Способ загрузки шихты в дуговую электропечь

(191 (И) 42Дд ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ глер кг н ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямПРИ ГКНТ ССОР(56) Сокол И,Я, Двухфаэнь 1 е стали,М.: Металлургия, 1974, с23-24Сталеплавильное производство.:Справочник, /Под ред. А,МСамарина,Т,1- М,: Металлургия, 1964, с,239Бородулин Г,М Мошкевич Е.И.Нержавеющая сталь, - М,: Металлургия,1973, с, 99, 165,Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к загрузке шихты в дуговую электропечь при выплавке сталей с фазовым упрочнением,Целью изобретения является повьппение качества стали путем стабилизации фазового и химического состава с тали.Сущность изобретения состоит в том, что в эавалку дополнительно вводят углерод, а загрузку шихты на подину дуговой электропечи производят послойно, В начале на подииу загружают никель, затем углерод (электродный бой), после чего загружают железо, Таким образом углерод оказывается между никелем и железом, Количе 54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ЯИХТЫ В ДУГОВУИ 1ЛЕКТРОПЕЧЬ(57) Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к загрузкешихты в дуговую электропечь при выплавке сталей с фазовым упрочнением,Целью изобретения является повьппениекачества стали путем стабипиэации фазового и химического состава стали,Сущность изобретения состоит в том,что в завалку дополнительно вводятуглерод, а загрузку щихты на подинудуговой электропечи производят послойно, В начале на подину загружаютникель, затем углерод, после чегозагружают железо, Количество загружаемого между никелем и железом углерода определяют из условия 2-10 кгна 1 т железа в эавалке, 1 табл,ство загружаемого у одают из условия 2-10 а 1в завалкеВведение указанного количества электродного боя между никелем и железом, загружаемыми послойно в печь, способствует эффективному барботажу и раскислению расплавляющегося железа без его науглероживания и предотвращает неконтролируемую азотизацию металлического расплава при разведении жидкой ванны, Предлагаемый способ загрузки шихты обеспечивает послойное плавлеиие шихты и барботаж расплава пузырьками СО при попадании жидкого железа на углеродсодержащий материал, Последующее стекание рас 1527281кисленного жидкого железа на никельприводит к разведению желеэоникелевой ванны на подине печи без науглероживания и азотизации, Укаэанныйспособ предотвращает неконтролируемую азотиэацию и науглероживание металла на стадии расплавления шихты,обеспечивает однородность последуюцего распределения легирующих элементог в массе металла, что гарантируетстабильность фазового состава металлопродукции,Расход электродного боя, засыпаемого между никелем и железом, обуслов 15лен технологической спецификой процессов раскисления углеродом и науглероживанием железоникелевого расплавапри его получении в промьпппенной дуговой электропечи. Если электродногобоя между никелем и железом меньше2 кг на 1 т загружаемого в печь железа, то эффект барботажа жидкого металла при плавлении шихты отсутствует, Процесс азотизации ванны при 25расплавлении шихты протекает в неконтролируемом режиме. Это является причиной дестабипизации фазового состава стали, повышения крупных карбонитридов, что в конечном итоге ведет кнедопустимой аниэотропии физико-механических свойств, отрицательно отражается на технологической пластичности металла и снижает выход годногов переделе, Введение, между никелем ижелезом углеродсодержащего материалаиэ расчета более 1 О кг углерода на1 т железа в завалке приводит к науглероживанию образующегося металлического расплава, Это исключает возмож Оность получения заданного содержанияуглерода по расплавлению шихты передпродувкой, нарушает технологичностьвсех последунзцих операций плавки,чтоявляется причиной появления в конечном металле иных нежелательных фаэ,например игольчатого мартенсита взамен бесструктурного, различных карбонитридных фаэ, в в ряде случаев неоднородность по содержанию углеродаприводит к отбраковке отдельных партий металлопродукции по содержаниюуглерода, Эти негативные факторы снижают выход годного при производствесортовой заготовки, Указанные обстоятельства особенно проявляются при ис 55пользовании в шихте отходов сталиблизкого химсостава к выплавляемомуметаллу, Отходы, как правило,загружают в дуговую печь на откосы, Привыполнении предлагаемых условий компоновки послойной эавалки испольэова.