сопровождается снижением температуры металла на 0,5 С. Введение в металл 3% углерода понизит температуру металла на Средняя температура металла на выпуске из современных сталеплавильных агрегатов составляет около 165О°С. Науглероженный до 3% металл имеет температуру 1500 С при темп атуре его плавления 1300°С в соответствии с диаграммой состояния железо-углерод. В такой металл можно ввести 11% от ыо веса легирующих добавок с температурой плавления 1450-1470°С (феррованадий, феррохром) или 26% добавок с темпера- турой плавления 125О-1300°С {ферромарганец, ферросилиций), что соответственно составляет 2,2 и 5,2% от веса всей плавки. Смешение 0,2 части металла ( 1300С) и 0,8 частей металла (i ) .дает среднюю температуру , что является необходимым и достаточным для нормальной разливки. Суммарное содержание легирующих элементов в низколегированной стали не превышает, как правило, 3-3,5%. Таким образом, выпуск из агрегата О,2 части металла обеспечивает возможность выплавки низколегированной стали с вводом всех раскислнтелей н легирующих в ковш. Максимальное количество выпускаемого ИЗ агрегата металла составляет 0,5 общего его веса и определяется допустимым содержанием углерода в готовой стали. Науглероживание 0,5 плавки 5 до 3% С обеспечивает получение стали с содержанием углерода 1,5%. После наполнения металлом (0,20,6% С) 1/5-1/2 объема ковша вводят ферромарганец из расчета получения марочного содержания марганца в стали. Присадка марганца увеличивает растворимость углерода в железе, что интенсифицирует процесс дальнейшего науглероживания металла. Высокая концентрация марганца (4-6%) уменьшает угар легкоокисляющихся элементов-раскИслитё пей. Дальнейшее науглероживание металла (до 3% С) обеспечивает увеличение ра. створяющей способности расплава по отношению к вводимым в него легирующим добавкам с высокой температурой плавле ния. Науглероживание более 3% нецелесообразно из-эа уменьшения скорости процес са и увеличения расхода углеродсодержаших материалов. При выпуске в ковш 0,2 части метал для получения среднеуглеродистой стали с минимальным содержанием углерода (0,25%) металл необходимо науглероднт до 1% С. При выпуске в ковш 0,5 части металла для получения, высокоуглеродис той стали с максимальным содержаниемуглерода (1,5%) в науглероженном. ме;талле необходимо иметь 3% G Следовательно, отношение содержания углерода в обрабатываемом металле к содеражнию углерода в готовой стали должно находиться в пределах 2-4. .Легирующие добавки присаживают в поряД1се убывания температур их плав «. ления, что обеспечивает ввод более туго плавких добавок в более гсрячий Металл, Перемешивание высокоуглеродиртого легированного полупродукта (лигатуры преследует цель выравнивания ее температуры и химического состава перед выпуском в нее остального металла. Пример. В 2От электропечи , производят выплавку среднеуглероднстой конструкционной низколегированной стаии , содержащей О,,55% С} ,80% Mh; 0,17-0,37% Si j O,8-. ,. 1,1% Ci не более O,O3O% S , не более O,O35% P. Обезуглероживание металла производят до О,1% С, что дает возможность получить в металле низкое содержание )а. При температуре металла 1650 С из печи выпускают 0,2 плавки (4т) в сталеразливочный ковш, оборудованный пористой огнеупорной вставкой в днище для продувки металла инерт 95 ным газом. В процессе -выпуска на струю металла присаживают 22,2 г молотого электродного боя. Прекращают выпуск ме-талла и вводят в ковш 213,3 кг 75%-но го ферромарганца. В струе азота в находящийся в ковше металл вдувают 26 кг молотого электроДЕшго боя и приступают к легированию металла хромом, Присажи вают 338 кг углеродистого 4 ррохрома (65% Сг, . 7% С) и 2:-3 мин продувают металл азотом. Окончательное раскисление стали производят вводом 164 jcr 45%-ного ферросилиция и 10 кг алюмя:ния (на штанге). В процессе обработки ; металла в ковше контрол1фуют температуру расплава, недостаток температуры компенсируют соответствующим перегре- вом находящегося в печи металла. Перед окончательньпу сливом металла из печи лигатура имеет следующий химический состав: 2,1% С; 3,25% Mvt; 1,35% Si 5 4,75% Cr; 0,2% Аб. Общее количество лег( присадок составляет 3,6% от веса всей плавки (в том числе ,1,7% тугоплавких присадок). Продувают расплав азотом и выпускают остаток металла. Пример 2. В 130 т кислородном конвертере производят выплавку стали ШХ15СГ, содержащей 0,95-1,05% С; 0,90-1,2% Mh;0,40-0,65%Si; 1,30-; 1,65% Сг, Обезуглероживание металла в Kcsiaepтере ведут до 0,1% С. При температуре металла выпускают- О,3 плавки (43,3 т) в ковш с пористой огнеупорной вставкой в днище, В процессе выпуска да струю металла присаживают 241 кг коксика фракцией 1-3 мм. Прекращают вы / пуск металла и вводят в ковш 2О8О кг 75%-ного ферромарганца. Продолжают науглероживание металла вдуванием в него в ковше 67О кг молотого коксика. металл хромом, присаживая ЗООО кг 65%-ного углеродистого феррохрома, после чего металл продувают 35 мни аргоном и вводят 1125 кг 75%-ного .ферросицилия и 26 кг алюминия. Перед окончательным выпуском плавки из конвертера лигатура имеет следукшкй химический состав: 2,8% С; 3,15% Мц; 1,6% ,2% Сг; 0,05% ле. Общее количество легирующих прийадок составляет 4,8% от веса плавки. Продуают расплав аргоном и выпускают осальной металл, Способ может быть использован для ыплавки углеродистых марок стали с юбым содержанием углерода. 76 Применение способа наиболее перепективно в кислфодно-ксивертерньк и эпектросгалеплавильных цехах, специализирующихся на выплавке низколегированных сталей с содержанием углерода 0,251,5%. Предлагаемый способ обеспечивает снижение расхода ферросплавов, усксрение их плавления и растворения в метал ле, расширение марочного сортамента кислородао -ко«верторной стали и может быть рекомендован для внедрения на элекгрометаллургическом заводе Электросталь и Нсжолипецком металлургическом заводе. Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа по предварительным данным, составляет около 250 тыс.р. в год на каждом из /заводов. Формула изобретения Способ выплавки средне- и высокоуг- леродистых низколегированных; сталей , включающий обезутлороживание металла в25 сталеплавильном агрегате до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, обработку металла углеродсодержащими материалами и ввод в науглероженный металл сЬеооосплавов р 5 сталеразливочном ковше, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса раскисления стали, умень т шения угара легкоокисляющихся элементов и осуществления возможности ввода в металл тугоплавких легирующих добавок, производят внепечное науглероживание металла из расчета получения углерода в количестве 0,2-О,6% после наполнения О,2-О,5 обьема ковша, прерывают выпуск металла и последовательно вво-. Дят 1 ферромарганец, углеродсодержащие материалы и легирующие ферросплавы в порядке убьшания температур их плавле.. ния из расчета получения отношения углерода в металле Е содержанию углерода в готовой стали в пределах 2-4 и производят выпуск остального металла в ковш. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бюллетень института Черметинфор 1 - , с. .42-43. . 2. Авторское свидетельство СССР № 55143, кл. С 21 С 7/ОО, 1977. 3. Сидоренко М. Ф. Теория и практи.ка продувки металла порошками, Металлургия 1973, с. 195.