Способ выплавки хромистой стали

. СОЮЗСОЦИРЕСПУБ ТСНИХТИЧЕ СИИ 2(,у) С 21 С 5 5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИД ЕТЕПЬСТВУ Н АВТОРСКОМ л я- вореметал ванием С, распФ ниела иинерлав ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 1(21) 3388109/22-021(22) 28.01.82(46) 23.07,83. Бюл, Р 27 (72) В.А. Салаутин, Н.В. Гавриков, Е.З. Кацов, В,В. Тиняков, Е.Я. Чер" нышев, Р.ф. Максутов, ЛИ. Сенюшкин, М.С. Пчелкин и Н.А. Волощук (71) Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 431228, кл. С 21 С 5/52, 1972,2. Крамаров А.Д. Производство ста ли в электропечах. М., Металлургиздат, 1958, с, 37-43.(54)(57) 1СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ХРОМИСТОЙ СТАЛИ, включающий загрузку в печь металлошихты, расплавление, продувку газообразным кислородом, присадку ме таллических охладителей, раскисление и доводку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качест-. ва стали и снижения ее себестоимости, все компоненты металлошихты с содержанием хрома 30,1-95 и углерода 1,01-8,0 вводят в печь до начала кислородной продувки, а для охлажде" ния металла после кислородной продувки используют.компоненты с содержанием хрома 0,1-30 и углерода 0,05- 1, 0.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что продувку металла кислородом заканчивают .при содержании углерода на 0,01-0,03 ниже нижнего предела с учетом разбавления или до-, бавления углерода металлическими охладителями. е3. т ч аю т Способ по пп, 1 и 2., о щ и й с я тем что рас хладителей и раскисление шлака интенсифицируют вд ого газа в металлически.Изобретение,относится к черной металлургии, конкретнее к производ- ству в дуговых электропечах.,хромистой стали, характеризуемойпри ком ватной температуре наличием в отруктуре ферритаперлита и труднораст-. воримых карбидов.Известен способ выплавки хромсо-.держащей стали методом переплава с прнмЕнением продувки газообразным кислородом. Этот способ включает введение в эавалку различных видов металлической шихты, в том числе части феррохрома, требующегося по расчету. Оставшуюся часть феррохрома используют как охлаждающую добавку для присадки в прокаленном виде в ванну по окончании кислородной продувки 1 .Но даже. при ис поль зовании ни зк оуглеродистых Ферросплавов такая обязательная присадка материала с повышенным содержанием хрома в ванну со сравнительно высоким содержаниемуглерода (О,6-0,8) создает предпосылки.к формированию уже в расплавегруйпировок, близких по структуре к .Карбидам, если не.образование непо. средственно карбидов. О такой воэможности свидетельствуют,.в частности, данные по температурам плавлениясоответствующих, карбидов.: СгС1665 С, Сг 25 С 6 в , 1550 С, Ре С 1650 С; т.й. смешанные карбйды типа(Сг, Ре).3, (Ге, Сг)ЗС И (СГ, РЕ)2 ЭСВ зависимости.от соотношения СгРетакже имеют температуру плавленияв пределах 1550-1650 СОпасность возникновения карбидообразных группировок существует такжеи при введении в расплав высокоуглеродистых материалов в частностииауглерожнвателей.Наиболее близким по техническойсущности.и достигаемому результатуявдяется способ выплавки хромистойстали, включающий загрузку .в печь, металлошихты, расплавление, .продувкугазообразным кислородом, присадкуметаллических охладителей, раскисление и доводку 2.3Недостатком известного способаявляется обязательный ввод в ваннупо окончании кислородной продувкиФеррохрома - сплава с. содержаниемхрома 65-75.В совокупности с допустимым вводдм науглероживателей ванны (иэ-зачрезмерного окисления углерода) при,кислородной продувке такая последовательность операций (при выплавке .металла с содержанием углерода более.О, 50) ведет к формированию в металле карбидообразных группировок атомов, становящихся более стабильнымис понижением температуры, а при последующей кристаллизации стали такиегруппировки служат подложками, иакоторых растут крупные единичные кар..