Способ выплавки средне- и высокоуглеродистых легированных сталей Советский патент 1983 года по МПК C21C5/52 

1 . Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к способам выплавки средне- и высокоуглеродистой легированной стали, преимущественно в дуговых сталеплавильных печах, и может быть также использовано при выплавке стали в конвертерах, качающихся мартеновсЮ1х печах и других плавильных агрегатах, обеспечива-ющих возможность дискретного выпуска металла. Известен способ выплавки среднеи высокоуглеродистой стали, включающий обезуглероживание металла в стале плавильном агрегате до содержания yi- лерода ниже марочного его содержания в готовой стали, обработку полупродукта углеродсодержащими добавками и ввод в науглероженный металл ферросплавов в сталеразливо цном ковшеТ О Однако этот способ не обеспечивает возможность перевода части полупродуктй перед вводом в него ферросплавов в высокоуглеродистый расплав, зна чительно перегретый над точкой плавления и обладающий повышенной растворяющей способностью по отношению к тугоплавким легирующим элементам, большинство из которых является карбидообразующими. Известен способ получения стали, включающий выплавку железоуглеродистого полупродукта совместно с синтетическим шлаком а одной электропечи и жидкого лигатурного сплава в другой и ввод алю «4ния в ковш во время выпуска полупродукта перед смешиванием его с лигатурным расплавом 2. Известен также способ получения легированной стали, включающий выплавку низкоуглеродистого полупродукта, лигатурного сплава и синтетического шлака в отдельных плавильных агрегатах, слив синтетического шлака на дно сталеразливочного KOBiia и выпуск в него одновременно лигатурного сплава и полупродукта ЗЗ39Рассмотренные выше Два способа обеспечивают возможность получения легированной стали любого химического состава однако необходимо при . этом использование нескольких плавиль ных агрегатов, что существенно удорржает стоимость стали и создает значительные трудности в синхронизации производственных процессов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплавки средне- и высокоуглеродистых низко легированных сталей, включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержания углерода Ниже марочного его содержания в готовой стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание, р1аскисление и Легирование одной 3 его частей и смещение: полученного лигатурного сплава с полупродуктом jt. Известный tnoco6 обеспечивает значительное улучшение основных техникоэкономических показателей процесса вы плавки легированной стали, однако недостатками его являются ограниченные технологические возможности, в частности, затруднение выплавки сложнолегированных марок стаЛи с нысоким содержанием тугоплавких легируюишх элементов из-за дефицита тепла, обусловленного внепечным науглероживанием и легированием металла; сложность оптимизации процесса выплавки стали вследствие трудности получения стабильных результатов по науглероживанию и легированию части полупродукта в ковше и практической невозможности современного корректирования хймического состава лигатуры; значительные Тепловые потери вследствие слива в ковш относительно небольшого 0,20,5 от веса плавки)количества полупродукта на первой стадии вьпуска, Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа и оптимизация процесса выплавки стали. Поставленная цель достигается тем, мто в известном способе выплавки сред не- и высокоуглеродистых легированных сталей, вклю 1ающём обезуглероживание Металла в сталеплавильном агрегате до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание, раскис64ение и легирование одной из его частей и смешение полученного лигатурного сплава с полупродуктом, из сталеплавильного агрегата в ковш выпускают 0,,8 полупродукта, а науглероживание,раскисление и легирование остальнои части полупродукта производят а сталеплавильном агрегате. Смешение лигатурного сплава с полупродуктом производят в сталеплавильном агрегате. Перед смешением полупродукта с лигатурным сплавом на поверхность полупродукта вводят шлакообразущую смесь. Слив из сталеплавильного агрегата в ковш 0,5-0,8 частей полупродукта на первой стадии выпуска обеспечивает в сталеплавильной ванне остаток полупродукта в количестве 0,2-0,5 от общего веса плавки, которого достаточно для того, чтобы в результате проведения комплекса технологических операций науглероживания, раскисления и легирования в той же последовательности, как в известном способе, получить лигатурный сплав требуемого химического состава. Проведение же этих операций непосредственно в сталеплавильном агрегате позволяет регулировать состав и температуру лигатурного сплава в широких диапазонах. Кроме того, выпуск в ковш большей части полупродукта уменьшает Тепловые потери в сталеразливочном ковше. Смешение лигатурного сплава с полупродуктом в сталеплавильном агрегате позволяет дополнительно извлечь из шлака ценные легирующие элементы, частично окисленные кислородом низкоуглеродистого полупродукта при его смешении с лигатурой. В сталеразливочном ковше процесс окисления части легирующих элементов лигатурного спла ва кислородом полупродукта практически необратим, Ввод шлакообразующей смеси на поверхность полупродукт.а в ковше перед смешением полупродукта и лигатурным сплавом дает дополнительный эффект рафинирования металла, от неметаллических включений и серы при использований для получения легированной стали одного плавильного агрегата. Выплавку средне- и высокоуглеродистых легированных ста/гей производят в 20-тонной основной дуговой сталеплавильной печи. П р .и м е р .1. Выплавляют легированную инструментальную сталь, со держащую 1,25-1,5% С, 0,3% Мп, 8f Q,3% Si, 0,VO,7% Cr, 4,5-5,5% W, 0,15-0,30% V, « 0,25% Mi, ,030% s, 0,030% P. { Ыхтовку плавки производят из рас чета получения металла по расплавлении 0,5-0,6% Ct Обезуглероживание металла производят до 0,1% С, что обеспечивает возможность осуществления глубокой дефосфорации металла. При тefviepaType полупродукта 1бОО С из печи выпускают 10 т металла и вво дят в ковш 200 кг экзотермической шлакообразукицей смеси из извести, плавикового шпа,та, алюминия и натриевой сештры при соотношении компоне тов Ilifttlil. Оставшийся в печи полу продукт науглероживают до 2,7% С с учетом углерода, -который будет внесе с ферросплавами, раскисляют алминием и вводят расчетное количество легйру Х1(их материалов в следующей fioследовательности: ферровольфрам ( 70% tiJA 2600 с), йеррохром (70% Сг, ), феррованадии (38% V, tj.,.« t«50 с). Полученный в печи лига Л.о турн11Й сплав имеет следующий химичес кий состав: 2,7% С, 10% W, 1,1% Сг, 0, V, 0,02 Л1, 0,15% Si, 0,10% Ми 0,030% р, 0,006% S, остальное - желе зо (кремний и марганец внесен с лига турными добавками). При температуре лигатурного сплав его выпускают в коав и переме шива;}т с полупродуктом с помощью аргонной продувки. Готовая сталь при 1570С имеет среднемарочный химичес- , кий состав и нез начительное содержание вредных примесей, неметаллиМеских включений и газов. Пример 2. Выплавляют легиро . ванную конструкционную сталь, содержащуп 0,35-0, С, 0,9-1,2% 5i , 0,3-0,5% Мп, 1,8-5,5% , 1,2-1,5% Мо, S 0,05% S, s 0,025% P. Шихтовку плавки производят израсчета получения в металле по расплавле НИИ 0,4-0,5% С. Обезуглероживание меjTarina производят до 0,1% С., При температуре полупродукта из печи выпускают 16 t металла и вводят в ковш 200 кг экзотермической шлакообразующей смеси того же Состава. Оставшийся в печи полупродукт науглероживают до 0,5% С и вводят в печь 0,11 т 75%-ного ферромарганца, после 364 чего полупродукт содер хит 0,7%С и 2% Мя. Науглероживают марганецсодержащий полупродукт до 1,5% С с учетом . углерода, который будет внесен ферро- ; сплавами, окисляют алюминием и вводят расчетное количество ферросплсГвов .в следующей последовательности: tbeppoмоли()ден (60% Мо, tt, ), феррохром (70% Сг,-Ьпл - , ферросилиций ,tft ( Полученный в печи лигатурный сплав имеет следующий химический состав: 1,5% С,5,25% 5й , Mh, 25,75% Сг 6,75% Мо, 0,1% А1, 0,030% Р, 0,0056. остальное - железо. При температуре лигатурного сплава 1620®С его выпускают в ковш и прремеиивают с полупродуктом с помощью аргонной продувки. Готовая сталь при имеет среднемарочный химический состав и недначительное содержание вредных примесей, неметаллических включений и газов. При выплавке сложнолегированных марок стали, содержащих повышенное колимество легкоокисляющихся элементов, перекрещивание лигатурного сплава с полупродуктом наиболее целесообразно производить непосредственно в электропечи. В этих условиях часть легирующих элементов, окисленная кислородом низкоуглеродистого полупродукта при смешении лигатурного сплава и полупро дукта может быть достаточно полно восстановлена из шлака путем его обработки восстановительной смесью. При выплавке легированной стали б двух электропечах по данному способу среднечасовое производство металла увеличивается на 10% по сравнению с базовой технологией. В результате увеличения производительности сталеплавильных агрегатов на 10% условно-постоянные расходы по пределу снижают- ся на следующую величину: 0,773 18,39 100 , (1 - 0,773) 18,39 1,3 руб., где 0,773 - доля постоянной части в расходе по переделу; ., 100 - производство стали в на. стоящее время, %-. 110 - ожидаемое производство стали, %., В результате замены специально приготовленного в печи синтетического шлака шлакообразующей смесью экономится около 0,5 руб./т стали. Эконо79869368

