Способ выплавки никельсодержащихсталей и сплавов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическиеРеслублии 11823433(22) Заявлено 09.07,79 (21) 2801734/22-02 с присоединением заявки РЙ Гасудерстееинык комитет СССР(23) Приоритет . до делам изобретений и открытий(2) Авторы изобретения 3Изобретение относится к черной метал" лургии и может быть использовано при выплавке никельсодержаших сталей и сплавов с применением продувки расплавленного металла кислородом или газокисло 5 родйЖ смесью,Одним из важных процессов при производстве металла в сталеплавильных агрегатах является окисление примесей, растворенных в металлической ванне (в10 первую очерець углерода. и в отдельных случаях кремния, марганца и т. ц.) Рафинирование металла от этих элементов обеспечивается кислородом, поступают 5 шим либо из атмосферы печи, либо из кислородного или газокислородного дутья, либо из присаживаемой железной руды и окалины, либо из всех источников одновременно. При использовании в качестве твердого окислителя железной руцы практически невозможно достигнуть содержания углероца в расплаве менее 0,03% и цостаточно эффективно проводить процесс 2обезуглероживания хромосодержащего 1 расплава.Известен способ использования в качестве окислителя закиси никеля цля металлических расплавов ( в том.числе, содержащих хром). В этом случае процесс характеризуется более высокой скоростью обезуглероживания. Никель в раси" лаве повышае скорость окисления углерода и понижает угар хрома. Это объясняется повышением активности углерода в присутствии никеля 11).Однако при повышенном содержании хрома в расплаве эффективное оксиление углероца газообразным кислородом происходит лишь до определенных прецвлов (0,15-0,20%), после чего дальнейшее использование кислорода приводит к повышенному угару всех элементов металлической ванны и значительному понижению скорости обвзуглвроживанияНаиболвв близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результатуявляется способ производства3 82 низкоуглеродистой нержавеющей стали, включающий применение твердого окислиУ теля и электромагнитное перемешивание, согласнокоторому для получения особо низкоуглеродистой нержавеющей стали (С 0,02%) плавку осуществляют в вакуумной индукционной печи с введением в завалку твердого окислителя в вице закиси никеля, После расплавления металла поверкность жидкой ванны обдувают окисликальным лалом 2.Недостатком данного способа является невозможность или малая эффективность использования твердого окислителя (закиси никеля) .в случае применения исходной шихты с высоким содержанием углерода (более 0,5%) с вводом закиси никеля и завалку из-эа бурного протекания процесса, что приводит к чрезмерному разрушению футеровки сталеплавильного агрегата и создание опасных условий труда и потерь металла из-эа его выбросов.Бель изобретения - снижение потерь металла, создание безопасных условий труда и увеличение срока службы футеровки.Поставленная цель достигается тем, что в способе выплавки ниэкоуглеродистой нержавеющей стали, включающем использование в качестве твердого окислителя закиси никеля, высокоуглеродистый расплав с содержанием углерода более 0,5% предварительно продувается киспородом или гаэокислородной смесью до содержания углерода 008-0,15%, а затем допол нительно обрабатывается жидкий расплав закисью никеля в количестве 0,5-10,0 кг/т.3433 4 количества углерода ниже 0,08% приво 15 дит к повышенному угару хрома при поТаблица 1,8 2 0 го г 5 зо онной поверкности, в результате чего увеличивается скоростьпроцесса обезуглероживания расплава, протекающего как в объеме, так и на поверхности.Кроме того, введение в расплав твер-. дой фазы дает дополнительный импульс к облегчению зарождения газовой фазы (СО), что приводит к резкому увеличению скорости и глубины завершающей фазы процесса обеэуглероживания, Реализацияданного процесса не влечет за собой дополнительные потери хрома или цругик металлических составляющих. Снижение нижении скорости обезуглероживания, апри увеличении свыше 0,15% процессобезуглероживания проходит при сравнительно высокой скорости обезуглерожива-ния и незначительном угаре хрома,П р и м е р . Расплав содержит,%:хрома 18, никеля 10 и углерода 0,10.