Способ производства особо чистой стали Советский патент 1981 года по МПК C21C5/56 C21C7/00 

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОСОБО ЧИСТОЙ

СТАЛИ

1

Изобретение относится к металлургии, а конкре-.но к производству особо чистой стали в металлургических агрегатах.

Известен способ вакуумирования жидких металлов с одновременной обработкой их столбом шлака, который позволяет рафинировать сталь от вредных примесей, газов и неметаллических включений, в частности, при рафинировании этим способом высокоуглеродистой стали содержание среды удается понизить до самых низких значений - 0,0020/0 1.

Однако известный способ не позволяет получать, например, в подшипниковой стали содержание водорода ниже 0,00025% и кислорода - ниже 0,002/о, а также неметаллические включения, не превышаюшие 2,0 балла по шкалам ГОСТ 801-60.

Известен также способ капельного вакуумирования металла с использованием источника тепла, например переплав в вакууме методами специальной электрометаллургии 2.

Недостатком этого способа является отсутствие рафинирования стали от серы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ вакуумирования жидкой стали, который заключается в том, что после пропускания стали через столб шлака дополнительно подвергают ее вакуумированию при переливе в другую емкость 3.

Недостаток данного способа состоит в том, что с целью уменьшения времени вакуумной обработки для снижения тепловых потерь перелив металла из одной емкости в другую осуществляется струей. При этом контактная поверхность струи и время пребывания жидкого металла в вакууме незна10чительны, что не позволяет использовать в полной мере термодинамические предпосылки для протекания возможных реакций и удаления избыточных газов. В конечном счете, сталь, подвергнутая обработке по указанному способу, имеет загрязненность не15металлическими включениями, оцениваемую баллом 2,0 и более по шкалам ГОСТ 801-60

Цель изобретения - повышение степени рафинирования стали.

Цель достигается тем, что окончатель20ное вакуумирование стали после вакуумшлаковой обработки проводят капельным процессом с использованием источника тепла при производительности окончательной вакуумной обработки 40-100 г/с. Замена струйного вакуумирования металла капельным увеличивает контактную поверхность жидкого металла, что способствует более полному протеканию реакции взаимодействия углерода с кислородом и удалению растворенных газов. Источник тепла необходим для поддержания требуемой температуры и дает возможность увеличить время обработки металла вакуумом, что также направлено на повышение степени рафинирования.

От производительности окончательного вакуумирования зависит степень рафинирования и эффективность способа производства стали. Уменьшение производительности менее 40 г/с снижает эффективность вакуумной обработки. Повышение производительности более 100 г/с снижает степень рафинирования металла от вредных примесей и является нежелательным.

Технологическая последовательность проведения рафинирования металла сначала вакуумом и столбом шлака, а затем капельное вакуумирование имеет явные преимушества в сравнении с каждым из известных способов. Значительная часть кислорода, водорода, азота и вредных примесей удаляется уже при вакуумшлаковой обработке. Окончательная же очистка металла от этих примесей возможна только с использованием капельного рафинирования.

Каплеобразование с использованием источников тепла можно осуш,ествить, например, последовательным расплавлением заготовки из металла, обработанного вакуумом и столбом шлака, при помоши энергии электронного или лазерного луча, электрического или плазменного разряда и т. п.

Пример. На установе обработки металла вакуумом и столбом шлака (УВСШ) проводят рафинировку стали ШХ15. При этом получают содержание, %: серы 0,002-0,005; кислорода 0,0015-0,0025; водорода 0,00025. Затем полученный металл переплавляют, в частности, в электроннолучевой печи. Конечное содержание серы сохраняется на уровне 0,002-0,004/о, а содержание кислорода уменьшается до 0,, водорода - 0,0001% Неметаллические включения не превышают балла 1,0 по ГОСТ 801-60. Сам электроннолучевой переплав металла без использования предварительной вакуумшлаковой обработки также не позволяет получать металл указанной частоты. Содержание серы и соответственно сульфидных включений является в обычном металле ЭЛП намного выше, чем получено по предлагаемому способу. Предлагаемый способ повышает эксплуатационные свойства полученного металла в результате повышения чистоты стали и даетвозможность получить экономию, в частности, на стали ШХ15 до 100 руб/т.

Формула изобретения

Способ производстваособо чистой стали, включаюш,ий ее обработку вакуумом и столбом шлака и последуюш,ее вакуумирование, отличающийся тем, что, с-целью повышения степени рафинирования, окончательное вакуумирование стали после вакуумшлаковой обработки проводят капельным переплавом производительностью 40-100 г/с. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 462868, кл. С 21 С 7/00, 1975.