Способ выплавки стали и сплавов

Со 1 оз СоветскихСоциалистическихреспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 937521(5)М. Кл. С 21 С 5/52 евударстееный квитет СССР ао авлаи эебретей и втввыт 1.25(088.8) Дата опубликования описания 23,06.82 Г.А,Дорофеев, Н.А.Маняк, В.И,Деточка, А.В.Кодак, В,.И.Заика,Г,И. Хаустов, А.Г.Палий, В,Х.Куриленко, А.П,Ястребов,(72) Авторы изобретения Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт, Никопольский южно-трубный завод и Научнопроизводственное объединение "Тулачермет"(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ И СПЛАВОВ 1Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к выплавке хромистых сталей и сплавов в электронечах на шихте, состоящей из губчатого железа.Известен способ выплавки стали и сплавов с продувкой высокохромистого расплава кислородом, причем металл с содержанием хрома 1-143 продувают при исходном содержании углерода в расплаве на 0,7-0,84 выше верхнего предела его в готовой стали и с повышением содержания хрома сверх указанного на каждый процент содержание углерода в металле увеличивают на 0,1. Кроме того, по ходу продувки расплава кислородом до получения требуемого содержания углерода в металле, на шлак равномерными порциями по 0,3- 1,0 кг/т с интервалом 30-60 с присаживают кремнесодержащие порошкообразные материалы, изменяя величину присадки в зависимости от минимального 5- 10 м /т и 2максимального 20-30 м /т расходакислорода 1,1 1.Недостатком этого способа выплавки стали и сплавов является отсутствие объемного кипения металлическойванны, что не позволяет в достаточной степени снизить содержание в металле водорода и азота, что снижаеткачество выплавляемого металла.3Наиболее близким по технической 1 Осущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ выплавки стали в электропечи с использованием в шихте 40-804 высокометаллизованных окатышей, включающий плавление шихты, рафинирование и легирование металла, причем плавление шихты с металлизованными окатышами проводят под кислым шлаком, в конце периода плавления шлак раскисляют дополучения в нем 3-204 закиси железа,а доводку, раскисление и легирование металла проводят в печи под кислым шлаком, удалив предварительно3 93752 50-80/ шлака периода плавления. Кроме того, содержание углерода в металле в период проплавления металлизованных окатышей поддерживают в пределах от 0,2 до 1,03 Г 21.5Недостатком известного способа является ввод феррохрома в период доводки. При плавке высокохромистых сталей и сплавов вызывает резкое снижение температуры ванны, цто эамед- ,10 ляет расплавление феррохрома, а также приводит к увеличению степени угара хрома и возрастанию длительности плавки,1(роме того, присадка феррохрома в пе. риод доводки, когда завершены процессы окисления углерода в. окатышах, дела" ет невозможным удаление водорода и азота, находящегося в желеэохромистом расплаве, из-за отсутствия кипения металла в этот период. 20Цель изобретения - сокращение длительности плавки и повышение кацества металла за счет снижения содержания газов.Поставленная цель достигается тем, 25 что согласно способу выплавки стапи с использованием в шихте высоко- металлизированных окатышей, включающему загрузку шихты с повышенным содержанием углерода, плавление,скачивание шлака периода плавления, легирование металла и раскисление шлака, согласно изобретению в завалку совместно с металлизированными окатышами присаживают основное количество35 ферросплавов, а раскисление шлака и науглероживание металла на протяжении всего процесса плавления шихты осуществляют присадками на шлак углеродсодержащих материалов, прицем40 отношение содержания хрома к содержа. нию углерода в жидком металле поддерживают равным 6-12.Присадка основного количествачферросплавов в завалку позволяет сок 45 ратить длительность плавки,Это объясняется тем, что нагрев и плавление твердой шихты непосредственно от электрических дуг происходит с большей скоростью, цем в случае плав50 ления феррохрома в жидком расплаве, когда теплопередача осуществляется через жидкий металл. Интенсивное окисление углерода, содержащегося в шихте способствует, в связи с кипением ванны по всему ее объему, интенсивному55 удалению азота и водорода, (роме того, совмещение процесса расплавления ферросплавов с плавлением губчатого 1 4железа, которое сопровождается обезуглероживанием, интенсифицирует процесс переноса тепла в жидком металле и, следовательно, оказывает благоприятное влияние на скорость плавления нерасплавившейся части шихты. Отношение содержания хрома к содержанию углерода в жидком металле равное 6-10 на протяжении всего процесса плавления шихты выбрано в соответствии с опытными данными и отвечает оптимальным условиям минимальной длительности плавки и минимального угара хрома. Отношение Сг /С (6 вызывает повышение расхода углерода и увеличе. ние длительности плавки, при отношении Сг/С12 наблюдается повышение угара хрома.П р и м е р 1. Плавки проводят ,в трехтонных дуговых печах, Плавят сплав Х 32 Н 6 Л следующего химического состава: 2,0; С; 320 Сг; 6,53 М 1, 0,9 о 51, 0,42 То Мп Оэ 017 Ж Ье 0,019 Р.