Способ выплавки стали и сплавов, легированных азотом

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистическиеРеспублик 11933723(23)Приоритет 3 Ъщдэрстеенньй комитет СССР по делам нзаоретеннй н открытий(5 Й) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ И.,СПЛАВОВ,ЛЕГИРОВАННЫХ АЗОТОИИзобретение относится к черной металлургии, конкретнее к получениюсталей и сплавов, легированных азотом, в открытых электропечах.Известны способы выплавки азотсодержащих сталей, заключающиеся в том,цто для азотирования металла используют азотированные Ферросплавы, например Феррохром 1.Недостатком этого способа являет 1 Ося высокая себестоимость выплавляемой стали из-за высокой стоимости азотированных Ферросплавов и повышенного их расхода,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки сталей и,сплавов, легированных азотом, включающий расплавлениешихты, раскисление металла, продувку20расплава азотом в течение 2-20 минс интенсивностью 0,5"10 м/мин.т ме"талла, а затем ввод, азотсодержащихматериалов из расчета легирования расплава азотом на 10-50 марочного содержания 1"21.Недостатком этого способа являются существенные потери азота в процессе растворения лигатуры по причине пересыщения азотом слоев металла, контактирующих с расплавляющейся (растворяющейся) азотсодержащей лигатурой. В результате усвоение из лигатуры снижается, а самое главное, становится нестабильным,.что затрудняет выплавку металла с заданным химичес" ким составом, Кроме, того отсутствиеУперемешивания расплава в период растворения лигатуры удлиняет продолжительность плавки.Цель изобретения - повышение степени и стабильности усвоения металлом азота, экономия азотсодержащих материалов и сокращение длительности плавки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали и сплавов, .легированных азотом, вклю."3 933723чающему расплавление шихты, раскис"ление металла, продувку расплава азотом и введение азотсодержащих.материалов в металл, а также его доводку,продувку металла азотом начинают за1-5 мин до введения азотсодержащихматериалов с интенсивностью(1,6-6,6)10 м /кг.с, после введения азотсодержащих материалов интенсивностьюпродувки увеличивают до (8,3-83)" 1910 м /кг,с, а через 5-10 мин ин-б 3тенсивность продувки снижают до первоначального уровня и заканчивают еепосле полного расплавления азотсодержащих присадок, 15Применение кратковременной продувки расплава азотом перед при"садкой азотсодержащих материалов позволяет усреднить хим, состав и тем 4пературу жидкого металла перед егоаэотированием путем присадки соответствующих ферросплавов, подготовитьванну к растворению.Интенсивность продувки металли"ческой ванны в этот. период плавки определяется соотношением диаметра ванны к зе глубине, температурой и вязкостью металла. Опытным путем установлено, что наилучшие результаты поусреднению хим.состава металла и еготемпературы для печей различной емкости определяются интенсивностьюдутья (1,6-6,6) 10 м /кг.с. Еслиинтенсивность продувки ниже указанного нижнего значения, то не обеспе 35чивается достаточная равномерностьперемешивания металла перед его легированием.В случае продувки металла с интенсивностью выше 6 бф 10 бм/кг с елия 1юоние продувки на качество перемешивания не обнаруживается, и, как следствие, продувка приводит к бесполезному расходу газа.Аналогичные результаты обнаружи"ваются в случае отклонения от указан 45ных пределов при выборе момента начала продувки. Если продувку начинаютменее, чем за 1 мин, то металлическая ванна оКазывается неприготовлен"ной для обеспечения равномерного по вступления азота по всему ее объемупри введении аэотсодержацих материалов. Если же продувку начать более,чем за 5 мин до присадки азотсодержащих материалов, то это приводит кбесполезному перерасходу азотсодержащего газа и к затягиванию плавкив целом,4Увеличение интенсивности продувки после присадки азотсодержащей лигатуры необходимо для блокирования процесса перехода растворяемого в металле азота в газовую фазу эа счет пересыщения азотом слоев металла, контактирующих с аэотсодержащей лигатурой, Пределы интенсивности продувки азотом в этот период плавки (8,3- 83) 10 бм /кг с установлены опытным путем и определяются количеством азота, вводимого в состав лигатуры в жидкий металл, что, как известно, зависит. от хим.