Способ выплавки вольфрамсодержащей стали Советский патент 1982 года по МПК C21C5/52 

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства сталей, легированных вольфрамом и выплавляемых в буровых электросталеплавильных печах.

Известен способ выплавки стали 18Х2Н4ВА методом переплава легированных отходов с применением кислорода, по которому расплавляют невольфрамсодержащие легированные отходы, продувают расплав кислородом, полностью скачивают окислительный шлак и проводят рафинирование металла и последующее его легирование 1.

В способе исключается использование вoльфpaмcoдej}жaщиx отходов с целью извле. чения вольфрама и ограничена возможность удаления фосфора, что увеличивает трудоемкость производства и стоимость стали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки вольфрамсодержащей стали, включающий завалку щихты с вольфрамсодержащими отходами, расплавление, присадку извести, окислительную продувку, удаление окислительного щлака, рафинирование и выпуск 2.

Недостаток способа - использование раскислителей для восстановления легирующих элементов из шлака, что не позволяет производить дефосфорацию металла. Этим способом нельзя выплавлять вольфрамсодер5 жащие конструкционные стали с низким содержанием фосфора.

Цель изобретения - повышение степени извлечения вольфрама из шихты, снижение

Q расхода ферросплавов и содержания фосфора в стали.

Поставленная цель достигается тем, что в способе выплавки вольфрамсодержащей стали, включающем завалку шихты с вольфрамсодержащими отходами, расплавление,

15 присадку извести, окислительную продувку, удаление окислительного шлака, рафинирование и выпуск, вольфрамсодержащие отходы и завалку присаживают на поверхность металлошихты и после расплавления

2Q 40-60% шихты производят окислительную продувку расплава путем многократного повторения поочередного ввода кислородосодержащего газа в шлак и металл до получения в последнем 0,05-0,20% углерода и достижения температуры 1650-1750°С.

При этом после окончания окислительной продувки производят частичное раскисление окислительного шлака коксом или ферросилицием.

Введение вольфрамсодержащих отходов в завалку позволяет использовать их в максимальном количестве. Присадка их на верх металлошихты способствует уменьшению угара вольфрама, так как в другой электропечи расплавление верхних слоев завалки происходит при более высокой температуре жидкого металла по сравнению с частью завалки, лежаш,ей на подине.

Начало продувки расплава до расплавления 40% шихты приводит к увеличению угара металла с дымообразованием. В случае продувки после расплавления 60% шихты ухудшаются температурные условия дефосфорации металла.

Поочередная продувка шлака и металла обеспечивает необходимые условия протекания реакций обезуглероживания и дефосфорации. При продувке шлака повышается его температура, усредняется состав, увеличивается кратность обмена шлака на поверхности металла за счет вспенивания. Продувкой металла обеспечивается его нагрев, повышение окисленности, усреднение состава ванны и необходимая скорость окисления углерода. За счет этого в металле получают низкое содержание углерода и фосфора при сравнительно небольшом угаре вольфрама. При содержании в металле к моменту окончания продувки 0,05-0,20% углерода и 1650-1750°С создаются благоприятные условия для восстановления вольфрама из шлака.

В случае содержания углерода более 0,20% и температуре металла 1650-1750°С отмечается переход фосфора из шлака в металл.

При продувке металла до содержания углерода менее 0,05% происходит эрозия футеровки печи, ухудшается качество стали. Продувка до 1650-1750°С способствует переходу легирующих элементов из шлака в металл при сохранении низкого содержания фосфора в металле. При температуре менее 1650°С ухудшаются условия перехода легируюших элементов из шлака в металл.

При температуре более 1750°С увеличивается переход фосфора из шлака в металл. Ухудшаются условия ведения плавки и охлаждения металла до температуры выпуска.

Частичное раскисление окислительного шлака перед смачиванием увеличивает извлечение вольфрама и других легирующих элементов из металлошихты. Глубокое раскисление шлака восстанавливает и фосфор.

Скачивание окислительного шлака с последующим рафинированием металла обеспечивает низкое содержание фосфора в стали до конца плавки и ее высокое качество.

Способ реализуется следующим образом.

Способ опробован при выплавке стали 18Х2Н4ВА в двадцатипятитонной электропечи. В завалку на верх металлошихты присаживают 150-350 кг/т отходов групп Б-13. После расплавления шихты на 40- 60% в печь вводят 30-50 кг/т извести и, не прекращая плавления, начинают продувку металла кислородом при помощи футерованных огнеупорной обмазкой трубки диаметром 3/4 дюйма. В первый момент кислород вводят в шлак и продувают: его до вспенивания и схода самотеком через порог рабочего окна печи. Затем трубку погружают в металл и продувают его до признаков вскипания ванны, после чего кислород снова вводят в шлак и доводят его до вспенивания. Многократным повторением цикла продувки получают в расплаве 0,05- 0,20% углерода, менее 0,010% фосфора при 1650-1750°С. Для поддержания основности шлака и обеспечения его количества в ходе продувки вводят известь. На некоторых плавках шлак перед скачиванием раскисляют небольшими присадками кокса и ферросилиция. После удаления окислительного шлака отбирают пробу металла на полный химический анализ, наводят новый шлак из извести и плавикового шпата с одновременным науглероживанием металла молотым коксом и доводкой стали по химсоставу присадками соответствующих раскислителей и ферросплавов. Окончательно сталь раскисляют кусковым алюминием в количестве 1,0 кг/т. В процессе опробования способа варьировали различными параметрами.

Выплавка стали 18Х2Н4ВА по предлагаемому способу позволяет получать в готовом металле содержание фосфора 0,006- 0,1010%. Усвоение вольфрама из вольфрамсодержащих отходов шихты составляет 50- 60%- За счет использования вольфрама из отходов уменьшился расход ферровольфрама на 3-7 кг/т. Использование предчагаемого способа при выплавке конструкционных вольфрамсодержащих сталей позволяет применять до 500 кг/т Cr-Ni-W содержащих отходов при достаточно высоком коэффициенте извлечения вольфрама, что обеспечивает получение значительного экономического эффекта.

Формула изобретения

1. Способ выплавки вольфрамсодержашей стали, включающий завалку шихты с вольфрамсодержащими отходами, расплавление, присадку извести, окислительную продувку, удаление окислительного шлака, рафинирование и выпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения, вольфрама из шихты, снижения расхода ферросплавов и содержания фосфора в стали, вольфрамсодержащие отходы в з.а5валку присаживают на поверхность металлошихты и после расплавления 40-60% шихты производят окислительную продувку расплава путем многократного повторения поочередного ввода кислородосодержащего газа в шлак и металл до получения в последнем 0,05-0,200/0 Углерода и достижения температуры 1650-1750°С. 2. Способ выплавки вольфрамсодержащей стали по п. I, отличающийся тем, что 6 после окончания окислительной продувки производят частичное раскисление окислительного шлака коксом или ферросицилием. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Поволоцкий Д. Я. и др. Электрометал ургия стали и ферросплавов. М., «Металлургия, 1974, с. 246-247. 2. Авторское свидетельство СССР № 435285, кл. С 21 С 5/52, 1974.