Способ выплавки высоколегированной стали

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8497 9 1 С 5 ЗОБРЕТЕНИЯ САНИЕ К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ211 3511724/22-02(71) Челябинский ордена Октябрьской РевоЛюции и ордена Трудового Красного Знамени металлургический завод (53) 669.187,25 088.8)(56) 1. Авторсхое свидетельство СССР Р 435285, кл. С 21 С 5/52, 1973.2. Технологическая инструкция по производству электростали Златоустов ского металлургического завода, Злат уст 1976, с. 28-31.(54) 57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ, включающий расплавление шихты, содержащей легированные отходы, алюминий и кремний, окислительную пгодувку расплава, обновление шлака известью и его раскисление, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения количества шлака и потерь легирующих элементов, шихту берут с суммарным содержанием кремния иалюминия, равным 0,2- 0,5 мас.Ъ,по .расплавлению количество шлака обеспечивают в пределах 2- 4 мас.Ъ от веса металла, на шлак после.окислительной продувки присаживают алюминий и кремнийсодержащие материалы из расчета присадки 0,4 - ЕИ 2 0,9 мас,% алюминия, при этом отношение присаженного алюминия к кремнию равно 1,5-45.Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к способам производства высоколегированной стали в дуговых электросталеплавильных печах.Известен способ выплавки вольфрамосодержащих сталей, включающий расплавление металла, продувку расплава кислородом и последующее рафинирование, введение вольфрамсодержащейлигатуры с Ферросилицием и алюминием, 1 Опродувку кислородом ведут до полногорасплавления шихты и снижения содержания углерода в расплаве на 0,10,4 Г 12Недостатком способа является то, 15что в результате окисления кремнияи алюминия в процессе продувки образуется увеличенное количество шлака,в который переходит часть легирующихиз металла. Дополнительная присадкаФерросилиция и алюминия удорожаетпроизводство стали,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки вь 1 соколегированной стали,включающий расплавление шихты, содержащей легированные отходы, алюминий и кремний, окислительную продувку расплава, обновление шлака изве".стью и его раскисление (23.Недостатком известного способа является большое количество шлака исвязанный с этим переход в шлак легирующих. Кроме того, высокое содержание кремния в шихте приводит к образованию, в результате его окисления, значительного количества шлакаи повышенного содержания в нем окис лов кремния (25 и более ). Раскисление шлака с таким содержанием кремнеэема путем присадки кремнийсодержащих материалов малоэффективно из-занизкой основности такого шлака иприводит к повышенным потерям легирующих. Большое количество шлака 45с высоким содержанием кремнезема делает практически невозможным переводего в высокоосновной, который необходим для проведения успешной десульфурации и затрудняет получение заданного содержания серы в металле,Целью изобретения является снижение количества шлака и потерь леги.рующих элементов.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу выплавки высоколегированной стали, включающему расплавление шихты, содержащей легиро.ванные отходы, алюминий и кремний,окислительную продувку расплава, обновление шпака известью и его раскисление, шихту берут с суммарнымсодержанием кремния и алюминия, равным 0,2-0,5 мас.,по расплавлению количество шлакаобеспечивают в пределах 2-4 мас. от веса металла, на 65 шлак после окислительной продувки присаживают алюминий и кремнийсодержащие материалы из расчета присадки 0,4-0,9 мас. алюминия, при этом отношение присаженного алюминия к кремнию равно 1,5-4,5.Осуществить предлагаемый способ можно, например, при выплавке высокохромистых нержавеющих сталей. Для этого шихту составляют из расчета получения суммарной весовой доли содержащихся в ней кремния и алюминия 0,2- 0,5, а хрома с таким расчетом, чтобы добавки его Феррохромом были минимальны. В период плавления шихты в печь присаживают известь из расчета получения в печи общего количества шлака 2-4, После расплавления шихты металл продувают кислородом, обеспечивая сохранение в печи шлака плавления. При достижении в расплаве необходимого содержания углерода подачу кислорода прекращают, а на окислительный шлак присаживают алюмосодержащий материал (предпочтительно отходы алюминиевого производства), кремнийсодер жащий материал (например, Ферросилиций) и известь из расчета получения основности шпака -Ф - более 2. Печь510 гвключают и шлак раскисляют порошком ферросилиция. Отношение введенного алюминия к кремнию должно составлять 1,5-4,5. Плавку доводят до требуемого химического состава, присаживая недостающее количество необходимых элементов и после соответствующей выдержки выпускают в ковш.