Способ получения нержавеющей стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХООадемесьипРЕСПУБЛИК ОЮ 111) 3(50 С 21 С 7/1 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена Октябрьской Революции и ордейа Трудового Красног Знамени институт стали и сплавов (53) 669.046.517 (088.8)(56) 1. Бородулин Г.М. и др. НержаФфаювеющая сталь. М., "Металлургия 1973, с, 111-114.2. Авторское свидетельство СССР У 962323, кл. С 21 С 7/10, 1981,(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, включающий расплавлениешихты, кислородную продувку расплавас последующей обработкой восстановительной смесью и легирующими, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества стали, вкачестве восстановительной смесииспользуют смесь алюминиевого порошка с отработанным в процессе электрошлакового переплава 4 цпосом в соотношении 1:4-1:8.Изобретение относится к черной металлургии, конкретно,к, способам получения нержавеющей стали с использованием установок вакуумного окислительного рафинирования, и может 5 быть использовано в электросталеплавильных цехах металлургических заводов.Известны способы получения нержа" веющих сталей методом переплава в ду говых электросталеплавильных печах легированных отходов с применением газообразного кислорода Ц .Данные способы из-за необходимости окислительного раФинирования при 15 атмосферном давлении характеризуются повышенным угаром легирующих элементов и железа. что обусловливает высокую себестоимость получаемых нержавеющих сталей. 20Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения нержавеющей стали, включающий расплавление шихты, кислородную продувку расплава с последующей обработкой восстановительной смесью и легирующими. В качестве восстановительной смеси используют порошок алюминия с плавиковым шпатом 121 . ЗО оНецостатками известного способа являются повышенная себестоимость выплавляемой стали, обусловленная значительными безвозвратными потерями хрома с конечным шлаком, содержащим З 5 после присадки восстановительной смеси до 12 вес.Е окислов хрома (в пересчете на окись хрома), а также применением относительно дорогостоящего плавикового шпата; технологичес кие затруднения при последующей корректировке химического состава металла вследствие повышенной вязкости и недостаточной раскисленности шлака; снижение качества готового металла 45 в результате роста содержания в нем Фосфора на 0,002-0,0033 при использовании технического плавикового шпата, содержащего 0,15-0,35 Е Фосфора и повышенного содержания серы в 5 О готовом металле из-за низкой десульФурирующей способности шлака, получаемого после присадки восстановительной смеси. Цель изобретения - повышение качества стали.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения нержавеющей стали, включающему расплавление шихты, кислородную продувкурасплава с последующей обработкойвосстановительной смесью и легирующими, в качестве восстановительнойсмеси используют смесь алюминиевогопорошка с отработанным в процессеэлектрошлаковых переплавов флюсомв соотношении (1:4)-(1;8).В составе восстановительной смесиприменяют отработанный в процессеэлектрошлакового переплава флюс, состоящий в основном из фтористогокальция и глинозема в соотношении,близком к эвтектическому, однако снекоторым недостатком глинозема.Окисление алюминия, присутствующегов восстановительной смеси, послеприсадки последней на поверхностишлака увеличивает содержание глинозема и приводит к получению соотношения между фтористым кальцием и глиноземом, соответствующего эвтектическому. В частности, при содержании633 фтористого кальция и 37% глинооэема их смесь имеет т.пл. 1260 Сопо сравнению с 1380 С для фтористогокальция, Поэтому восстановительнаясмесь, состоящая из порошка алюминияи отработанного в процессе электрошлакового переплава флюса, взятых всоотношении (1:4)-(1:8) обладаетповышенной (по сравнению с используемой согласно способу-прототипу)разжижаюшей и, следовательно, раскислительной способностью, а ее применение увеличивает восстановлениехрома, что ведет к уменьшениюрасхода низкоуглеродистого феррохромаи способствует снижению себестоимости выплавляемой стали,Более жидкоподвижный и раскисленный шлак обладает повышенной десульФурирующей способностью, Обработкаметалла таким шлаком позволяет повысить качество продукции в результатеснижениясодержания серы в готовомметалле. При использовании смеси алюминиевого порошка с отработанным в процессе электрошлакового переплава Флюсом с меньшим соотношением компонентов не достигается требуемая степень раскисления металла и шлака, удар легирующих при этом возрастает, повышается вязкость хоомистых шлаков.Применение смеси алюминиевого порошка и отработанного в процессезэлектрошлакового переплава флюса с большим соотношением компонентов экономически нецелесообразно и не позволяет сформировать достаточно жидкоподвижный шлак.5Отработанный в процессе электро- шлакового переплава флюс содержит не более 0,03% фосфора, т.е. его применение в составе восстановительной смеси также способствует повыше 10 нию качества выплавляемой нержавеющей стали (уменьшается содержание фосфора в последней).Использование при выплавке .нержавеющей стали отработанного в процессе 15, электрошлакового переплава флюса позволяет снизить стоимость восстановительной смеси и, следовательно, себестоимость стали.