состава марочного металла. Установлено, что в случае введения лигатуры из расчета получения в металле азота в количестве ниже 0,053 расплав следует продувать азо3 том с интенсивностью 8,3-10 м /кгс,Если же конечное содержание азота в выплавляемой марке стали превышает 0,3, то интенсивность дутья должна составлять 83.1 йм /кг, с. При интенсивности продувки выше 83 10,м/кг.с увеличение эфФекта азотирования не наблюдается, вследствие чего, азотсодержащий газ расходуется бесполезно.продолжительность интенсивности продувки определяется количеством и размерами кусков введенных аэотсо" держащих материалов. Если интенсивность продувки снизить раньше, чем через 5 мин после введения указанных материалов, то процесс растворения не успевает перейти в стадию диффузионного переноса, вследствие чего необходимый эффект по азотированию металлической ванны не достигается. Если интенсйвную продувку вести более, чем 10 мин после присадки азотсодержащих материалов, то она не приводит к дальнейшему повышена усвоения азота расплавом вследствие завершения перехода процесса растворения в стадию диффузионного переноса,П р и м е р. В 20 т электродуговой печи производится выплавка азотсодержащей стали марки 07 х 21 Г 7 АН 5.Завалку металлической шихты, расплавление, окислительную продувку и расплавление металла осуществляют известным способом. В исходных шихтовых материалах отсутствуют. отходы азотсодержащих марок стали.Продувку металла азотом начинают за 3 мин до введения азотированного5 933723 феррохрома с интенсивностью 3,5 4 10 м /кгс.После введения азотированного феррохрома на 0,.25 азота (по расчету) интенсивность продувки увеличивают 5 до 20 10 м/кгпв с. На этом уровне дутье азотом поддерживают в течение 8 мин, а затем снижают интенсивность продувки до 5,0 ф 10 6 м /кг с и продолжают введение азота еще в течение 12 мин до полного растворения азотированного феррохрома.Выпуск и разливку стали проводят по обычной технологии;Содержание азота в маркировочной пробе составляет 0,23. Всего выплавлено 5 плавок. Для оценки полученных результатов по усвоению из лигатуры выплавляют такое же количество плавок по известному способу. 20Среднее усвоение азота составляет: на плавках по данному способу -.89; на плавках по известной технологии " 80. Продолжительность плавки по данному способу в среднем на 25 8 мин"меньше, чем по известному. азота, что найдет свое отражение вснижении себестоимости стали. Формула изобретения Составитель А. Пруса Редактор С. Запесочный Техред И. Рейвес Корректор А. Дэяткоееее тев втетееееевеететев тт т Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делай изобретений и открытий 113035, Носква, КРаушская наб., д. 4/5Заказ 3865/7 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Производство сталей и сплавов, легированных азотом, таким способомспособствует снижению расхода Фер- зв росплавов, легированных азотом, сокращению длительности плавки и повышению степени стабильности усвоения Способ выплавки стали и сплавов,легированных азотом, включающий расплавление шихты, раскисление металла,продувку расплава азотом и введениеазотсодержащих материалов в металл,а также его доводку, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения степени и стабильности усвоенияметаллом азота, экономии аэотсодержащих материалов и сокращения дли"тельности плавки, продувку металлаазотом начинают за 15 мин до введе"ния азотсодержащих материалов с интенсивностью (1,66,6)10 м З/кг с,после введения азотсодержащих мате"риалов интенсивность продувки увеличивают до (8,383) 10 м/кг.с, ачерез 510 мин интенсивность продувки снижают до первоначального уровняи заканчивают ее после полного расплавления аэотсодержащих присадок.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Химушин Ф.Ф. Нержавеющие ста",ли, И., "Нетаплургия", 1967, с. 699.2. Авторское свидетельство СССРИ 538568, кл. С 21 С 5/52, 1975.