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

1

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к выплавке хромистых сталей и сплавов в электропечах на шихте, состоящей из губчатого железа.

Известен способ выплавки стали и сплавов с продувкой высокохромистого расплава кислородом, причем металл с содержанием хрома 1-14% продувают при исходном содержании углерода в расплаве на 0,7-0,8% выше верхнего предела его в готовой стали и с повышением содержания хрома сверх указанного на каждый процент содержание углерода в металле увеличивают на 0,1. Кроме того, по ходу продувки расплава кислородом до получения требуемого содержания углерода в металле, на шлак равномерными порциями по 0, кг/т с интервалом 30-60 с присаживают кремнесодержащие порошкообразные материалы, изменяя величину присадки в зависимости от минимального и

л

максимального 20-30 м /т расхода кислорода 1.

Недостатком этого способа выплавки стали и сплавов является отсутствие объемного кипения металлической ванны, что не позволяет в достаточной степени снизить содержание в металле водорода и азота, что снижает качество выплавляемого металла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ выплавки стали в электропечи с использованием в шихте высокометаллизованных окатышей, включающий плавление шихты, рафинирование и легирование металла, причем плавление шихты с металлизованными окатышами проводят под кислым шлаком, в конце периода плавления шлак раскисляют до получения в нем 3-20 закиси железа, а доводку, раскисление и легирование металла проводят в печи под кислым шлаком, удалив предварительно 50-80% шлака периода плавления. Кром того, содержание углерода в металле в период проплавления металлизованных окатышей поддерживают в пределах от 0,2 до 1,0 r2J. Недостатком известного способа является ввод феррохрома в период доводки. При плавке высокохромистых сталей и сплавов вызывает резкое сни жение температуры ванны, что замед ляет расплавление феррохрома, а также приводит к увеличению степени угара хромай возрастанию длительности плавки.Кроме того,присадка феррохрома в пе риод доводки, когда завершены процессы окисления углерода в. окатышах, делает невозможным удаление водорода и азота, находящегося в железохромистом расплаве, из-за отсутствия кипения металла в этот период. Цель изобретения - сокращение дли тельнГости плавки и повышение качества металла за счет снижения содержания газов. Поставленная цель достигается тем что согласно способу выплавки стапи с использованием в шихте высокометаллизированных окатышей, включающему загрузку шихты с повышенным содержанием углерода, плавление,скачивание шлака периода плавления, легирование металла и раскисление шлака согласно изобретению в завалку совместно с металлизированными окатышами присаживают основное количество ферросплавов, а раскисление шлака и науглероживание металла на протяжении всего процесса плавления шихты осуществляют присадками на шлак углеродсодержащих материалов, причем отношение содержания хрома к содержа нию углерода в жидком металле поддерживают равным 6-12. Пр исадка основного количества ферросплавов в завалку позволяет сок ратить длительность плавки.Это объясняется тем, что нагрев и плавлени% твердой шихты непосредственно от электрических дуг происходит с большей скоростью, чем в случае плав ления феррохрома в жидком расплаве, когда теплопередача осуществляется через жидкий металл. Интенсивное оки ление углерода.содержащегося в шихт способствует, в связи с кипением ван ны по всему ее объему, интенсивному удалению азота и водорода. Кроме того, совмещение процесса расплавления ферросплавов с плавлением губчатого железа, которое сопровождается обезуглероживанием, интенсифицирует процесс переноса тепла в жидком металле и, следовательно, оказывает благоприятное влияние на скорость плавления нерасплавившейся части шихты. Отношение содержания хрома к содержанию углерода в жидком металле равное 6-10 на протяжении всего процесса плавления шихты выбрано в соответствии с опытными данными и отвечает оптимальным условиям минимальной длительности плавки и минимального угара хрома. Отношение вызывает повышение расхода углерода и увеличение длительности плавки, при отношении Сг/С 12 наблюдается повышение угара хрома. Пример 1. Плавки проводят ,в трехтонных дуговых печах. Плавят сплав Х32Н6Л следующего химического состава: 2,Q% С; 32,0 Сг; 6,5 Ni, 0,9 Si, 0,2% Мп; 0,017% S, 0,019% Р. На подину печи заваливают обожженную известь 60 кг, никель электролитический 200 кг, феррохром ФХб5С 1500 кг и металлизованные окатыши 1700 кг, следующего химического состава: 0,15% С, 9б%Реобщ; 87,8% Ремет.; 0,029%5, О,0030% Р и 1,2% ЛУстой породы. После каведения жидкой шлаковой и металлической ванн на шлак присаживают молотый коксик порциями по 6 кг через каждые 5 мин. Присадку коксика прекращают после