На подину печи заваливают обожженную известь 60 кг, никель электролитицеский 200 кг, феррохром ФХ 65 С 1500 кг и металлизованные окатыши 1700 кг, следующего химического состава: 0,153 С, 96 Ееобщ; 87,84 Ге мет.; 0,029 , 0,00304 Р и 1,2 Ж ,пустой породы. После наведения жидкой шлаковой и металлической ванн на шлак присаживают молотый коксик порциями по 6 кг через каждые 5 мин, Присадку коксика прекращают после полного расплавления шихты, Шлак периода плавления дополнительно раскисляют молотым ферросилицием в ко" лицестве 2,5 кг/т и скачивают начисто. После этого наводят новый шлак состоящий из 30 извести и 70 шамота, присаживают ферросилиций и ферромарганец, и металл выпускают из печи . при температуре 1535 ОС. Окончательное раскисление металла проводят в ковше алюминием иэ расчета) 0,5 кг/т. Отбор проб показывает, что отношение хрома к углероду в жидкой металлической ванне по ходу плавки колеблется в пределах 11-12. Угара хрома при этом практически не наблюдается. Длительность плавки по сравнению с технологией известного способа снизилась на 354П р и м е р 2. Плавят Ст. Х 12 следующего химического состава: 2 С,123; Сг,0,24 51,0,34 Мп,0,2 5, 0,0183 Р.фоомула изобретения 5 937521 .бНа подину печи заваливают обож- лавленного по предложенной техноложенную известь 60 кг, феррохромфХ 800 580 кг и металлизованные окаты- Расчет годового экономического эфши 3000 кг, сле егодующ химического фекта от повышения стойкости опытныхсостава: 92,5 Ге , 81,5 Ф Гее 6, ,5 Ге,щт, 5 линеек в 2 раза ведем по формуле:0,25 о С, 0,028 о 5, 0,0283 Р и 44пустой породы. После наведения жидкой ЗМ А " 1 фкшлаковой и металлической ванны нашлак присаживают молотый коксикр- где А - годовая потребность в линейЧиями по 3 кг через каждые 5 мин. 0.Присадку коксика прекращают посЦ - цена линеек, руб/т;полного расплавления шихты.к - коэффициент, учитывающий увеВлак периода плавления дополниличение стойкости трубноготельно раскисляют молотым ферросили- , инструмента.цием в количестве 2,5 кг/т и скачи 3 - 23630 (1 - в )вают начисто. После этого наводят но- = 72 5 руб.2вый шлак, состоящий из 30 известиРасчет годового экономического эф.70" из , извести фекта от уменьшения времени простояи 7 . шамота, присаживают ферросилипрокатного стана по причине заменыции и ферромарганец, и металл выпуслинеек ведем по формулекают из печи при температуре 1500 СОкончательное раскисление металла Э = Ц 1в , .20 (Ю Фпроводят в ковше алюминием из расчег п - :та 0 5 кг/т, Отб р проб показ вает, д Цп - стоимость часа пРостоЯ пРочто отношение хрома к углероду вкатного стана, руб/ч,жидкой металлической ванне по ходу, щ 1 потребность цеха в линейках,плавки колеблется в пределах 6-7.изготовленных из сплаваУгара хрома при этом практически невыплавленного по старой технаблюдается, Длительность плавки понологии, пар/год;сравнению с технологией известного щ - потребность цеха в линейках,способа снизилась на 204.30изготовленных из сплава,выИсследование качества сплаваплавленного по предложеннойХ 32 Н 6 Л показало, что содержание азотехнологии, пар/год;та в нем на 303 и кислорода на 203продолжительность замены паниже, чем в сплаве, выплавленном поры линеек, мин.технологии известного способа. Для боо 1 0011Ст, Х 12 снижение содержания газов вз 5 э = 170060 60сравнении с технологией известного - 127500 руб.способа соответственно составило для Общий годовой экономический эффектазота на 403 и для кислорода на 3 3.35 от использования опытных линеек НЮТЗПромышленные испытания линеек прошив40 составитного стана "30-102", изготовленныхиз сплава Х 32 Н 6 Л, выплавленного по э = э+ з = 7245 + 127500 =предлагаемой технологии показали,134745 рубчто стойкость линеек повышается в При объеме прокатной продукции2 раза по сравнению с обычными. 660 000 т/год, экономический эффектИспользование предложенного спосо- на тонну прокатной продукции составитба выплавки хромистых высокоуглеро,2 руб.дистых сталей и сплавов позволяетсократить длительность плавок на 20354, повысить качество металла за50счет снижения содержания в нем азотана 30-403 и кислорода на 20-354, ловы . Способ выплавки стали и сплавов,сить стойкость инструмента, изготов- в частности хромистых высокоуглероленного из металла, выплавленного дистых в электропечи с использованипо предлагаемой технологии в 2 раза. ем в шихте высокометаллизованных ока 55Расчет экономической эффективности тышей, включающий завалку шихты с поот использования предложенного спо- .вышенным содержанием углерода, плавсоба выплавки стали и сплавов приве- ление, скачивание шлака периода плавдем на примере сплава Х 32 Н 6 Л, вып- ления, легирование металла и раскисч.7 93521 8ление шлака о т л и Ч а ю щ и й -.жащих материалов, причем отношениес я тем, что, с целью сокращения . содержания хрома к содержанию угледлительности плавки и повышения ка- рода в жидком металле поддерживаютчества металла за счет снижения со- равным 6-12.держания газов, в завалку совместнос металлизованными окатышами присажи- Источники информации,вают основное количество ферроспла- принятые во внимание при экспертизевов, а раскисление шлака и науглеро, Авторское свидетельство СССРживание металла на протяжении всего 11 459513, кл, С 21 С 5/52, 1975.процесса плавления шихты осуществ 2, Авторское свидетельство СССРляют присадками на шлак углеродсодер 11 457737, кл. С 21 С 5/52, 1975.Составитель Л,.Иагаюмова .Редактор Г. Волкова Техред И, Гайду Корректор Н.ШвыдкаяЗаказ 4381/35 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4