бнды, сохраняющиеся .вплоть до гото"вого проката; Другим недостатком является ограниченная воэможность использования высокоуглеродистых (а 5 следовательно, наиболее.дешеэых)сортов феррохрома, так как содержание углерода в ферросплавах,при аживаемых после окислительного и рисда, должно обеспечивать попаданне 1 О в заданные пределы содержания углерода в сТали (значительно меньшечем,например, у феррохрома марки ФХ 800).Для изучения природы происхождения карбидов в готовой стали в лабо 15 раторной индукционной печи емко ь10 кг провели две серии экспери нтов, Во всех плавках расплавлялту с получением содержания Сг 1 5(13 и С ,0,65-0,70. Посленагрева металла до 1730-1750 эСну присаживают металлические ох дтели в количестве 10 веса садкпервой серии плавок охладнтели ели постоянное содержание углероравное 6.,70, а содержание хромизменяли от 0,1 до 99,5. Во .вт осерий плавок .постояйным выде,Мали содержание хрома (12,8в .то время как содержание углероизменяли в пределах от 0,05 до 2ЗОКак показали результаты проведенплавок, размер единичных карбидоначинает резко возрастать при пр вышенин содержания в охладителях хМауровня 30, а углерода - ур35 1,0,На основании результатов этогисследования был сделан вывод о . линии.последовательности ввода хра.и углеродосодержащих материалов в4 О печь и связи состава такого родаприсадок с развитием карбидныхвключений.Целью изобретения является ц ышение качества стали и снижение есебестоимости,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу выплавхромистой стали, включающему эаг уку в печь металлошихты, раплавлпродувку газообразным киСлородом,присадку металлических охладител йраскисление и доводку, все кампо еметаллошихты с содержанием хрома30,195 и углерода 1,01-8,0 вв.в.печь до начала кислородной про55 ки,.а для охлаждения металла поскислородной продувки используютпоненты с содержанием хрома 0,1 и углерода 0,05"1,0.Причем продувку металла кисло о60 заканчивают при содержании углер даиа 0,01-0,03 ниже нижнего преде аучетом разбавления или добавлениуглерода металлическими охладитеКроме того, растворение охлад65 лей и раскисление металла и шлак ано";интенсифицируют вдуванием инертногогаза в металлический расплав,Таким образом, последовательность, ввода компонентов металлошихты в,печь сводится к тому, чтобы, с однойстороны, все без исключения потенциально карбидосодержащие (или способствующие образованию карбидныхгруппировок) материалы, а именно ком-поненты шихты с содержанием хромаболее 30 и углерода более.1,0,загружались в печь с завалкой или подвалкой и подвергались интенсивнойвысокотемпературной обработке в про-цессе кислородной продувки, в товремя как для охлаждения ванны после 15кислородной продувки используюттолько часть тех компонентов металлошихты, у которых содержание хромане превышает 30, а углерода - 1,0.Граничное критическое содержаниехрома (39-): и углерода (1,0) определено, исходя из результатов лабо.раторного исследования, Было установлено, что содержание. хрома и; углерода в присадках ниже критического(т.е. меньше 30 и 1,0 соответственно) обеспечивает получение металла с карбидами, размеры .которых. ненаносят ущерба качеству готовогопроката; напротив, превышение указанных:ордержаний углерода и хрома.в арисаживаемом материале .неизбеж- ".па предлагаемому способу определен,исходя из экономических соображений,а именно: использование для охлаждения дорогостоящего чистого по примесям металлолома (с содержанием хро"ма ниже 0,10 и углерода ниже 0,05)приводит к неоправданному повышениюзатрат на металлошихту, не компенсируемому экономической выгодой отприменения предлагаемого способа,А основной статьей экономическогоэффекта при использовании предлагаемого способа является ввод в завалку всего требующегося, феррохрома,в виде самого дешевого сплава с максимальным содержанием углерода(вплоть до 8,0), что не представляет опасности (поскольку имеющиесяв нем труднорастворимые карбиды несмогут сохраниться в металле белее,чем до окончания кислородной продувки.