полного расплавления шихты. Шлак периода плавления дополнительно раскисляют молотым ферросилицием в количестве 2,5 кг/т и скачивают начисто. После этого наводят новый шлак состоящий из 30% извести и 70% шамота, присаживают ферросилиций и ферромарганец, и металл выпускают из печи . при температуре . Окончательное раскисление металла проводят в ковше алюминием из расчета) 0,5 кг/т. Отбор проб показывает, что отношение хрома к углероду в жидкой металлической ванне по ходу плавки колеблется в пределах 11-12. Угара хрома при этом практически не наблюдается. Длительность плавки по сравнению с технологией известного способа снизилась на 35%. Пример 2. Плавят Ст. Х12 следующего химического состава: 2% С,12% Сг,0,2% Si,0,3% Мп,0,2% S, 0,018% Р. На подину печи заваливают обожженную известь 60 кг, феррохром ФХ800 580 кг и металлизованные окатыши 3000 кг, следующего химического состава: 92,5% , 81,5% Fe. 0,25% С, 0,028% S, 0,028% Р и % пустой породы. После наведения жидкой шлаковой и металлической ванны на шлак присаживают молотый коксик порциями по 3 кг через каждые 5 мин. Присадку коксика прекращают после полного расплавления шихты. Шлак периода плавления дополнительно раскисляют молотым ферросилицием в количестве 2,5 кг/т и скачивают начисто. После этого наводят но вый шлак, состоящий из 30% извести и 70% шамота, присаживают ферросилиций и ферромарганец, и металл выпускают из печи при температуре 1500С. Окончательное раскисление металла проводят в ковше алюминием из расчета 0,5 кг/т. Отбор проб показывает, что отношение хрома к углероду в жидкой металлической ванне по ходу плавки колеблется в пределах 6-7Угара хрома при этом практически не наблюдается. Длительность плавки по сравнению с технологией известного способа снизилась на 20%. Исследование качества сплава Х32Н6Л показало, что содержание азота в нем на 30% и кислорода на 20% ниже, чем в сплаве, выплавленном по технологии известного способа. Для Ст. Х12 снижение содержания газов в сравнении с технологией известного способа соответственно составило для азота на fO% и для кислорода на 35%Промышленные испытания линеек прошив- со ного стана 30-102, изготовленных из сплава )(32НбЛ, выплавленного по предлагаемой технологии показали, что стойкость линеек повышается в 2 раза по сравнению с обычными. Использование предложенного способа выплавки хромистых высокоуглеродистых сталей и сплавов позволяет сократить длительность плавок на 2035%f повысить качество металла за счет снижения содержания в нем азота на и кислорода на 20-35%, повысить стойкость инструмента, изготовленного из металла, выплавленного по предлагаемой технологии в 2 раза Расчет экономической эффективности от использования предложенного способа выплавки стали и сплавов приведем на примере сплава Х32Н6Л, выплаги фе ли гд фе пр ли гд 35 от 66 на 0, в дис ем тыш выш лен лен ленного по предложенной техноло. Расчет годового экономического эфта от повышения стойкости опытных еек в 2 раза ведем по формуле: Э, АЦ (1 - 4-). А - годовая потребность в линейках, т; цена линеек, руб/т; коэффициент, учитывающий увеличение стойкости трубного инструмента. Э 23-630 (1 - -J-) руб. Расчет годового экономического эфта от уменьшения времени простоя катного стана по причине замены еек ведем по формуле 3,--uj:: - n 60 60 Ц„ стоимость часа простоя прокатного стана, руб/ч, потребность цеха в линейках, изготовленных из сплава, выплавленного по старой технологии, пар/год; потребность цеха в линейках, изготовленных из сплава,выплавленного по предложенной технологии, пар/год; продолжительность замены пары линеек, мин. ( 600 Ч 5 ЗООМ ) 3i 1700 V йп An / 60 60 127500 руб. Общий годовой экономический эффект использования опытных линеек НЮТЗ тавит Э., + Эо 72А5 + 127500 руб. При объеме прокатной продукции 000 т/год, экономический эффект тонну прокатной продукции составит руб. Формула изобретения Способ выплавки стали и сплавов, астности хромистых высокоуглеротых в электропечи с использованив шихте высокометаллизованных ока-, ей, включающий завалку шихты с поенным содержанием углерода, плавие, скачивание шлака периода плавия, легирование металла и раскис.

79375218

ление шлака, отличающий-жащих материалов, причем отношение с я тем, что, с целью сокращениясодержания хрома к содержанию угледлительности плавки и повышения ка-рода в жидком металле поддерживают чества металла за счет снижения со-равным 6-12. держания газов, в завалку совместно 5

с металлизованными окатышами присажи- Источники информации,

вают основное количество ферроспла-принятые .во внимание при экспертизе ВОВ, а раскисление шлака и науглеро- 1. Авторское свидетельство СССР

живание металла на протяжении всегоN° 59513, кл. С 21 С 5/52, 1975процесса плавления шихты осуществ- Ю 2. Авторское свидетельство СССР

ляют присадками на шлак углеродсодер № 57737, кл. С 21 С 5/52, 1975