Способ выплавки быстрорежущей стали

Союз Советских Социалистических Республин(23) Приоритет Государственный комите СССР по делам изобретений и открытий3) Опубликовано 30.06.79, Бюлле 5) Дата опубликования описания нь0.06.79(54 ся к электрометалыть использовано х электропечах спехтовой заготовки,ие относити и может бке в основныплавов и ший молибденом.Э выплавки быстрорежущих стаатривают введение в состав сти, шамотного боя или воль- концентрата, для восстановлео после расплавления шихты 10 ферросилиций, молотый кокс кальция 1,способы выплавки сталей, преющие присадку карбида кальессе выпуска плавки в свобод д ии 2 и в смеси с алюминием Наиболее близким по техническои сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ выплавки быстрорежущих 20 сталей, согласно которому в завалку вводится трехокись молибдена в количестве до 30 кг/т, а шлак после расплавления шихты раскисляют карбидом кальция в количестве 1 - 3 кг/т в смеси с известью, порошками 25 ферросилиция и силикокальция 41,Раскисление шлака и металла карбидом кальция, ферросилиция (2 - 3 кг/т) и силикокальция (2 - 3 кг/т) в смеси с известью (3 - 5 кг/т) позволяет получать быстроре Изобретенлургии сталпри выплавциальных слегированноСпособылей предусмшихты извефрамовогония которогприменяютили карбидИзвестныдусматривация в процном состоян31 1 СТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ жущую сталь удовлетворительного качества с минимальными потерями ванадия и хрома только при выплавке с применением ферромо чибденаОднако наличие в завалке повышенного количества трехокиси молибдена (МоОз) при выплавке быстрорежущих сталей переплавом отходов резко ухудшает техникоэкономические показатели выплавки и передела этих сталей. Присадка МоОз в завалку в количестве до 70 кг/т способствует резкому увеличению угара ванадия и хрома, насыщению подины кислородом, ухудшению качества стали и снижению выхода годного в процессе горячей деформации.Металл, выплавленный с повышенным количеством трехокиси молибдена, имеет более высокую концентрацию кислорода и минимальное количество остаточного содержания алюминия, что свидетельствует о недостаточной раскисленности быстрорежущей стали,Снижение указанных показателей выплавки быстрорежущих сталей с трехокисью молибдена объясняется следующими причинами. Температура плавления МоОз составляет 795 С, Поэтому задолго до расплавления шихты трехокись молибдена начинает плавиться и стекать на подину печи, что приводит к насыщению ее кислоро(1) (2) является кремнезем, что по законам термодинамики не позволяет развивать названные реакции взаимодействия в сторону образования ванадия и хрома.Более рациональным является технологический процесс, который обеспечивает восстановление трехокиси молибдена по мере расплавления шихты и не допускает окисления ванадия и хрома.Целью изобретения является снижение потерь легирующих элементов в период плавления и повышение выхода годного в процессе горячей деформации.Это достигается тем, что в завалку вводится карбид кальция и трехокись молибдена, взятые в весовых соотношениях 1: 1,9 - 2,0 в следующей последовательности карбид кальция, трехокись молибдена и металлическая часть шихты, в отличие от известного способа, согласно которому в завалку присаживают трехокись молибдена до 30 кг/т без восстановителей, а затем, после полного расплавления шихты, шлак раскисляют карбидом кальция в количестве 1 - 3 кг/т в смеси с порошками ферросилиция, силикокальция и извести.Последовательная присадка карбида кальция и трехокиси молибдена предохраняет подину печи от переокисления, Расплавленная трехокись молибдена в этом случае стекает на слой карбида кальция, в результате чего происходит ее восстановление по реакцииМоО, + СаС, - Мо+ СаО+ 2 СО. (3) 3дом. Более высокое содержание кислорода в нижних частях сталеплавильной ванны после усреднения металла в ковше приводит в конечном итоге к повышению концентрации кислорода в слитке, снижению горячей пластичности и выходу годного в процессе деформации.В виду отсутствия в завалке раскилителей, кроме компонентов расплавленного металла, восстановление трехокиси молибдена происходит за счет ванадия и хрома. Последние переходят в шлак в виде окислов, содержание которых достигает 10 - 22 Я, в зависимости от количества трехокиси молибдена в завалке.