Способ выплавки азотосодержащей стали в индукционной печи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 540924 Союз Советских Социалистических РеспубликГасударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийн открытий(72) Авторы изобретения В. А. Григорян, Л. Н. Кац, В. Н, Кривонос, А. М. Михайлов,М. В. Гейхман, С. Ж, Жалимбетов, П. П. Алифер, Г. В. Мысов,И. В. Соловьев, Б. И. Велишек и В. П, Саванин Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов1Изобретение относится к области производства азотсодержаших марок стали.Известен способ продувки жидкой стали инертным газом через пористую пробку, установленную в днище индукционной печи 11) . В этом слу чае аргон продувают через пробку, а кислород подают сверху водоохлаждаемой фурмой.Известен также способ продувки высокохромистого расплава аргонокислородной смесью через боковые фурмы в установке типа конвертер 12.Использование в этих процессах аргона в смеси с кислородом снижает парциальное давление окиси углерода, что сдвигает реакцию обезуглероживания в нужном направлении.Однако существующие варианты рафинировочных процессов имеют ряд недостатков, к основным из которых можно отнести следующие: значительная (до 1,5 час) длительность продувки, большой расход дорогостоящего аргона, невозможность легирования металла азотом в процессе продувки.Целью изобретения является совмещение процессов обезуглероживания и легирования расплава азотом, а также снижение себестоимости процесса выплавки стали. Поставленная цель достигается тем, чтометалл продувают смесью азота с кислородом в соотношении 4:1 с интенсивностью 0,5 - 1,0 мзт мин в течение 15 - 20 мин, при чем температуру металла в процессе продувки поддерживают равной 1680 - 1700 С.Предлагаемая технология предусматриваетрасплавление металла в индукционной печи, наводку жидкоподвижного шлака из извести 10 и плавикового шпата в соотношении 2:1 ипроду вку жидкой стали азотокислородной смесью через пористую пробку из плавленного магнезита, установленную в днище тигля печи. По истечении 15 - 20 мин продувки кис лород отключают и продувку ведут чистымазотом в течение 5 - 7 мин, в процессе которой металл рафинируется от неметалличе.ских включений и водорода. Температуру металла поддерживают на уровне 1680 - 1700 С, 0 что важно для наиболее полного протеканияреакции обезуглероживания и сохранения хрома, 11 овышеппе температуры гыше указанных пределов лимитируется стойкостью огнеупоров. Состав газовоц смеси для про дувкп выбирают исходя из необходимого количества кислорода для окисления углерода.Использование азота вместо аргона позволяет легировать металл азотом. Газообразный540924 Формула изобретения 5 Составитель И, чепикова Тсхред А. Камьииникова Корректор А. Степанова Редактор Н. Суханова Заказ 2948/12 Изд. Юо 99 Тираж 654 Подписное Ц 1.ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раугиская иаб., д. 4/5Типография, ир. Сапунова, 2 азот по отношению к окиси углерода является так же, как и аргон, инертным газом, т. е. снижает парциальное давление окиси углерода в газовом пузырьке и улучшает термодинамические и кинетические условия протекания реакции обезуглероживапия. Расход газовой смеси выбирают исходя из условия максимальной скорости обезуглероживания и азотирования металла. Ограничение расхода газовой смеси по верхнему пределу связано с возможными выбросами металла из печи.Плавки проводят в 30-ти килограммовой индукционной печи, в днище тигля которой устанавливают пористую огнеупорную пробку из плавленого магнезита, Шихта состоит из армко-железа, электролитического никеля марки Н, среднеуглеродистого феррохрома. По расплавлению получают металл следующего состава, %: 0,15 - 0,17 углерода; 18 - 20 хрома; 5 - 6 никеля; 0,5 - 0,6 марганца;0,1 - 0,2 кремния, 0,015 - 0,020 серы; 0,018 - 0,022 фосфора. Затем наводят шлак нз извести и плавикового шпата и начинают продувку. Продувку проводят смесью азота и кислорода в соотношении 4:1. Расход смеси составляет 18 - 20 л/мин. По ходу продувки отбирают пробы па химанализ и замеряют температуру, уровень которой поддерживают в пределах 1680 - 1720 С. Через 18 - 20 мин после начала продувки кислород выключают и продувают 5 - 7 мип чистым азотом. Готовый металл содержит, /о. 17 - 19 хрома; 5 - 6 никеля; 0,15 - 0,20 азота; 0,02 - 0,03 углерода, что соответствует марочному составу стали Х 18 АН 5.Некоторые плавки проводят, применяя дляпродувки осушенпый воздух (21% кислорода, 5 79% азота). В пределах погрешности эксперимента результаты плавок аналогичны.Применение изобретения позволяет отказаться от использования дорогостоящих ферросплавов.10 Суммарный годовой экономический эффектот внедрения изобретения в народном хозяйстве составляет около 10 млн. руб. Способ выплавки азотсодержащей сталив индукционной печи, включающий расплавление шихты, наведение жидкоподвижного шлака и продувку металла инертным газом, 20 отличающийся тем, что, с целью рафинирования металла с одновременным легировапием азотом, металл продувают смесью азота с кислородом в соотношении 4: 1 с интенсивностью 0,5 - 1,0 м/т мин в течение 15 - 25 20 мип, и температуру металла в процессепродувки поддерживают на уровне 1680 - 1700 С.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:30 1. Ясапд 1. Ме 1 а 1. 1972, т. 1, Лги 6, с, 295 -302.2. Патент США Ла 3252790, кл. 75 - 60,1966.