Способ обезуглероживания хромсодержащего расплава

(22) Заявлено 27.12.76 (21) 2435158/22.02 151) М. Кл. 1 С 7/00 рисоединеннем заявки М3) Приоритет -Опубликовано 25.04. Гевудеретеенвй юето ссср ю дймм м 366 тфнюк в етхрмтю(72) Авторы изобретения Златоустовский ордена Трудового Красного Знамениметаллургический завод(54) СПОСОБ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ ХРОМСОДЕРЖАЩЕГО РАСПЛАВАИзобретение относится к металлургии,в частности к выплавке сложнолегированныххромиетых сталей и сплавов.Известны способы выплавки нержавеющих и других хромнстых сталей переплавомлегированных отходов с обезуглероживаннем расплава кислородом или его смесью синертными газами.Основной реакцией процесса выплавкистали такими способами является окислениеуглерода и сопутствующими реакциями-окисления хрома, железа и других элементов:Для повышения эффективности процесса, обезуглероживания расплава применяютсяразличные варианты:1) обезуглероживаняе иержаветощах сталей в сталеразливочном. ковше в вакуумепутем продувки кислородом 11,2) обезуглероживание нержавеющих сталей в специальном ковше вагоно-(наро) кислородной смесью 12,При обезуглероживании хромистых расплавов в электродуговой печи продувкой кислородом с целью уменьшения угара хромаограничивают его содержание в расплаве.Иеобходимый для развития реакции. обезуглероживаиия перегрев металла достигаетстт за счет экзотермнческих реакций окисления алюминия, кремния, хрома, железа. Продувку расплава кислородом в процессе протекания реакции обезуглероживания ведут при отключенной электродуговой печи. 131,Такой способ позволяет снизить содержание углерода в высокохромистом расплаве, однако, процесс обезуглероживання протекает нри перегреве ванны за счет сопутс. вующих экзотермических реакциИ окиствления хрома, железа и других элементов.Особенно. активно окисляются эти элемен.ты после достижения в расплаве критического содержания углерода (менее 0,12 - 0,15%), когда окисление хрома становится т основным источником тепла для перегреварасплава. Окисление хрома уменьшается только после достижения температуры ванны более 1850 С.Ухудшение термодинамнческих условийпроцесса обезуглерожнвания, имеющее мес.то при повышении концентрации хрома в расплаве, удлиняет время окислительног.периода, ухудшае 1 состояние футер 1 в .ки печи, не гарантирует получение тре.3буемого низкого содержания углерода в металле, Значительное влияние на потери элементов при глубоком обеэуглероживании рас. плава кислородом оказывает соотношение концетрации хрома к углероду в металле, Это отношение в реальных сталеплавильных процессах производства нержавеющих сталей находится в пределах от 20 до 000. Имеется определенная зависимость этого отношения от температуры расплава. Причем для сохранения в металле максимально возможного количества хрома при повыше. нии соотношения Сг:С температура ванны должна повышаться в соответствии с изменением, этого соотношения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обезуглероживания хромсодержащего распчава, покоторому при содержании в расплаве углерода на уровне 0,15 - 9,200/О в ванну присаживают ферросилиций для разогрева расплава и увеличения скорости обезуглероживания. Однако дополнительное введение в расплав ферросилиция в укаэанных количествах недостаточно для получения избыточного тенла в расплаве, необходимого для глубокого обезуглероживания с требуемой скоростью процесса, В этом случае также не обес. печиваетей полная непрерывность процесса дополнительного подогрева ванны и, кроме того; на окисление вводимого ферросилиция требуется определенное количество кислорода, Окисление кремния вместо хрома не решает вопрос повышения экономичности процесса 4),По предлагаемому способу процесс обезуглероживания хромистых расплавов про. дувкой кислородом или его смесью с инертным газом при регламентированном вводе тепла извне проводят в соответствии с изменением соотношения Сг:С,Такой, регламентированный ввод тепла в металл,: извне частично подавляет протекание экзотермических реакций окисления хрома и позволяет провести глубокое обезуглероживание хромистого расплава без больших потерь легирующих элементов.В принятом в практике производстве нержавеющих .