П р и м е р 1 (оптимальный вариант ). Нри выплавке стали марки 12 Х 13 в 10-тонных электропечах шихту составляют из легированных отходов и углеродистого феррохрома. Количество легированных отходов рассчитывают таким образом, чтобы суммарное расчетное содержание кремния и алюминия в шихте составляло 0,35, содержание хрома - 13,2. В период плавления присаждают в печь 80 кг извести. Перед продувкой металла кислородом количество шлака (по замерам толщины шлакового покрова ) составляет 220 кг или 2,2, Содержание элементов в металле перед продувкой, мас.: углерод 0,4; кремний 0,10; хром 13,0,; марганец 0,50; алюминий - следы. Окислительную продувку проводят беэ отключения печи. Кислород подают под давлением 10,5 атм. После продувки в металле получают следующие содержания элементов, мас.: углерод 0,09; кремний - следы; хром 11,7; марганец 0,30 р сера 0,035.После продувки присаждают материалы в печь в следующем порядке и количестве, кг:алюминиевая стружка 70; Ферросиликохром (ФСх 40) 60 (массовая доля кремния 40), известь 150, Печь включают и шлак раскисляют по1068497 Количест- Количество Отношево введен- шпака . ние аль. ного алю- плавления, миния к миния,Ъ кремнию Суммарное содержание кремния в шихте,Ъ Содержаниесеры,Восстановление хрома,абс.Ъ Из нос фу теровки, мм Способ выплавки0,09 0,2 0,020 6 0,15 0,8 Известный Пред ла г аемы й 1"На плавке вязкие шлаки. ВНИИПИ Заказ 1140 0/23 Тираж 544 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 рошком ферросилиция (65 кремния) вколичестве 15 кг с одновременным пе-ремешиванием.,Отношение введенногоалюминия к кремнию составляет 2,07.Через 10 мин отбирают пробу метал-. -ла и после получения анализа (содержание элементов, мас.Ъ; углерод 0,10;кремний 0,25; хром 13,1; алюминийО, 02; марганец 0,50; сера 0,025)фосфор 0,025) выпускают плавку вковш.Содержание элементов в готовомметалле, мас.Ъ: углерод 0,10; кремний 0,25; хром 13,1; алюминий 0,02;марганец 0,50; сера 0,018; фосфор0,025,Результаты опытно-промышленныхплавок в сравнении с известным способом приведены в таблице,Как следует из таблицы, наилучшиерезультаты по восстановлению хрома,износу футеровки и содержанию серыв металле получены на плавках 1, 2и 5, когда суммарное содержаниекремния и алюминия в шихте находится в пределах 0,2-0,5, отношениеалюминия к кремнию, присаженных дляраскисления - 1,5-4,5 и количествошлака плавления - 2-5.П р и м е р 2 (при минимальныхзначениях ), При суммарном содержании алюминия и кремния в шихте менее0,2 (плавка 3) в большей степенипроисходит окисление легирующих элементов шихты, что приводит к повышению их потерь. Уменьшение количествашлака плавления ниже 2 приводит ктомучто электрические дуги не закрываются шлаком, что приводит к повышенному износу Футеровки печи.Так как введено менее 0,4 алюминия и мало отношение алюминия к крем-ению (0,5) заметно ухудшается восстановление хрома из окислов, что приво-дит к повышенному расходу хрома,( таблица ).П р и м е р 3 (при максимальныхзначениях). При суммарном содержании 10 кремния и алюминия в шихте более 0,5(плавка 4) образуется повышенное количество шлака, более 4, что в своюочередь затрудняет перевод его в шлактребуемого состава и, как следствие, 15 получается недостаточно высокое восстановление хрома из окислов, несмотря на значительное количество алюминия присаженного для раскисления.Из-за увеличения отношения алюминияк кремнию более 4, 5 на плавке получены вязкие шлаки, что приводит кухудшению условий восстановленияхрома,и десульфурации при умеренномизносе футеровки печи таблица).По сравнению с известным предлагаемый с .особ позволяет получить сокращение потерь легирующих на 50 иболее низкое. содержание серы в металле. За счет сокращения потерь легирующих снижается себестоимость стаТаким образом, эффект складываетсяиз снижения расхода на малоуглеродистый феррохром и ферросилиций за вы четом увеличения расходов на алюминиевую стружку и равен 120000 руб.