Проводят присадку в сочетании с газокислородной продувкой с интенсивностью0,8 м /т. СмесЬ состоит из 50% кисло 3рода и 50% аргона.,В табл, 1 показана зависимость степени обезуглероживания от количества закиси никеля.Кроме того, закись никеля может быть дана на шлак перильца расплавления с ис 40 пользованием кислорода без его обновления, либо после частичного или полного удаления этого шлака, а также может быть введена в ванну в потоке газокислородной смеси во время продувки металла. 45Закись никеля может быть введена в объем металла или на поверхность металлической ванны.В завершающем периоде процесса обезуглероживания, когда в условиях низких содержаний углерода резко снижается интенсивность перемешивания ванны (кипение ванны) выделяющимися пузырьками СО, резко снижается реакционная поверх-, ность, и, скорость процесса значительно замедляется. Применение твердой закиси никеля в сочетании с газокислороднойпродувкой дает резкое увеличение реакци 0,032 О, 034 7 3 О,0 0 0,0 1,2 020.0,0 12,0 15 0,01 Как видно из табл. 1, оптимальная концентрация достигается при использовании закиси никеля в пределах 0,5- 10 кг/т металла, При меньших количествах процесс не достигает достаточной глубины по степени обезуглероживания.8234 фйПри увеличении количества закиси никеляболее 10 кг/т процесс. сопровождаетсяувеличением потерь хрома и не дает к .желаемого эффекта по степени обезугле",роживания. 5Способ может быть осуществлен вэлектродуговой печи при выплавке хромосодержащих нержавеющих и др, сталей.Продувку металла начинают чистым кистлородом и ведут цо содержания углеро- Ода 0,08 0,157 о.при 1800 С. Далее наметалл присаживают закись никеля вколичестве 0,15-10 кг/т, определяемомсоставом металлической ванны и необходимой степенью дальнейшего обеэуглероживания. После присадки закиси никеметалл продувают газокислородной смескислорода и аргона или чистым кйслородом; Закись никеля присаживают на шлалибо после .его предварительного скачивния или частичного подкачивания,Таблица 2.,способы вводав зависимости обез нее. ведены вариантй реалиключающие различные10 и.его количествоналичия продувки или собы реаливвецение в родувке при чений угле 3 ц,5 0 0,5 0,50 г) улучшение условий труда за счет. снижения пылеобразования на завершаю- щем этапе продувки. предлагаемого с держащих сталей ет по сравнению ие преимущества получения в го не более 0,03% ванием хромосо плавке в цугов оси с из форму 1Спосо щих сталей включающий ты и рвспла кислородом фчающий снижения,уга ного легироа иэобрете овомпо текержа" звоэвратных поте никеля эа счет исполь ешевой;закиси никеля; В табл. 2 приведены сп зации процесса, включающи металл И 10 при газовой достижении определенных э рода. Использование выплавки никельсо сплавов обеспечива вестными слецующ а) возможность металле углерода нологии с испольэо щих сплавов при в электропечах; б) снижение бе хрома; в) экономию зования более двыплавки никельсодержасплавов в цуговых печах,. завалку металлической шихвление металла с обработкой или его смесями, о т л ис я тем, что, с целью ра легирующих, цополнительвания металла, повышения823433 качества металла и увеличения срока службы футеровки печи, при достижении концентрации углерода 0,08-0,15% расплав обрабатывают закисью никеля в количестве 0,5-10 кг/т.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что закись никеля вводят в кислородную или газокислородную 1смесь. 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что закись никеля присаживают на шлак периода расплавления. 84. Способ по пп, 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что закись никеля присаживают после скачивания 2050% шлака периода расплавления,5, Способ по пп, 1 - 4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что закись никеля присаживают после полного скачивания шлака периода расплавления,Источники информации,10 принятые во внимание. при экспертизе1. Исследование процесса электроплавки. М., МиСиС 1949, с, 51-58.2. Авторское свидетельство СССРМ 199171, кл. С 21 С 5 - 52, 1967;Составитель А. ШербаковРедактор Г. Кацалап Техред Н.Баб ка Корректор М ШарошиЗаказ 2006/33 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5филиал ППП "Патент", г.,Ужгород, ул. Проектная, 4