Способ выплавки стали

СОКИ СОВЕТСНИХсаицэамаснипРЕОЪВЛИН М 50 С 21 С 5 52 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ов ометалтво 19"Металлургия", 1977.2. Авторское свидетельс9 259927, кл. С.21 С 5/52,.8054 2 А 54(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ,включающий эавалку металлошихты и,шлакообразующих, их расплавление,проведение окислительного и восстановительного периодов, о т л и ч аю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества стали путем снижения содержания в ней водорода, первую половину восстановительногопериода проводят, под дебелым" шлаком,содержащим 2-5 окислов щелочныхметаллов, а вторую половину перио- .да - под шлаком, содержащим 1218 окиси магния.Изобретение относится к металлургии и может быть использовано привыплавке высокопрочных марок сталив электродуговых печах.Известенспособ .выплавки сталив электродуговых печах под белыми"шлаками, согласно которому в восстановительный период шлак обрабатывают раскислительной смесью, содержащей порошкообразные ферросилиций,кокс и алюминий 13,Недостатком данного способа является высокая водородопроницаемость шлака, в результате чего концентрация водорода в металле походу восстановительного периода повышается, достигая значения .7 -9 см/100 г перед выпуском.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ выплавки стали в дуговой печи, включающий завалку металлошихтыи шлакообразующих, их расплавление,проведение окислительного и восстановительного периодов с целью интенсификации процесса в конце периода расплавления в печь присаживают магнезит, что приводит к повышению содержания окиси магния всоставе шлакадо 25-40. Высокоесодержание окиси магния в составешлака препятствует пройикновению вметалл водорода, концентрация которого в металле перед выпуском изпечи находится в пределах 45 см /100 т Г 2 .Недостатком известного способаявляется низкая активность получаемых шлаков. Кроме того, проведениепроцессов рафинирования металла подтакими шлаками затруднено.Известно, что с повышением категории прочности чувствительностьстали к неоднородности металларазличного рода возврастает, поэтомувыплавку высокопрочных марок сталив электродуговых печах необходимопроводить, с одной стороны, с диф- .фузионным раскислением под "белыми"шлаками, обладающими максимальнойрафинирующей способностью, с другойстороны, необходимо максимальноуменьшить наводораживание металла,При этом продолжительность,восстановительного периода должна быть неменее 40 мин.Целью изобретения является улучшение качества стали за счет снижения содержания в ней водорода.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу выплавкистали, включающем завалку металлошихты и шлакообразующих, их расплавление, проведение окислительного ивосстановительного периодов, первуюполовину восстановительного периодапроводят под белым" шлаком, содержащим 2-5 окислов щелочных металлов, а вторую половину периода -под шлаком, содержащим 12-18 окисимагния.Обработка металла солями щелочныхметаллов приводит к снижению концентРации водорода в обрабатываемом металле. Поэтому обработка шлака "восстановительного периода раскислительной смесью, содержащей в своемсоставе соли щелочных металлов,обеспечивает снижение содержание воО дорода в металле. Кроме того, в условиях сталеплавильного агрегатапроисходит разложение солей щелочных металлов с образованием газообразных продуктов, которые барботируют шлаковый расплав и дегазируютего, что также способствует снижению концентрации водорода в металле,так как для данных условий коэффициент распределения водорода между 5 20 шлаком и металлом является величиной постояннойНаличие солей щелочныхметаллов в составе раскислительнойСмеси обеспечивает наличие в составе шлака окислов щелочных металловв количестве 2-5. Содержание окислов щелочных металлов в составе шла 25 Выплавка стали по предлагаемому способу обеспечивает снижение содержания водорода в металле на 30-45 по сравнению с известными способами, что исключает образование специфического дефекта высокопрочных марок стали, т.е, водородного охрупчивания. бО ка менее 2 не гарантирует достаточной дегазации металла. Повышениеконцентрации окислов щелочных метал-.лов в составе шлака более 5 приводитк чрезмерному его разжижению, чтоснижает рафинирующую способностьЗ 5 шлакового расплава,С увеличением концентрации окисимагния растворимость водорода в шлаке уменьшается и с этой точки зрения желательно иметь повышенное со 40 держание окиси магния в шлаковомрасплаве. Однако при увеличении концентрации окиси магния свыше 18вязкость его резко возрастает, что. затрудняет. ведение плавки и приводит45 к Резкому снижению рафинирующей способности шлакового расплава.Снижение содержания окисй магнияв шлаке ниже 12 не целесообразно,так как при этом увеличивается во 50 дородопоглотительная способностьшлака.В таблице приведены данные раст-,воримости водорода в шлаке при1600 С в зависимости от содержанияокиси магния.ВязКостьН с/м Растворимостьводорода, см/100 г 0,17 54 10 0,19 12 40 0,24 34 32 0,28 16 18 0,32 31 20 0,64 31 Составитель С,БакумаРедактор О.Черниченко Техред О,Неце . Корректор А,Тяско Заказ 11010/31 Тираж 544 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий 113035, москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 П р и м е р, При выплавке низ О коуглеродистой высокопрочной стали марки ОВН 6 Г 4 МЛ в пятитонной основной электродуговой печи после скачивания окислительного шлака металл раскис- лили алюминием в количестве 0,5 кг/т 25 и навели новый шпак из свежеобожженной извести и плавикового шпата. в количестве 3 и 0,5 (соответственно от веса жидкого металла, После расплавленияшлакообразующихматериа лов шлак обрабатывали раскислительной смесью Р 1, содержащей, кг: плавиковый шпат 1,5, молотый 75 -ный ферросилиций 25, молотый кокс 5, алюминиевый порошок 3 и хлористый натрий 10. Концентрация водорода в . металле в начале восстановительного периода составляла 5,4 смэ/100 г. ОбрабоТка шлака смесью Р 1 проводилась в течение. 20 мин, при этом был получен "белый", рассыпающийся в порошок шлак, содержащий, ." окиси кальция 54, окись магния ,5 и окись натрия 2,3. Концентрация водорода к этому моменту .понизилась . до 4,7 смз/100 г,45Затем в печь присадили 25 кг . магнезитового порошка. и обрабатывали шлаковый расплав в течение 15 мин раскислительной смесью Р 2, содержащей, кг: плавиковый шпат 1,5, моло. 50 тый 75-ный ферросилиций 20, кокс 2 и алюминиевый порошок 3. Содержание окиси магния в шлаке повысилосьдо 15,4Концентрация водорода в металле при этом составила4,6 см/100 г.При проведении первой половины восстановительного периода под шлаком, содержащим 1, 3 окиси натрия (при уменьшении количества хлористого натрия в раскислительной смеси) содержание водорода в .металле в середине восстановительного составляло 6, 3 см з/100 г, а перед выпуском " 6,5 см/100 гПовышение содержания окиси натрия в составе шла. ка до 6 способствовало снижению содержания водорода в металле дб 4,1 см /100. Однако в этом случае концентрация кислорода в металле находилась на уровне его содержания, которое имеет место при проведении восстановительного периода под магнеэиальными.шлаками по из- вестному способу. В обоих случаях при механических испытаниях стали имело место. снижение пластических свойств из-за наличия в зоне разрыва образцов участков хрупкого разрушения вследствие повышенного содержания водорода и кислорода в металле. Таким образом, использованиепредлагаемого способа выплавки сталиобеспечивает снижение содержанияводорода и способствует получениювысококачественного металла.