Способ выплавки высокохромистой стали

(57) Изобретение относится к металлургии, конкретно к выплавке хромистых марок стали в дуговых печах. Цель изобретения - повышение качества стали и снижение угара хрома, Проводят завалку и плавление шихты и медьсодержащих материалов, продувку стали кислородом и обработку ее алюминийсодержащим материалом, при этом алюминийсодержащий материал вводят также в завалку, в период плавления поддерживают отношение Сг к А в пределах 4 - 6, в остальные периоды - 100 - 200, а в качестве алюминийсодержащего материала . используют медьсодержащий осадок анод- ного сплава электролитического рафинирования алюминия следующего состава, мас.0: Св 26 - 30; Ге 14-16; Я 4-6; А остальное. Замена катодной меди и алюминия указанным осадком снижает себестоимость стали, 1 з.п, ф-лы, 1 табл,(2 (2 (4 653284/О2.02.890.06.91, Б ледова й инст льскийт не(71) Всесоюзный научно-исс теи проектно-технологически иту фтяного машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 658175, кл. С 21 С 5/52, 1979,Выплавка стали марки 06 Х 20в основной дуговой печи, Технол яинструкция. Баку: Бакинский стный завод, 1984.(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОХРОМИСТОЙ СТАЛИ Н 8 МЗД 2 Логическаалелитей Медь 26-30 Железо 14 - 16Кремний 4-6Алюминий Остальное При нагреве шихты электрическими дугами до температуры порядка 650 С анодный сплав плавится (т.плав. 567 - 620 С) и стекает на подину печи, образуя жидкую ванну. Плавление остальной части шихты сопровождается образованием капель металла, на поверхности которых в результате окислительной реакции образуется окись хрома Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении хромистых марок стали в основных дуговых печах.Цель изобретения - повышение качества стали и снижение угара хрома.Алюминийсодержащий материал загружают в электродуговую печь совместно с металлической шихтой в количестве, определяемом расчетом и обеспечивающем в. шихте соотношение Сг:А, равное 4-6.В качестве алюминийсодержащего материала применяют медьсодержащий осадок анодного сплава электролитического рафинировния алюминия, который содержит, мас.: 2 Сг + 3/2 (02) = (Сг 20 з): 18365 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1659494 А 1Эти капли, стекая в ванну анодного сплава, подвергаются восстановлению по реакции(Сг 20 з) + 2 АЦ = 2 Сг + (А 120 з),1 К 45678 7,8.Р)В результате на этапе плавления шихты происходит снижение угара хрома почти в 1,5-2,0 раза. Этот факт установлен отбором и анализом проб металла и шлака непосред ственно после расплавления, На основании данных анализа в металле перед продувкой корректируют соотношение Сг:АЦ, поддерживая его равным 4 - 6.Согласно действующей ТУ 26 - 16 - 43 - 77 15 в готовой стали 06 Х 20 Н 8 МЗД 2 Л содержание меди регламентируется в пределах 1,5 - 20%В металлической шихте, используемой при выплавке высокохромистой стали, со держится 0,9 - 1,5% Са При добавлении анодного осадка в количествах, соответствующих заявляемому соотношению 1 Сг ; 1 А 11= = 4 - 6, вводится в среднем 0,52% Са и ее содержание в шихте (и в стали по расплав лении) становится равным 1,42 - 2,02%. В дальнейшем по ходу плавки при легировании стали хромом путем ввода ФХ 002- ФХ 001 сталь разбавляется и содержание меди в ней,становится равным требованиям 30 ТУ 2616-43-77,То же содержание меди при выплавке стали по известному способу достигается вводом в шихту листовой катодной меди марки М 1, 35При продувке стали кислородом за счет селективного окисления алюминия соотношение СгиАЦ резко увеличивается до значений 100 - 200. Такую величину соотношения поддерживают до конца плавки, т.е, 40 до выпуска стали из печи.Во все периоды плавки поддержание заданной величины соотношение Сг:АЦ обеспечиваютдобавками в металл анодного сплава, 45 Соотношение 1 Сг 1:1 А 1в стали контролируется по ходу продувки и после нее, например, на приборе "1 артз" с длительностью проведения анализа по 56-ти элементам 50 45 с. Отбор проб производится в специальные пробоотборники, основанные на принципе вакуумвсасывания и "мгновенной" кристаллизации металла. Дополнительная подготовка проб не требуется, поэтому в 55 ходе продувки осуществляется не менее 5-7 текущих анализов стали, что позволяет оперативно контролировать и корректировать ее состав, в том числе и по соотношению Сг 1: А 1 1. Предлагаемые соотношения Сг:АЦ выбраны исходя из следующих соображений.В период до продувки стали при соотношении СгиАЦ6 угар хрома относительно большой и достигает 20%, Уменьшение величины этого соотношения до менее 4 привоДит к блокированию реакции окисления углеродаС + 02 = (С 02):19 КР= (3) Как следствие, весь подводимый при продувке кислород расходуется на окисление алюминия,При соотношении Сг:АЦ после продувки меньше 100 в металле повышается количество остаточного алюминия, что несколько снижает механические свойства стали вследствие пленообразования, Увеличение Сг;РЦ сверх 200 приводит к потерям хрома при легировании и загрязнению металла оксидами хрома. Как следствие, значительно снижаются все контролируемые свойства.