мический эффект ориентировочно состав- вание остальной части полупродукта про ляет 1,8 руб/т стали.изводят в сталеплавильном агрегате.

ормула изобретения5 ного сплава с полупродуктом произво1. Способ выплавки средне- и высоко-3. Способ по п. 1, о т л и ч а юуглеродистых легированных сталей,щ и и с я тем, что перед смешением

включающий обезуглероживание металла полупродукта слигатурным сплавом на в сталеплавильном агрегате до содержаО поверхность полупродукта вводит шлакония углерода ниже марочного его соеди- образующую смесь, нения в готовойстали, разделение жид-

кого полупродукта на две части, на-Источники информации,

углероживание, раскисление и легирова- принятые во внимание при экспертизе ние одной из его частей и смешение s 1. Сидоренко М.Ф. Теория и практиполученного лигатурного сплава с полу- ка продувки металла порошками. М., продуктом, отличающийся Металлургия, 1979, с. 19. :

тем, что, с целью расширения техноло-2. Авторское свидетельство СССР

гических возможностей способа и опти- М Э0835 кл. С 21 С 5/52, 197. мизации процесса выплавки стали, из 203. Авторское свидетельство СССР

сталеплавильного агрегата в ковш вы- № 269179, кл. С 21 С 5/56, 1968. пускают 0,,8 полупродукта, а на-. Авторское свидетельство СССР

углероживание, раскисление и легиро-i № 2720529, кл. С 21 С 5/5, 1979.

2. Способ поп. 1,отличающ и и с я тем, что смешение лигатурдят в сталеплавильном агрегате.