ние в шихте отходов не отражаетсяна качестве металла, В противномслучае полученный металл имеет дефекты и бракуетсяСпособ загрузки шихты был опробован при выплавке стали ЭП 637 с использованием в завалке 503 от массышихты отходов и сталеплавильного железа взамен железа прямого восстановления. Указанная марка стали выбранав связи с тем, что в этой стали незначительные изменения концентрацийуглерода и азота приводят к перераспределению их содержания в мартенсите и карбонитридах, Это отражаетсяна размерах карбонитридов и когерентности упрочнякщих фаз с матрицейтвердого раствора, Выплавку проводили в дуговой печи емкостью 5 т,В таблице представлены результаты химического, металлографическогоанализов, механические свойстра иданные по выходу годного при переделе металла, выплавленного с загрузкой шихты предложенным способом, всравнении с известной технологиейзагрузки шихты,Сопоставление результатов по науглероживанию и аэотизации металлаподтверждают целесообразность регламентации количества электродного бояв пределах 2-10 кг/т железа в завалке, Для укаэанных параметров (варианты 2-4) отсутствуют науглероживание и аэотиэация металла во времярасплавления шихты, что при равномерном распределении углерода и азота в мартенсите в виде раствороввнедрения приводит к двух - трехкратному снижению общего содержания азота и балла по карбонитридам, Равномерное распределение микропримесей,когерентность упрочняющей фазы с матрицей твердого раствора и снижениебалла по карбонитридам положительноотражаются на структуре, свойствахи характере разрушения металла,Рентгеноструктурным методом анализа установлено наличие в данной сталиупрочняющих фаз тйпа Ре Мо, ЯМо,М .г с периодом решетки соответственно а= 474 А; сгепй 7,73 Аов завалкеСодержание элементов, мас.3 Количество угВариант по карбонитВ готовой стали После расплавления лерода,загружаемого ридам Фактичекое М Фактиасчетес С(прототип) 1,0 5 15272 Дпя предлагаемого способа варианты 2-4) плотность дислокаций в мартен- сите при температурах старения 500 -о540 С остается практически постоянной в пределах 10- 10 см , Наличие точечных рефлексов на электронограммах образцов и структурное соответствие объемно центрированной кубической и гексогональной плотноупа кованной кристаллических решеток игольчатых выделений Я 7. и дискообраэных выделений РеМо и ИМо размером 150-200 А указывают на когерентность упрочняющих фаэ с матрицей, 15 Это обусловливает вязкий характер излома при разрушении образцов металла (варианты 2-4) и обеспечивает увеличение предела прочности стали на 5 отн, Х при одновременном повышении 20 ударной вязкости почти в 1,5 раза, гарантирует минимальную анизотропию механических свойств опытного металла по сравнению с металлом по известной технологии и уменьшает отбраков ку металла,При содержаниях, выходящих эа пределы 2-10 кг углерода на 1 т железа в завалке (варианты 1 и 5), появляются 81 6крупные карбонитрнды, нарушается когерентность упрочняющей фазы с матрицей, происходит аэотизация или науглероживание расплава, что дестабилизирует фазовый состав стали, снижает технологическую пластичность, приводитк отбраковке металла, Это не дает воэможности получать кондиционный металл,Иэ таблицы также следует (вариант 6),что выплавка стали беэ загрузки углерода между никелем и железом по всемпоказателям уступает предлагаемомуспособу,Формула изобретения Способ загрузки шихты в дуговую электропечь, включающий послойную завалку на подину никеля и железа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества стали путем стабилизации фазового и химического состава стали, а также повышения выхода годного при переделе слитков, в завалку дополнительно вводят углерод, который загружают на никель в количестве 2-10 кг на 1 т железа527281 Продолаение таблицы Механические свойства Вариант Временное соКоэффициент анизотропии2 Ударнаявязтноси- ельное отив ост ние ни арф кгс/смХ 18368 185 180 194 184 190 182 5,4 38,4,3 36,2,8 2,1 82 80 2,5 Юпроь а нВиь +опер а- поперечны Ко эфф ицие прод" т анизотроп де"попер одольные образ обра Составитель А,ЛактионоРедактор О,йрковецкая Техред М.Дидык Корректор Э,Лончакова Подписи открытиям д. 4/5Тнрая 530енного комитета по изобретениям 13035, Москва, Ж, Раушская н аказ 7483/35НИИПИ Государ КНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", Г.Уягород, ул. Гагарина,101 1 2 3 4 6 (прототип) разрыву вкгс/мм 1Пределтекучести б,кгс/ммф Относи тельно суиени т 4,5 35,0 2,6,2 40,0 3,8,8 55,2 5,87 54 3 4,3,0 1,5 1,2 1,3 ВыходГОДНОГОХ 45,645,645,