П р и м е р. При выплавке стали по известному способу все подготовительные операции и собственно плавку ведут в соответствии с действующей технологической инструкцией,При выплавке стали предлагаемым способом совместно с отходами собственного производства (металлическая шихта) заливают осадок анодного сплава электролитического рафинирования алюминия в количестве, обеспечивающем в шихте соотношение СгЦАЦ в пределах 3-7. После расплавления шихты отбирают пробу стали и при необходимости корректируют плавку добавкой анодного сплава до достижения заданного соотношения Сг:АЦ,После перегрева жидкой ванны сталь продувают кислородом в течение 15- 20 мин. Затем вновь отбирают пробу стали и, если соотношение СгЦАЦ в ней находится не в соответствии с заявляемыми пределами, вновь присаживают корректирующую добавку анодного сплава.Все остальные операции осуществляют в соответствии с действующей технологической инструкцией,На всех этапах плавок отбирают пробы на химический анализ для оценки относительной потери хрома, которую рассчитывают по формуле .Сг исхСг дей ( 4)Сгисхгде Сгисх., Сгдей - содержание хрома в шихте и в момент анализа соответственно, %1659494 Опыт по способу Соотношение Сг: АИзвестному 1 Предлагаемому2 3 4 5 6 7 73 560.6 250-300 0,93 830,2 45,3 50/56 0,61 1;15 1,21 1,26 1,18 0,97 70 100 100 98 93 98 540,4 557,4 572,6 583,3 563,5 564,7 760,0 843,2 861,5 867,1852,4 842,3 22,1 24,7 26,1 27,2 29,6 25,2 150 150 150 150 150 80 3 4 5 6 5 Из металла каждой плавки отливаютпробы, из которых изготавливают образцына механические испытания (ГОСТ 977-75) ииспытания на межкристаллитную коррозию(МКК, ГОСТ 6032-75), 5Результаты сравнительных испытанийприведены в таблице,Как видно из полученных результатов, вовсех плавках, проведенных предлагаемымспособом (опыты 2-11), угар хрома в среднем в 1,7-1,8 раза меньше, чем в плавках,проведенных по известному способу (опыт1). При этом механические свойства стали,выплавленной предлагаемым способом, какправило, выше. 15Если соотношение Сг:А в металле допродувки меньше заявляемого нижнегопредела (опыт 2), то вследствие избыткаалюминия он блокирует окисление углеродаи, следовательно, качественно ухудшается 20тип стали, возрастает газонасыщенностьметалла, увеличивается содержание неметаллических включений, преимущественноА 20 з, снижаются механические свойства вММК даже по сравнению с известным спосо бом.При увеличении соотношения Сг:Асверх 6 (опыт,6) получены хорошие результаты, сравнимые с результатами опытов 3 - .5. Однако угар хрома при этом повышается, 30что отрицательно сказывается на экономичности способа. Причиной угара хрома в данном случае является недостаточноеколичество алюминия, из-за чего не достигается химический разогрев ванны к началу 35периода продувки.При соотношении Сг:Апосле продувки меньше 100 (опыт 7) в металле повышается количество остаточного алюминия, чтонесколько снижает механические свойства 40 стали и МКК вследствие пленообразования. Увеличение Сг:А сверх 200 (опыт 11) приводит к потерям хрома при легировании и загрязнению металла оксидами хрома. Как следствие, значительно снижаются все контролируемые свойства.Таким образом, рекомендуемые пределы соотношения Сг;А составляют до продувки 4 - 6, после продувки - 100-200,При плавке стали предлагаемым способом экономится низкоуглеродистый рафинированный феррохром ФХ-ФХОЗ, исключается применение дорогостоящей катодной меди и алюминия вторичного АВ,Формула изобретения 1, Способ выплавки высокохромистой стали, включающий завалку и плавление шихты и медьсодержащих материалов, продувку стали кислородом и обработку ее алюминийсодержащим материалом, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества стали и снижения угара хрома, алюминийсодержащий материал вводят в завалку, в период плавления поддерживают соотношение Сг:А в пределах 4-6, в остальные периоды - 100 - 200, а в качестве алюминийсодержащего материала используют медьсодержащий осадок анодного сплава электролитического рафинирования алюминия,2. Способ поп,1, от л и ч а ю щи й с я тем, что медьсодержащий осадок анодного сплава электролитического рафинирования имеет следующий состав, мас. ь:Сц 26-30 Ее 14-16 Я 4 - 6А Остальное Средние показатели механических свойств1659494 Продолжение таблицы Составитель Н, ПоповРедактор М. Петрова Техред М.Моргентал Корр Т.Мал изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 10 каз 1821 Тираж 404 Подписное ВНЫИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5