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

1

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам выплавки в дуговых печах нержавеющих сталей.

Известен способ выплавки нержавеющей стали, включающий расплавление легированной шихты в дуговой печи, продувку ванны кислородом, в процессе которой при температуре металла 1750-1950°С в ванну присаживают сплавы марганца с высоким содержанием углерода и кремния в количестве 8-10 кг/т металла 1.

Однако этот способ, предусматривающий введение сплавов марганца при высокой температуре 1750-1950°С, не позволяет резко поднять температуру до и в процессе продувки металла, что необходимо для снижения угара хрома. Во-вторых, способ не предусматривает повышение основности шлака расплавления перед продувкой металла кислородом, что не предохраняет хром от окисления во время введения в ванну кислорода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения хромосодержащих нержавеющих сталей, включающий загрузку в печь шихты, ее расплавление, продувку металла кислородом до достижения содержания углерода 0,25-0,1°/о присадку кремния из расчета введения в металл в количестве 0,5-1,5%, послеющую продувку металла, легирование и выпуск 2.

Известный способ не позволяет снизить угар хрома при продувке металла с содержанием углерода 0,6-0,26% (т. е. после расплавления шихты) и до получения содержаний 0,1-0,25%, а также угар хрома за счет снижения основности шлака из-за окис10ления введенного кремния. Содержание кремнезема в шлаке при введении кремния возрастает до 20-25%, поэтому процесс окисления кремния и углерода затягивается за счет высокой активности кремнезема в шлаке. Кроме того, последовательность легиро15вания металла не обеспечивает низкий угар титана.

Целью изобретения является снижение угара хрома и титана и сокращение продолжительности плавки.