С другой стороны, присадка в ванну материалов, не содержащих.карбидов и не способствующих их образованию, удовлетворяя технологическомутребованию обязательного охлажденияметалла, неизбежно нагреваемого дочрезмерно высокой температуры в ходекислородной продувки, соответствует также задача предотвращения процес.сов формирования карбидных группиро-.вок в жидком металле.Здесь необходимо подчеркнуть., чтонауглерожийатели, к числу которыхотносятся кокс, электродный бой ит.п., должны вводиться до кислородной продувки, которая в связи с этимограничивается глубиной обезуглероживания расплава до нижнего марочного содержания углерода или не более, чем на.0,01-0,03 ниже нижнегопредела его содержания,Полезным дополнительным приемомявляется продувка ванны аргоном пос,ле ввода охладителей с целью ускоре-ния процесса их растворения и вырав-.нивания температуры в объемеванны.П р и м е р 1, В 40-т дуговуюпечь загружают отходы хромистых сталей, нелегированный металлолом иФеррохром ФХ 800 из расчета обеспечения в металле по расплавлении со.держания Сг 14,1 и С 1,44. По расплавлении около 70 шихты начинаютпродувку ванны кислородом через водоохлаждаемую Форму, Ориентируясьпо содержанию углерода в экспресспробах, продувку в общей сложностиведут 19 мин. По получении в металлеС Ог 68, Сг 14,75 при температуреметалла 1760 С в ванну присадили 5 т:этого присаживают ферроиилиций дляраскисления и в течение 4 мин продуэают ванну арагоном с помощвю трубки, введенной через рабочее окно.Впробе, отобранной после расплавления отходев и усвоения раскислителей, содержалск".ь С 0,63 и Сг 12,85,Температура металла 1580 оС, а к вы-.пуску плавки ее понижают до 1560 С,после чего осуществляют выпуск металла в ковш и разливку в слитки развесом 2,8 т; в ленте, полученноймногоступенчатым переделом слитков,максимальный размер единичных карбидов - 6 мкм.П р и м е р 2, Шихтовка этойплавки аналогична приведенной в примере 1; расплавление и кислороднуюпродувку проводят так же; Суммарнаядлительность кислородной продувкисоставляет 21 мин. К концу продувкипри температуре металла 1740 дС получают в металле содержание С 0,66 иСг 13,20. Затем присаживаюсь 4 тотходов стали марки 2 Х 13 (содержаниеС 020; Сг 13), дают ферросилицийдля раскисления и продувают в течение 3 мин ванну аргоном через трубку, введенную церез рабочее окно.После растворения отходов, раскисления и доводки температура металласнизилась до 1565 С, а содержаниеС 0,64 и Сг 12,90. Разливку металлаосуществляют в слитки развесом 2,8 т;1030412 1,0 и ие ра ер- залСоставитель А. ПруссТехред О.Неце Корректор А. Зимокосов Оф Редактор О. Половка Заказ 5135/29 тираж 568 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5размер максимальных карбидов в готовой ленте не превышает 8 мкм.П р и м е р 3. Шихтовка атой плавки отличается присадкой в завалку кокса, так как используют феррохром марки ФХ 100; расчетное содержа ние С 1,3 Сг 14,2. Расплавление и кислородную продувку металла выполняют по режиму плавки пример 2). После кислородной продувки температура металла равна 1780 С, а содержание 10 С 0 58; Сг 12,85., Для охлаждения ванны присаживают. 2 т отходов высокохромистой стали (С 0,151 Сг 28) и . 2 т отходов стали марки ШХ(С Сг 1,5) . Затем вводят раскислите и продувают металл аргоном в тече 7 мин. К выпуску плавки температ металла снижается до 1555 С, а со жание С О,б 2; Сг 12,7Металл ра ливают в слитки развесом 2,8 т; р мер максимальных карбидов в готов ленте не превышает 10 мкм.Применение изобретения обеспеч вает снижение расхода феррохрома, снижение брака и себестоимости ме ла, что вместе взятое может дать значительный экономический эффект.