Способ рафинирования стали и сплавов Советский патент 1983 года по МПК C21C7/10 

(54) СПОСОБ РАФИНИРСЖАНИЯ СТАЛИ И СПЛАВОВ

1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения стали с низким содержанием вредных примесей, иеметаллйческих включений и гаэ(ж.

Известен способ разливки стали, при , котором мета:пл в процессе разливки про- пускают через огнеупорный фильтр, разогретый до 120О - 140Cf С L l .

.Недостатком известного способа является, то что ои позволяет удалять из ста-, ц ли только крупные и средние неметаллические включения (более 10О мк), но не может обеспечить удаление более мелких неметаллических включений, а также качественную очистку металла от таких вред- ,5 ных примесей, как фосфор, сера, мышьяк, сурьма, висмут и др.

Известно, что при обработке нержава- кяцей стали шлаком состава 90% Caf х и 10% Са содержание фосфора снихсается 20 с 0,ОЗ до 0,01% 2 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ рафинирования

стали и сплавов, включакяций фильтрование металла ЗЗ .

Недостатком известных способов является, то, что активный шлакометаллнческий расплав, состоящий из дорогостоящих компонеитсш, используется неэффективно, так как значительная его часть идет на взаимодействие с крупными неметаллическими включениями.

Цель изобретения - повышение качест ва металла и уменьшение расхода шлакометаллической смеси.

Указанная цель достигается тем, Что в известном способе ра({я1нирования стали и сплавов, включающем фильтрование металла, согласно изобретению, металл после ({яшьтрсюания пропускают через слой активного шлако-металлического расплава.

Рафинирование металла осуществляют в вакууме или нейтральной атмос((ере.

При этом осуществляется аффективная сорбоионная очистка жидкого металла от неметаллических включений в npouer.ee его прох(ждеиия через фильтр, а затем от вредных примесей и газов при прохожде НИИ капель металла через слой активного шлахо-металлического расплава. Только фильтрование не обеспечивает рафинирование металла от вредных цветных примесей а пропускание капель металла, содержащег неметаллические включения, не позволяет полностью очистить его от неметаллических включений. В результате совокупности 4ш1ьтрования с рафинированием металла в слое шлако-металлического расплава получают металл более чистый, чем по каждом способу рафинирования раздельно. Кроме того, данный способ позволяет значительно уменьшить расход дорогостоящей активной шлако-металлической смеси (от 15-20% до 7-10% от веса металла). Способ предусматривает также осуществление фильтрования, рафинирования в вакууме или в инертнрй атмосфере (аргон). Способ осуществляют следующим образом. В установке глубокого рафинирования обрабатьгоают 1О кг стали марки 38ХНМФА с содержанием вредных примесей, %: фосфор 0,040, сера 0,035, висмут 0,024. Для этого в рабочее пространство камеры установки загружают компоненты рафинировочного щлака в количестве 10% от веса обрабатываемой стали. Состав рафинировочного шлака следующий, %: CaF. 9О, 10. Кроме того, к приведенным компонентам шлака добавлены металлический литий и кальций в количестве 5 и 10% соответственно от общего веса рафинировочного шлака. При этом литий для лучшего 1 своёния вводят в кассете, изготовленной из стали, которая подверггшась обработке. Над слоем шихты располагают фильтр из магнезнтовой крошки фракцией 5-10 мм, насьшанной толщиной 25 мм. Затем камеру закры вают крьпикой и устанавливают воронку. После этого включают вакуумный насос и по достижении разрежения 0,5 мм рт. ст. камеру заполняют аргоном. Затем включают индуктор и по достижении Л 120О С шлаковая смесь расплавляется. После выдержки,необходимой, для выравнивания состава рафинировочного расплава, в воронк заливают металл. После завершения рафинировочного процесса, который продолжался 7-8 мин, металл сливают в изложницу. Проведенный химический анализ показывает что содержание фосфора снизилось до О,ОО2%, серы - до 0,003%. Кроме того, отмечено значительное снижение содержания водорода (в 4-5 раз). Таким образом, более высокая степень очищения достигается при меньшем расходе рафинировочных материалов. Расход дорогостоящей шлако-металлической смеси уменьшается в 2 раза. Стоимость компонентов шлако-металлической смеси составляет (из расчета за 1 KI руб.: CaP/j О,3, LiadO,5, Са 1,35, 14 1,5. Таким образом, стоимость шлако-металлической смеси при использовании обычного метода рафинирования (20% от веса обрабатьтаемрго металла) составляет: 1,8«О,3+ 0,20,5+ О,21,35-f + 0,11,5 1,О6 руб. При использовании данного изобретения она уменьшается в 2 раза и равна: 1,О6 ;2 0,53 руб. Из расчета на 1 т обрабатываемой стали экономическая эффективность равна Э (1,06--0,53)100 53 руб. Формула изобретения 1.Способ рафинирования стали и сплавов, включающий фильтрование металла, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения качества металла и уменьшения расхода шлако-металлической смеси, металл после фильтрования пропускают через слой активного шлако-металлического расплава. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации, процесса, рафинирование металла осуществляют в вакууме или нейтральной атмосфере. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 429878, кл. С 21 С 7/ОО, 1974. 2.Патент Японии № 54-3122, кл. 10 J 154, 1973. 3.Патент Японии № 51-49567, кл. 10 А, 1975.