Способ производства нержавеющей стали Советский патент 1982 года по МПК C21C7/10 

(54) CnOCdb ПРОИЗВОДСТВА НИЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

1

Изобретение относится к чёрной металлургии, конкретнее к способам получения нержавеющей стали с использованием внепечного вакуумирования.

Известен способ получения стали, включающий выплавку полупродукта в дуговой печи, последующее его вакуумирование, раскисление щлака силикокальцием с дальнейшим последовательным легированием его кремнием, марганцем, алюминием и обработку газом 1.

Раскисление шлака в ковше при вакуумировании силикокальцием приводит к образованию в щлаке SiO за счет восстановления окислов железа и частично марганца кремнием силикокальция. Дальнейшее легирование металла титаном в случае выплавки нержавеющей стали приводит к повышенному угару его за счет SiOj в шлаке и понижения .его основности. Дальнейшее последовательное легирование металла кремнием, марганцем и алюминием обусловливают преимущественное накопление в шлаке окислов элемента, вводимого первым, т.е. кремния. Таким образом

дальнейшее снижение основности шлака при увеличении в нем SiO2 приводит к низкому усвоению титана, равному в зтом случае 20-26%. Поэтому указанные выше приемы i .не позволяют использовать их при выплавке нержавеющей стали.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ выплавки нержавеющей стали, включающий выплавку легированного хромом

to и никелем полупродзоста в дуговой печи, последующее его вакуумирование, раскисление шлака, легирование металла и обработку в ковше нейтральным газом {2.

Основным недостатком известного способа

IS является невозможность получения стабильных заданных содержаний титана в титансодержашей нержавеющей стали. Поэтому при производстве титансодержащей иержавеющей стали иеобходимо осуществлять дополнительную до-

30 рогостоящую операцию - отсечку шлака от металла за счет перелива последнего. Кроме того, раскисление шлака в ковше порошком ферросилиция я алюминия и легирование ме39талла, в первую очередь, кремнием приводит к понюкению основности шлака при его раскислении, уменьшению извлечения хрома из окислов хрома шлака и дополнительному угару титана при дальнейшем легировании. Готовый металл при таком способе производства обычно значительно загрязнен неметал лическими включениями, в том числе сульфидными, что затрудняет разливку металла на УНРС и ухудшает качество холоднокатаного листа, снижает механические и антикоррозионные свойства стали. Цель изобретения - повышение качества металлопродуквди, степени десульфураш1и и усвоения титана. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства нержавеющей стали, включающему выплавку легированного хромом и никелем полупродукта в дуговой печи, последуюшее его вакуумирование, раскисление шлака, легирование металла и обработку в ковше нейтральным газом, раскисле ние шлака проводят алюминием в количеств 2-6 кг/т и ферротитаном 4-20 кг/т, перемешивают шлак нейтральным газом в течение 1-4 мин, а легирование металла осуществляют последовательно титаном, марганцем и кремнием в количестве, обеспечивающем их содержания, требуемые по химическому соста ву, при этом введение ферротитана в итак для его раскисления составляет 0,1-Oj(P присадки в металл для легирования. Раскисление шлака алюминием и титаном позволяет исключить образование SiO2 и снижение основности шлака. Окислы титана повышают свою активность в 1Ш1аке и препятствуют окислению титана при его дальнейшем вводе в металл при легировании. Введение в штак при вакуумировании менее 2 кг/т алюминия не позволяет снизить содержание окислов железа и кремния до низких величин, а ввод более 6 кг/т алюминия приводит к повышенному его угару и уве)1ичению вязкости шлака. Введение в шлак менее 4 кг/т ферротитана не позволяет повысить активность окислов титана до оптимальной величины I а добавка более 20 кг/т загушает иитак и не позволяет повысить сквозное усвоение титана сталью. Переме1нинанле раскислителей в шлаке ме нее 1 мин не позволяет восстановить хром из ч;го окислов и получить равномерное распределение раскислигслей в ишаке, а переме шивание более 4 мин приводит к окислению элементов металла за счет контакта с атмосферой и заметному размьп)у футеровки ковша, 410 снижает основность шлака. Иослс донатслыюс легиропание MOTaJUja iHiaiioM. MafiiannoM, KpcNstuicM осуществляют полашй их в оголенную , от шлака зону металла при продувке его инертным газом. Такая последовательность подачи в более горячий металл титана, затем марганца и кремния сокрашает угар титана. Ввод кремния в последнюю очередь понижает основность шлака, после практически полного восстановления из него хрома и титана и не влияет на угар последнего при легировании им металла, что приводит к стабильному получению заданных содержаний титана в узких оптимальных пределах. Данные опытно-промышленных плавок показапи что присадка ферротитана в шлак для раскисления должна составлять 0,1-0,5 ч. присадки в металл для легирования. Присадка в шлак ферротитана менее 0,1 ч,от, Присадки в металл недостаточно раскисляет шлак, а более 05ч, приводит к излишнему угару титана. Пример 1.В печь емкостью 100 т загружают отходы стали марки XI7, металлический лом, отходы стали с кремнием 3%, никель и отходы никелевых сплавов и 2% от веса металлошихты извести. Расплавляют шихту, продувают железохромникелевый расплав кислородом до содержания в нем 0,18% углерода и выпускают в 130 т ковш, в который предварительно подают 20 кг/т извести. Ковш устанавливают в вакуумкамеру, вакуумируют метапл до содержания углерода 0,06%, раскисля1ют шлак подачей алюминия на поверхность шлака в количестве 2 кг/т и ферротитана 20 кг/т, перемешивают шлак с раскислителями - аргоном в течение 4 мин. Вводят в металл последовательно 20 кг/т ферротитана, 10 кг/т металлического марганца и затем 4 кг/т ферросилидия. Перемешивают металл для равномерного распредрления легируюших и подают на УНРС. Степень десульфурадии повышается на 12%, усвоение титана на 339, выход годных сляб по дефекту пузырь на 79. а холоднокатаноо jmcTa по качеству поверхности на 47о. Пример 2. В дуговой печи емкостью 50 т расплавляют легированный лом и шлакообразуюшне, восстанавливают хром из шлака плавления, вводят на шлак известь Ю кг/т и продувают металл кислородом до получения в нем 0,15% углерода. Выпускают легированный хромом и никелем полупродукт в ковш, куда предварительно вводят 5 кг/т извести. Ковш устанавливают в вакуумную камеру, .обезуглероживают полупродукт до получения 0.037( углерода, вводят в шлак 6 6 кг/т алюминиевой сечки и 4 кг/т ферротитана. Перемешивают шлак азотом в течение 2,5 мин и затем последовательно легируют полупродукт ферротитано.м 8 кг/т, феррюмарганцем 0 кг/т н ферросилицием