Восстановление указанных окислов кремнийсодержащими раскислителями затрудняется из-за образования силикатов хрома и ванадия. Реакция восстановления ванадия и хрома практически не развивается, так как продуктами реакций2 Сг,О, + 3Й= 4 Сг (+ 38 О, 2 Ч,О, + 5Я ) = 4 ) Ч+ 5 ЙО,В результате частичного или полного восстановления трехокиси молибдена умень 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 шается окисление ванадия и хрома, а содержание их окислов в шлаке после расплавления шихты снижается в 2 - 3 раза.Присадка карбида кальция на подину печи увеличивает также усвоение молибдена сталеплавильной ванной. Это связано с тем, что продуктом взаимодействия трех- окиси молибдена и карбида кальция является газообразная окись углерода. Окислы молибдена - летучие соединения, температура начала возгонки которых составляет около 700 С. Присутствие окиси углерода в атмосфере печи резко уменьшает окислительный потенциал газовой фазы и снижает скорость испарения трехокиси молибдена.Расход карбида кальция зависит от количества трехокиси молибдена в завалке и определяется стехиометрическим расчетом реакции (3). Молекулярные веса МоО, и СаСг равны 144 и 64 весовых единиц соответственно, соотношение молекулярных весов равно 2,25, т. е. каждая весовая единица карбида кальция теоретически восстанавливает 2,25 весовых единицы трехокиси молибдена. Под действием влаги газовой фазы происходит частичное разложение карбида кальция, и степень его использования понижается до 85 - 90. В связи с этим количество восстановленной трехокиси молибдена уменьшается на 10 - 150/О и составляет 2,25 (0,85 - 0,90=1,9 - 2,0). Поэтому соотношение карбида кальция и трехокиси молибдена в завалке принимаем равным 1; 1,9 - 2,0.Способ выплавки быстрорежущей стали с трехокисью молибдена в основных дуговых электропечах переплавом отходов осуществляется следующим образом,После выпуска предыдущей плавки и заправки печи магнезитом непосредственно на подину печи производится присадка карбида кальция и трехокиси молибдена при их соотношении 1: 1,9 - 2,0, после чего заваливают металлическую часть шихты,Указанный способ выплавки опробован в промышленных условиях завода Днепроспецсталь при выплавке быстрорежущей стали Р 6 М 5 в электропечи емкостью 18 т. В качестве шихты использовали собственные отходы из кузнечного цеха, шихтовую заготовку с молибденом и углеродистые отходы. Недостающее количество молибдена вводили в виде трехокиси молибдена, Содержание трехокиси молибдена в завалке колебалось от 180 кг до 1440 кг, а расход карбида кальция от 95 до 740 кг, Данные по выплавке стали Р 6 М 5 по наиболее распространенным шихтовкам в цехе представлены ниже:670618 180 320 800 1440 95 165 410 740 2,0 1,95 1,95 1,95 Расход трехокиси молибдена, кгРасход карбида кальция, кгОтношение МоО,.; СаС,Содержание в шлаке (вес. %): 6,21 окиси кальция 19,88 22,36 закиси железа 10,62 21,30 окиси хрома 10,81 окиси ванадия Содержание кислорода в сорте, % 10 78 67,7Выход годного после второго передела, % 69,8 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сниженияпотерь легирующих элементов и повышениявыхода годного в процессе горячей деформации, в завалку вводят карбид кальция и5 трехокись молибдена в отношении 1: 1,9 -2,0 в следующей последовательности -карбид кальция, трехокись молибдена и металлическая часть шихты.Источники информации,10 принятые во внимание при экспертизе1. Крамаров А. Д. Производство стали вэлектропечах. М., Металлургия, 1969,с. 295 - 297.2. Патент США3718173, В 22 д, 1967.15 3. Авторское свидетельство СССР431199, кл. С 21 С 5/56, 1974.4. Сборник технологических инструкцийпо выплавке стали в основных дуговыхэлектропечах завода Днепроспецсталь,20 1973, с. 319. Составитель А. ЩербаковТехред А. Камышникова Редактор Д. Павлова Корректоры: Е. Осипова и Л, ОрловаЗаказ 1137/3 Изд.410 Тираж 658 Подг.ц:нее 1 ПО Поиск Гозудеретвеинсго комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 В числителе представлены данные по выплавке без карбида кальция, в знаменателе - с карбидом кальция.Анализ представленных данных показывает, что использование предложенного способа выплавки быстрорежущей стали с трехокисью молибдена обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества: уменьшается количество окислов легирующих элементов в шлаке периода плавления в 2 - 3 раза; снижается концентрация кислорода в готовом сорте на 8 - 18%; увеличивается выход годного металла при горячей деформации в кузнечном цехе на 2,4 - 4%. Формула изобретенияСпособ выплавки быстрорежущей стали, включающий завалку шихты и ргскисление шлака в период плавления, отл и 4,36 5,53 8,41 12,93 12,93 15,12 3,50 2,74 8,92 14,12 3,78 4,72 4,08 7,46 3,68 3,80 69 76 64 65 72,5 69,2 74,7 73,2 6,26 15,26 17,57 5,84 14,74 7,43 10,75 5,17 85 70 68,3 71,5