Способ выплавки высокохромистых сталей и сплавов в дуговой печи

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ В ДУГОВОЙ ПЕЧИ, включающий плавление шихты под слоем шлака, образующегося от окисления элементов шихты, введение ферросплавов, окислительный период, доводку и выпуск, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь хрома, интенсификации процесса обезуглероживания и снижения себестоимости, в период плавления вводят титансодержащий материал и окислительный период проводят под шлаком, содержащим 20 30% окислов титана.

Изобретение относится к металлургии хромосодержащих сталей и сплавов и может быть использовано на предприятиях, имеющих дуговые печи для выплавки сталей и сплавов.
Известны способы (авт.свид. N 381690, кл. С 21 С 5/52, 1973 г; N 459513, кл. С 21 С, 7/00, 1975 г) выплавки хромосодержащих сталей и сплавов в дуговой печи, включающие продувку хромосодержащего расплава кислородом, присадку в процессе продувки в металл и на шлак кремнийсодержащих раскислителей.
Недостатком этих способов являются трудности, возникающие при выплавке сталей и сплавов вследствие образования тугоплавкого высокохромистого шлака, большого угара хрома, ухудшение шлакового режима плавки.
Наиболее близким к заявленному является способ выплавки нержавеющей низкоуглеродистой стали (Авт.свид. N 730820, кл. С 21 С 5/52, 1980 г), по которому производится расплавление легированных хромом и никелем отходов и последующая продувка металла кислородом, который вводится на глубину 100-200 мм под углом 30-45^о к поверхности металла, при этом в металл после его расплавления вводят 45% FeSi в количестве 15-25 кг/т расплава.
Недостатком этого способа являются трудности, возникающие при продувке высокохромистого расплава кислородом, вследствие повышенного угара хрома и образования тугоплавкого высокохромистого шлака, несмотря на присадку в металл ферросилиция. Это приводит к ухудшению шлакового режима плавки, затягиванию продолжительности процесса продувки металла кислородом, повышенному расходу раскислителей и шлакообразующих и повышению себестоимости.
Целью изобретения является создание способа выплавки высокохромистых сталей и сплавов в дуговой электропечи, позволяющего получать жидкоподвижный высокохромистый шлак, интенсифицировать процесс обезуглероживания высокохромистого расплава, снизить потери хрома, сократить расход шлакообразующих и раскислителей, снизить себестоимость стали и улучшить условия труда.
Поставленная цель достигается тем, что в период плавления вводят титаносодержащий материал и окислительный период проводят под шлаком, содержащим 20-30% окислов титана.
Титаносодержащий материал в процессе плавления шихты окисляется, образуя окислы титана (TiO₂), которые обеспечивают получение жидкоподвижного высокохромистого шлака перед продувкой металла кислородом и в течение окислительного периода плавки и после него, они способствуют хорошему восстановлению хрома из окислов хрома шлака в последующей восстановительный период плавки.
Содержание окислов титана в шлаке окислительного периода на нижнем пределе 20% обеспечивает получение стабильного жидкоподвижного шлака. При более низком содержании окислов титана в шлаке, чем заявленное, шлак загустевает с выделением твердого высокохромистой фазы, что сильно затрудняет продувку высокохромистого расплава кислородом, ведет к повышенному угару хрома, понижению качества металла, выбросят металла из печи. Более высокое содержание окислов титана > 30% в шлаке окисленного периода не целесообразно, так как это ведет к повышенному расходу титаносодержащего материала.
Продувка высокохромистого расплава кислородом под слоем шлака, образующегося от окисления элементов шихты в сочетании с заявленным содержанием окислов титана в шлаке окислительного периода плавки, обеспечивает экономию флюсующих и раскисляющих материалов, получение жидкоподвижного шлака, интенсификацию процесса продувки высокохромистого расплава кислородом и дальнейшее более полное и быстрое восстановление хрома из шлака.
Способ осуществляется следующим образом.
Плавление шихты и продувка высокохромистого расплава ведется под слоем шлака, образующегося от окисления элементов шихты. При этом в период плавления вводят титаносодержащий материал, который, окисляясь, образует шлак с содержанием окислов титана 20-30% т.е. периоды плавки проводятся без присадок флюсующих и кремнийсодержащих материалов.
П р и м е р. В период плавления легированных отходов вводят титаносодержащий материал с содержанием титана 100% в количестве 2,5 кг/т стали, при окислении которого образуется 4,2 кг/т окислов титана. Это обеспечивает содержание окислов титана в шлаке 21% при общей массе шлака 2% от массы стали. После расплавления шихты и нагревания металла до 1530^оС его продувают кислородом. При необходимости в период продувки кислородом производится корректировка содержания окислов титана в шлаке путем присадки титаносодержащего материала. Продолжительность продувки металла кислородом снизилось на 10 мин и угар хрома на 1,6 абс. После достижения необходимого содержания углерода плавка проводится известными способами.
По предлагаемому способу было проведено три плавки коррозионностойкой стали в 50 т дуговой печи по нижним, средними и верхним параметрам процесса выплавки. Испытания поковок и листов, полученных по заявленному способу, показали, что они полностью удовлетворяют всем необходимым требованиям.
Таким образом, предложенный способ обеспечивает снижение потерь хрома при плавке, сокращение расхода шлакообразующих и раскислителей интенсификацию процесса обезуглероживания высокохромистого расплава и получение фактического экономического эффекта при высоком качестве получаемого металла.
Период плавления проводят под слоем шлака, образующегося от окисления элементов шихты, вводят титансодержащий материал и окислительный период проводят под шлаком, содержащим 20 - 30% окислов титана.