5 кг/т. Перемешивают металл газообразным азотом и подают на разливку. Степень десульфурации повышается на 27%, усвоение титана на 40%, выход годных сляб непрерывной разливки стали на 11%, а холоднокатаного листа по качеству поверхности на 6,7%.

Пример 3. В дуговой печи емкостью 150 т расплавляют легированный лом и шлакообразующие.-Продувают металл кислородом и выпускают легированный хромом и никелем полупродукт в ковш. Металл в ковше подвергают вакуумному обезуглероживанию, шлак раскисляют алюминием 4 кг/т и ферротитаном 12 кг/т и перемешивают с раскислителями нейтральным газом в течение Г мин, последовательно легируют металл подачей ферротитана в количестве 16 кг/т, марганца металлического 12 кг/т и ферросилиция 6 кг/т. Перемешивают металл для равномерного распределения легируюших и подают на УНРС. Степень десульфурации повышают на 18%, усвоение титана на 41,5%, выход годных сляб по дефекту пузырь на 9%, а холоднокатаного листа по качеству поверхности на 4,6%.

Указанные приемы проведения выплавки металла позволяют разработать и опробовать рациональную технологию производства нержавеющей стали для условий разливки ее на УНРС в крупные слябы.

Формула изобретения

Способ производства нержавеющей -стали, включающий выплавку легированноги хромом и никелем полупродукта в дуговой печи, последующее его вакуумирование, раскисление шлака, легирювание металла н обработку в ковше нейтральным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металлопродукции, степени десульфурации и усвоениятитана, раскисление шлака производят , алюминием в количестве 2-6 кг/т и ферротитаном 4-20 кг/т, перемешивают шлак нейтральным газом в течение 1-4 мин, а легирование металла осуществляют последовательно титаном, марганцем и кремнием в количестве, обеспечиваюшем их содержания, требуемые по химическому составу, при этом введение ферротитана в шлак для его раскисления составляет 0,1-0,5 присадки титана в металл для ле-ирования. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Морозов А. Н. и др. Внепечное вакуумирование стали. М., Металлургия, 1975,с. 258.