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

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к черной металлурги конкретнее к способам выплавки сталей и сплавов в электропечах на шихте, включающей металлиэованное сырье. Известен способ выплавки металла в электропечах с использованием в шихте различного количества металлизованного сырья, включающий загрузку шихты, ее плавление и последующее рафинирование, легирование и раскисление жидкой стали 1. Недостаток данного способа выплавки стали и сплавов - низкая степень извлечения железа из металлизоваиного , составляющая всего 75% при концентрации железа в шлаке 45%. Наиболее близок к предлагаемому по техни ческой сущности и достигаемому результату способ выплавки стали, включающий завалку игахты, металлизованного сырья, плавление, вв углеродсодержащих материалов, рафинирование раскисле ше, легирование и выпуск (2. Недостатком известного способа является то, что материалы, служащие источником посту ления углерода в металл для последухпцего восстановления им закиси железа из шлака, а также для стабилизации содержания углерода в расплаве, вводят в металлическую ванну по ходу плавления. При этом увеличивается длительность плавки, ухудшается степень использования углерода и имеют место значительные потери железа со спускаемым шлаком. Последнее вызывает необходимость дополнительного раскисления шлака в конце периода плавления, которое протекает медленно и сопровождается значительными потерями времени. Выплавка металла с содержанием углерода более 1% и высоким содержанием хрома (4-36%) требует введения в ванну в период доводки большого количества твердых материалов, что затягивает плавку. Кроме того, при этом увеличивается содержание в металле азота и водорода, так как при отсутствии кипения ваины в этот период невозможно удалить газы, внесенные в расплав ферросплавами. Цель изобретения - ооокекие потерь же леза, сокращение длительности плавки и умень-: шенне содержания газа в металле. 396 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали и сплавов, включающему завалку шихты, металлизованного сырья, плавление и ввод углеродсодержащих материалов, рафинирование, раскисление, легирование и выпуск, углеродсодержащие материалы ввЬдят в завалку из расчета 0,10,5% углерода на каждый процент кислорода металл{гческой шихты сверх верхнего предела содержания углерода в готовом металле, причем в период плавления шихты температуру перегрева жидкого расплава над линией ликвидуса поддерживают в пределах 100-250°С, Ввод дополнительного количества углерода в шихту позволяет снизить содержап,ие железа в шлаке и сократить потери его, а также умен шить ;длительность плавки, так как восстановление окислов железа углеродом, растворенным в металле, начинается сразу же после образова ния жидкого металла по мере перехода части шихты из твердого в жидкое состояние. Факторами, благоприятствующими этому, являются избытотаое содержа1ше углерода в шихте, быст рое формирование окисленного железистого шлака и повышение температуры ванны в зоне электрических дуг. Окисление углерода кислородом шлака начинается сразу после образова шя первых пордай жидкого металла и протекает с высокой скоростью. Это связано с локальным перегревом металла в зоне дуг, поБЫП1еЙ1ным содержанием углерода в , что способствует понижению температуры плавления шихть и увеличению степени перегрева металла, а так же ускоренным образованием шлака с повышенным содержанием закиси железа ввиду высокой скорости расплавле)1ия мета.1ии13ованного сырья. В результате этого длительность плавки в целом сокращается. Введение углерода в количестве менее 0,1% на каждь й процент кислорода в металлической шихте сверх верхнего П1)едела содержания углерода приводит к недостаточной степени восстано}зления окислов железа растворе1шым в металле углеродом, необходимости дополнительных присадок углеродсодержаших материалов Б вшшу в ходе Ш1авления. зaтягивa п ю . плавки, получению по расплавлении копцентращш углерода меньше нижнего предела Р, готовом металле. При введении углерода более 0.5% на каждый нроцент кислорода в металлической шихте сверх верхнего предела вызывает получение по расплавлении концентрации углерода в . расплаве верхнего предела в готовом металле, чю сопряжено с дополпителыпими затратами времени на окисление ипПыточнспо углерода и повышением удельного расхода электроэнергии. Верхний предел перегрева расплава над линией ликвидус, равный 250°С, выбран по опытным даиньГм из условий достижения высокой средней скорости окисления углерода по ходу плавления. Нижний предел перегрева, равный 100°С, определяется температурой ванны, требуемой перед рафинированием и выпуском металла из печи, а .также условиями разливки. Пример. Плавку проводят в дуговых электропечах (4 т) с кислой футеровкой, выплавляют сплав Х32Н6Л, следующего химсостава,%: С 2,0; Сг 32,0; Ni 6,5; Si 0,9; Mn 0,42; S 0,017; P 0,019. Плавку проводят следующим образом. Иа подипу печи заваливают, кг: обожженную известь 60; феррохром ФХ 025 450; никель 200 ; металлизованные окатыши 1750 состава,%: С 0,15;F€pgjy 96; . R7,8; S 0,029; Р 0,003; пустая порода Г,2 0 1,76. Углеродсодержащий материал - высокоуглеродистый феррохром ФХ 800 - вводят в завалку из расчета 0,49% углерода на каждый продент кислорода металлической шихты сверх верхнего предела углерода в готовом металле, равного 2,3%. Кроме того, вводят 1000 кг феррохрома. Масса металлической ншхты (садка печи) 3085 кг. В период плавления шихты поддерживают температуру перегрева металла над линией ликвидус равной 250° С в начале периода и 225°С в конце. Перед окончанием расплавления на шлак присаживают коксик порциями 6 кг через каждые 5 мин. Присадки коксика прекращают в момент полного расплавления шихты. Дополнительно шлак раскисляют ферросилицием (2,5 кг/т). После этого кислый шлак полностью скачивают из печи и наводят новый шлак добавкой смеси извести и шамота в соопюшении 3:7, присаживают раскислители - ферросилиций и ферромарганец - и выпускают плавку. Температура на выпуске составляет 1535°С. Окончательное раскисление проводят в ковше алюминием (0,5 кг/т). Средняя скорость окисления углерода в период плавления достигает 0,726% С/ч.- Длительность плавления 64 мин при общей продолжительности плавки 2,87 ч. Удельный расход электроэнергии 712 кВт-ч. Удельный расход хрома на 1 т готового металла 0,347: Выплавка стали предлагаемым способом обеспечивает снижение потерь железа со скачиваемым шлаком, сокращенно продолжительности плавки и получение более качественного металла по содержанию в кем растворенных газов, что способствует снижению себестоимости выплавляемой стали и повыше1тю ее служебных характеристик.

. 5962321t

Формула изобретенияверхнего предела содержания углерода в тогоСпособ выплавки стали и сплавов, включаю- :температуру перегрева жидкого раошава яад

щий завалку шихты, металлизованиого сырья,линией ликвидуса поддерживают в пределах

плавление, ввод углеродсодержащих материалов, 5100-250° С. рафинирование, раскисление, легирование и выпуск, отдичающийся тем, что, с цельюИсточники информация, I снижения потерь железа, сокращения длительное- принятые во внимание при экспертизе, ти плавки и умес1ьшення. содержания газа в ме- 1. Князев В. Ф. и др. Бескоксовая металталле, углерйдсодержащие материалы вводят в влургия железа. М., Металлургия, 1972, с. 272. завалку из расчета 0,1-0,5% углерода на каждый2. Авторское свидетельство СССР К 457737,

процент кислорода металлической шихты сверхкл. С 21 С 5/52, 1972.

вом металле, причем в период плавпевяя шихты