сталей соотношение Сг:С в начале процесса обезуглероживания колеблется в пределах менее 100, Исходя ие. этого, необходимая температура процесса ооезуглероживания, протекающего без активного окисления хрома и других элементов, находится в пределах от 1600 до 1 УУОС, Эта температура в известном процессе достигается эа счет частичного перегрева металла от окисления около % (суммарного кремния, алюминия, титайа и частично хромо), Присоотношении Сг:С в металле выше 100, а в отдельных случаях и выше 200 необходимо иметь температуру расплава вцше 1800 С, что в известных способах достигается за счет окисления. 2 - ,бр хроМа. 4Окпслительная продувка расплава кис"чородом при включенной печи проводитсяс выбором мощности в пределах 50 - .220 ква/т при соотношении Сг:С менее 00и при больш,.м соотношении с выбором мощности в пределах 220 - 300 ква/т, что поз.5водит избежать значительные потери хрома, повысить скорость обезуглероживания,снизить общие потери расплава испарениеми уменьшить общее время окислительнойпродувки,е Выбранные параметры нагрузки при определенном отношении Сг:С обеспечиваютнеобходимый для протекания реакции обезуглероживания температурный интервал безсущественного окисления хрома. В случае, соотношения Сг:С менее 100 снижение мощности менее 150 ква/т не позволяет нагретьметалл для протекания процесса обеэуглероживания беэ потерь хрома; поддерживатьмощность выше 220 ква/т при вышеприве,денном отношении нежелательно, так какэто может привести к ненужному для данного отношения перегреву расплава и возможному срыву футеровки печи.При соотношении Сг:С )100 необходима более высокая мощность, которая мо.жет обеспечить минимальный угар хроматак как в случае более высокого содержания хрома по расплавлению или при необходимости получения более низкого содержания углерода нужна более высокая тем 36 пература ванны, что может быть обеспеченоуказанной мощностью. Превышение этоймощности может привести к перегреву металла и срыву футеровки печи.Пример. В 10-тонную дуговую электропечь загружают отходы стали ОЗХН 28 МДТ,ферросплавы и другие близкие по химическому составу отходы. После расплавления,широты температура расплава 1565 С. Окис.,лительную продувку ванны газообразным,кислородом проводят при вклоченной печи.При содержании в расплаве 0,39% креМния,0,310/О углерода и 12,2% хрома момент актнвного окисления углерода (по пламени)наступает через 2.мин вместо обычных б -7 мин. При этом отношение концентрацийхрома к углероду Сг:С составляет 39 Подводнмая удельная мощность тока 220 ква/т.д При получении в металле содержания углерода 0,090/О н хрома 11,2% (при соотношении.концентрации Сг:С = 124) подводимуюудельную мощность тока увеличивают до250 - 280 ква/т, В этих условиях общая дли,тельность окислительной продувки уменьшается в двараза по сравнению с обычнымпроцессом (продувка при отключенной печи) и составляет 2 мин. Скорость обеэуглероживания была вцше,По окончании окислительной продувкиИ содержание углерода в расплаве 0025%,хрома 9,80% При обычном процессе обеэуглерожнвания и аналогичном содержанииуглерода и хрома в начале продувки конеч нос содержаниехрома б - 6,5%. Безвозврат. ные пэтери металла за счет окисления и испарения расплава на данной плавке снизились более чем в два раза. Значительно уменьшились потери никеля, хрома и молибдена.Фориула изобретенияСпособ обезуглерожива ния хромсодержащего расплава путем продувки кислородом или газовыми смесями, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь хрома в окислительный период и увеличениВ скорости окисления углерода, продувку осуществляют с нагревом. расплава дугами электродов,при этом нодводимая удельная мощностьтока прн соотношении Сг:С менее 100 под.держивается в пределах 150 - 220 кват, апри ссютношении Сг:С более 1 ООв пределах 220 - 300 ква/т.Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе1. Шмидт М., Эттерих О. и др. Черныеметаллы. 1968,4, с. 1 О - 15.2, Стомахин А, Я., Левин В. Я. Бюллетень Черметинформация, 1974,5, с, 3 -уб 183. Поволоцкиб Д. Я., Рошни В, Е. и др.Электрометаллургия стали и ферросплавов.М., Металлургия, 1974, с. 267,4. Авторское свидетельство СССРу431228, кл, С 21 С 5/52, 1974,Редактор Т Фадееаа Заказ ЕЕЗ 1 ЗЗ Состааатедь А ц рба Техред О. Луговаа корректор й. Раааа Тапка бай Подаос нее ЦН Н И ПИ, Государстааапого комитета СССРпо дедам азобрете пай п откритаб ЗОЗБ, тосака, Ж - 3, Рауескаа ааб., д, 4/б Фукал ППП Патеат, г, Ужтород, уд; Проекткаа, 4