Способ обезуглероживания легированного расплава Советский патент 1982 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам обезуглероживания хромистых расплавов и может быть исрользовано в электросталеплавильных цехах металлургических заводов, а также на тех предприятия), где по условиям производства возможно организовать выплавку нержавеюо1их сталей.

Известны способы обезуглероживания высоколегированной металлической ванны кислородсодержащими газовыми смесями с постоянной по ходу процесса интенсивностью их ввода в расплав 11.

Однако использование таких способов продувки приводит к удлинению процесса обезуглеро ; ивания и как следствие к повышению угара хрома и других легирующих.

.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ обезуглероживания легированного расплава, при котором продувку кислородом ведут с интенсивностью около 1 им /т мин, а через 10 мин после начала интенсивного окисления углерода скорость подачи кислорода сни ают до 0,6-0,7 мин 2.

Недостатком известного способа кислородной продувки с уменьшенной к концу рафинирования интенсивностью является повышенный в течение окис10лительного периода угар хрома и других легирующих, что существенно повышает себестоимость получаемой нержавеюи ей стали.

Данный недостаток обусловлен,

15 относительно низкими скоростями обезуглероживания, наблюдаемыми при отсутствии повышения интенсивности подачи кислорода в период интенсивного кипа расплава, снижением сред20ней скорости окисления углерода при проведении обработки расплава с интенсивностью 1 нм /т мин, в относительно малого времени

(10 мин); а также проведением окисительной продувки на заключительном тапе обезуглероживания не в оптимальом режиме.

Данные обстоятельства приводят. s как к удлинению продувочного периоа, так и к созданию условий для преимущественного перехода атомов кислорода к атомам легирующих компонентов расплава, что способствует ю росту угара хрома и других элементов. Зто обуславливает существенное/ удорожание полумаемой нержавеющей стали.

Целью изобретения является сни- is ение себестоимости выплавляемой стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обезуглероживания легированного расплава, 20 включающему кислородную продувку последнего в начале (1/12-1/3) окислительного периода с интенсивностью 0,7-1,2 нм VT мин ; с интенсивностью 0,6-0,7 нм /т минуту в 25 его конце последующие за начальным этапом (3/8-5/6) окислительного периода проводят с интенсивностью 1 ,32,2 нм /т МИ ,а продолжительность конечного этапа окислительного перио- зо да составляет (1/8-6/15) времени продувки.

Способ осуществляется следующим образом,

После расплавления металла и его 35 нагрева до 1 20-150СС в плавильном агрегате, например в дуговой электропечи, осуществляют продувку ванны кислородом с интенсивностью 0,7 1,2 мин в течение 3-10 мин. 40 Исходный расплав содержит 10-15 хрома; 2-25% никеля; 1,0-2,5% марганца 0,8-1,5% кремния-, 0,02-0,03% фосфора и серы.

На начальном этапе окислительной 5 продувки вследствие тепла экзотермических реакций (п основном выделяющегося тепла от реакции окисления кремния) и тепла горения электрических дуг происходит нагрев ванны до 50 1бОО-1б70 С. В этих условиях наибольшее развитие получает реакция окисления углерода. Процесс окисления углерода при высоких содержаниях последнего в расплаве, согласно имею- 55 щимся литературным данным, контролируется доставкой кислорода на реакционные поверхности. Для увеличения

скорости обезуглероживания в течение 15-25 мин после начала активного кипа расплава интенсивность продувки повышают до 1,3-2,2 HMVT мин

При увеличении на данном этапе скорости окисления углерода продолжительность продувки и количество израсходованного кислорода сокращаются, что приводит к снижению угара хрома и других легирующих.

Увеличение интенсивности более 2,2 нм /т мин приводит к появлению выбросов металла и шлака из плавильного агрегата. При снижении интенсивности продувки менее 1,3 мин не наблюдается существенного увеличения скорости окисления углерода и, следовательно, снижения угара легирующих.

При рафинировании металлической ванны на втором этапе продувки менее 15 мин, что составляет 3/8 части окислительного периода, происходит снижение средней скорости обезуглероживания с соответствующим увеличением угара хрома и легирующих.

Увеличение продолжительности продувки свыше 25 мин или 5/6 части окилительного периода приводит к росту угара легирующих как в период,,предшествующий активному кипу расплава, так и на заключительном этапе обезуглероживания, когда процесс окисления углерода переходит во внутридиффузионную область реагирования, а избыток кислорода в системе расходуется преимущественно на образование окислов, хрома и железа.

В связи с последним обстоятельством на заключительном этапе обезу - леро«ивания ванны в течение 5-12 Мин или (1/8 + 6/15) продувочного времени интенсивность продувки кислородом снижают до (0,6 + 0,7) нм /ТМин. Снижение интенсивности продувки в течение заключительных 5-12 мин продувки обеспечивает сохранение высокой скорости окисления углерода при ограниченном количестве кислорода, поступающего в ванну, что приводит к снижению угара легирующих.

Продувка металлической ванны на заключительном этапе менее 5 мин приводит к непопаданию в заданный химический анализ металла. Продувка ванн с интенсивностью 0,6-0 ,7 нм /т мин более 12 мин приводит к значительному перенасыщению ванны кислородом и повышению угара легируклцих. Пример. После расплавления металл содержит 12% хрома; 10 никеля, 15% марганца, 0,9 кремния , 0,02 фосфора и серы. Начальная температура расплава составляет 1550°С В течение 7 мин ванну продувают кислородом с интенсивностью 1,0 HMVT мин. В последующие 17 мин продувки интенсивность подачи кислорода увеличивают до 2,0 нм /т-мин. Последние, 12 мин продувку ведут с интенсивностью 0,6 нм /т.мин. После продувки металл содержит 9% хрома; 0,05 углерода; 10,5 никеля; 0,2 марганца5 0,02% серы и фосфора. Продолжительность окислительной продувки составляет 3 мин. Экономия хрома при использовании предлагаемого способа продувки соста ляет 1% от массы металлошихты. Средняя цена 1 т феррохрома составляет J300 руб. Экономия феррохрома состав|ляет 1:0,,3 (где 0,7 - содержа|Ние хрома в феррохроме). При одовом производстве стали 50 тыс. т экономический эффект составляет 500x1 ,3x300 21 500 руб. Таким образом, использование пред лагаемого способа обезуглероживания 36 легированного расплава позволяет существенно снизить себестоимость выплавляемой стали за -чет уменьшения угара хрома и других легирующих при повышении скорости окисления углерюда и снижения продолжительности продувки. Формула изобретения Способ обезуглероживания легированного расплава, включающий кислородную продувку а начале (1/121/3) окислительного периода с интенсивностью 0,7-1,2 нм т-мин и с инстенсивностью 0,6-0,7 нм тт-мин в его конце, отличающийся тем, что,, с целью снижения себестоимости выплавляемой стали, последующие за начальным этапом (3/8-5/6) окислительного периода проводят с интенсивность 1,3-2,2 HMVT-мин, а продолжительность конечного этапа окислительного периода составляет (1/8-6/15) времени продувки. , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N- , кл. С 21 С 7/00, 1972. 2.Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., Металлургия, 19бЗ, с.215.