20

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки нержавеющей стали, включающему расплавление шихты, присадку кремния, продувку ванны кислородом, раскисление шлака, легирование металла и выпуск, согласно изобретению, присадку кремния производят на 0,5-0,9% от веса металла совместно с 1,5-2,5% извести при содержании углерода 0,3-0,5/о, шлак раскисляют алюминием в количестве 0,08-0,3% и последовательно вводят в металл для легирования марганец в количестве 0,4- 1,0% титан - 0,3-0,7% и кремний - 0,3- 0,8%: Введение перед продувкой ванны кислородом кремния совместно с известью позволяет повысить основность шлака перед продувкой за счет присадки извести, тем самым предотвратить повышенный угар хрома за счет низкой основности шлака. Хром в шлаке находится (после дачи кремния) в виде силиката CrO-SiOz- Из этого соединния воестановить хром трудно. Необходимо прежде всего снизить активность кремнезема в шлаке, связав его в прочный силикат кальция (2 CaOSiOa). Для этого совместно с кремиием следует вводить известь до продувки металла кислородом. В то же самое время присадка кремния повышает температуру расплава перед продувкой кислородом и тем самым позволяет снизить угар хрома за счет проведения продувки в высокотемпературном режиме. Запас по углероду (0,3-0,5%) перед продувкой позволяет провести дефосфорацию металла и предотвратить рефосфорацию за счет спуска шлака при продувке металла кислородом. Присадка извести в этом случае также облегчает проведение дефосфорации за счет повышения основности шлака. Условия восстановления хрома после продувки металла кислородом значительно облегчаются при даче после продувки алюмиНИН в шлак в количестве 0,08-0,3%. Раскисление шлака алюминием перед дачей титана позволяет сократить содержание окислов железа кремния в шлаке, повысить основность и повысить за счет этого восстановление хрома из шлака окислительного периода и извлечение титана при последующем легировании им металла. Легирование металла марганцем до, а кремнием после введения титана позволяет повысить усвоение титана за счет более высокой раскислениости металла марганцем и сокращения в шлаке окислов кремния и повышения основности. Присадка. кремния менее чем на 0,5% от веса металла не обеспечивает необходимой термичности процесса, т. е. не позволяет резко поднять температуру ванны перед ее продувкой кислородом. Присадка более чем на 0,9% кремния приводит к чрезмерному подъему температуры, что осложняет дальнейшее проведение продувки и выхода температуры в конце продувки на уровень 1900-1920°С, что приводит к разрушению огнеупорной футеровки дуговой печи. Введение совместно с кремнием менее 1,5% извести не позволяет поднять основность шлака до оптимальных величин (2,2-2,5), а присадка более 2,5% извести сильно охлаждает ванну и не способствует дальнейшему сокрашению угара хрома. Продувка ванны кислородом при содержании менее 0,3% требует введения в шихту дорогостоящих сортов феррохрома, а при более 0,5% удлиняется время продувки и возрастает угар хрома. Раскисление шлака алюминие.м в количестве менее 0,08% не обеспечивает полного извлечения из него хрома и низкого уровня содержания окислов железа, марганца и кремния. При раскислении шлака алюминием в количестве более 0,3% возрастает угар алюминия а извлечение хрома из шлака не увеличивается. Введение в металл для регулирования марганца в количестве 0,4- 1%, титана 0,3-0,7% и кремния 0,3-0,8% обеспечивает легирование металла всего марочного сортамента нержавеюших сталей, а предложенная последовательность обеспечивает высокое усвоение титана. Пример 1. В 100 т дуговой печи расплавляют шихту, состоящую из отходов нержавеющей стали, динамной стали, никелевых сплавов, чугуна и шлакообразующих. После расплавления при содержании углерода 0,5 на шлак вводят 2270 механической смеси ферросилиция марки ФС65 на 0,5% кремния (770 кг) и 1,5% извести (1500 кг). Продувку ванны кислородом осупхествляют с расходом 2400 . После загорания углерода продувку ведут при отключенной печи. Срез фурмы в процессе продувки устанавливают на расстоянии 400 мм от поверхности шлака. Продувку ванны кислородом осуществляют непрерывно и заканчивают при содержании углерода 0,07%. По окончании продувки на шлак присаживают 300 кг (0,3% от веса металла алюминия и последовательно легируют металл марганцем ,0%, титаном 0,3% и кремнием 0,8%. Металл выпускают в ковш. Общий за плавку угар хрома сократился на 3,2% титана на 30%, а продолжительность плавки на 12 мин. Пример 2. В 200 т дуговой печи расплавляют шихту, состоящую из отходов марки 1Х18Н9Т, стружки той же марки, никеля, мягкого железа и чугуна. После расплавления при содержании углерода 0,3% па шлак вводят совместно 5000 кг извести и 2770 кг ферросилиция марки ФС65, что соответствует 2,5% извести от веса садки и 0,9% крем,ния. Продувку стали кислородом осуществляют с расходом 3600 . После загорания углерода печь не отключают. Срез фурмы при этом устанавливают на расстоянии от поверхности шлака равным 300 мм. Продувку ванны заканчивают при достижении содержания углерода равном 0,09%. По окончании продувки на шлак присаживают алюминий в количестве 160 кг (0,08% от веса металла) и последовательно вводят в металл для легирования марганец 0,4%, титан в количестве 0,7% и кремний 0,3%. Металл выпускают в ковш. Общий за плавку угар хрома сократился на 1,8%, титана на 24%, а продолжительность плавки - на 9 мин. Пример 5. В 50 т дуговой печи расплавляют металлический лом, отходы нержавеющей ст. Х13, никель, чугун, шлакообразующие. После расплавления при содержании углерода 0,4% на шлак вводят механическую смесь ферросилиция марки ФС 75 933 кг с известью 1000 кг в количестве 1933 кг, что составляет по кремнию 0,7%, по извести 2% на тонну садки. Продувку стали кислородом осуществляют с расходом 2870 . Срез фурмы устанавливают от поверхности ванны на расстоянии 420 мм. Продувку стали заканчивают при содержании углерода 0,06% шлак раскисляют алюминием в количестве 95 кг (0,19% от веса металла) и последовательно в металл для легирования марганец в количестве 0,7%, титан 0,5% и кремний 0,55%. После выпуска в ковш, металл подают на разливку. Общий за плавку угар хрома сократили на 2,03%, титана на 27%, а продолжительность плавки на 9 мин. Производство нержавеющей стали предлагаемым способом обеспечит значительную ЭКОНОМИЮ титана и хрома, а также позволит сократить длительность плавки, что вместе взятое может дать значительный народнохозяйственный экономический эффект. Формула изобретения Способ выплавки нержавеющей стали, включающий расплавление шихты, присадку кремния, продувку ванны кислородом, раскисление шлака, легирование металла и выпуск, отличающийся тем, что, с целью снижения угара хрома и титана и сокращения продолжительности плавки, присадку кремния производят на 0,5-0,9% от веса металла совместно с 1,5-2,5% извести при содержании углерода 0,3-0,5%, шлак раскисляют алюминием в количестве 0,08-0,3% и последовательно вводят в металл для легирования марганец 0,4-1,0%, титан - 0,3- 0,7% и кремний - 0,3-0,8%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 605840, кл. С 21 С 5/52, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 490836, кл. С 21 С 5/52, 1974.