П р и м е р, В дуговую сталеплавильную печь загружают, кг/т: легированные никелем и хромом отходы 600 и шихтовые слитки 210 (содержание фосфора не более 0,005%).В завалку присаживают, кг/т: угле-ъ 5 родистый феррохром 150; никель 40; известь 15; 45%-ный кусковой ферросилиций 6 и чушковый алюминий 3,2.При расплавлении металл содержит, вес.%: углерод 0,40; кремний 0,6;. марганец 1,2; сера 0,020; фосфор 0,017; хром 20,0; никель 10,0.ОПосле нагрева ванны до 1620 С шлак, образовавшийся в период плавления,удаляют из печи и осуществляют продувку расплава техническим кислоро 35 дом в течение 7 мин с расходом 60 нм /т.ч. Температура металла во конце окислительной продувки 1780 С.Металл, содержащий вес,%: углерод 40 0,25; кремний 0,18; марганец 0,40; сера 0,017; фосфор 0,018; хром 19,0 никель ,2 - выпускают вместе со . шлаком, образовавшимся вокислительный период, в рафинировочный ковш. 45 Температура металла в рафинировочном ковше 1730 С. Рафинировочный ковш устанавливают в вакуум-камере.Далее металл подвергают вакуум ному окнслительному рафинированию по следующей технологической схеме; обработка вакуумом (40 кПа) .с одновременным перемешиванием расплава аргоном (0,5 нм/туч) в течение 55 ,4 мин; обработка вакуумом (2,6 кПа) с одновременным леремешиванием рас" плава аргоном ,3 нм/т ч) и про 189 4дувкой кислородом (30 нм/т ч), в течение 8 мин; перемешивание расплава аргоном (1,3 нм /т ч) в условиях вакуума"(2,6 кПа) в течение 4 мин,Конечная темлература расплава 1680 С.После окончания вакуумного окислительного рафинирования металл содержит, вес.%: углерод 0,5; кремний 0,12; марганец 0,30; сера 0,013; фосфор 0,019; хром 18,6; никель 10,1,В рафинировочный ковпг на штангах вводят 1,5 уг/т чушкового алюминия.Раскисление шлака проводят при атмосферном давлении путем присадки на его поверхности смеси порошкообразного алюминия (2,3 кг/т) и отработанного в процессе электрошлакового переплава флюса (13,8 кг/т). Отработанный в процессе электрошлакового переплава флюс имеет следующий состав, %: фтористый кальций - основа; глинозем 25; кремнезем 2,5; окись кальция 6,0; углерод 0,08; сера 0,05: фосфор 0,03.Производят легирование металла ниобием путем присадки в ковш 23 кг/т феррониобия.В течение 4 мин при давлении 2,6 кПа металл перемешивают аргоном (расход 1 40 нм/т ч),Затем металл, имеющий температуру 1620 С, переливают в разливочный ковш, в который предварительно вводят металлический марганец (10 кг/т) и 45%-ный ферросилиций (7 кг/т).После перелива температура металла в разливочном ковше 1550 С.Разливку металла производят в соответствии с известной технологией.Готовый металл имеет следующий химический состав, вес.%: углерод0,07; кремний 0,65; марганец 1,70; сера 0,009; фосфор 0,020; хром 19,2; никель 10,0 ниобий 1,3.Во время проведения опытно-промышленных плавок при раскислении шлака после окончания вакуумнбгоокислительного рафинирования соотношение между порошком алюминия и отработанным в процессе электрошлакового переплава флюсом изменяют от 1:3 до 1:9 при общем расходе смеси в среднем 16 кг/т. Технологические показатели этих плавок в сравнении со способом-прототипом приведены в таблице.о м Сл СО о о о о о о м сч о о лл о о о о л л о о счсч с 4, счо о о олл во о о о щФ сч о л о 1 л0 16 О ЕсОа цХО ОО ИлсО Но х 1 ж о ж л е 6 ва оЮ лсч о о О СО сООл Ф, Л СО Л м м м о оР 1 о о о оО ОСь сО О о1Ил о о ж ОиО сООжя йЙ 5-1 О О О О О О а СО М О о о3 х д сО О О ас с о жл м л 3 оаЫ 3 ж а о и Е о Ф о о О 1 1 1 63 1 а 1 ЮО 1 1 а 1 О 16 ф 1 1 еЯ) 6 2 р с дсч а сО сО СЧФ л л м1092 7Соотношение между компонентами восстановительной смеси 1:3 - 1:8обеспечивает получение более раскис- ленных по сравнению с прототипом конечных. шлаков, Однако при использо-ванин восстановительной смеси с соот" ношением компонентов 1:3 наблюдается уменьшение жидкотекучести получаемого шлака, что создает технологические затруднения при последующем вводе легирующих добавок и снижает степень десульфурации стали. Соотношения между порошком алюминия и отработан" ным в процессе электрошлакового переплава флюсом 1:4 - 1:8 обеспечивают восстановительной смеси повышенную разжижающую и раскислительную способность. При этом из шлака восстанавливается хрома в среднем больше на 2,0 кг/т, а жидкотекучесть полученных после присадки восстановительной смеси шлаков больше на 18-637. В результате при вводе легирующих доба-. 189 8вок практически не возникают техноло.гические затруднения, связанные с повышенной вязкостью шлака. В готовомметалле, полученном по предлагаемомуспособу содержится на 0,002-0,0033фосфора и:на 0,003-0,0053 серы меньше,что свидетельствует о его повышенномкачестве. Экономия за счет повышения извлечения хрома и удешевления восстановительной смеси составляет 2,40 руб./т.Дополнительный экономический эффект может быть получен в связи с уменьшением брака, обусловленного повышенным содержанием фосфора серы в готовом металле, и снижением брака на первом пределе вследствие повышения горячей пластичности металла.Таким образом, предлагаемый способ получения нержавеющей стали позволяетсущественно снизить ее себестоимость при одновременном повышении качества.Составитель Г.ПруссРедактор Л.Веселовская Техред А,Бабинец Корректор О.БилакЗаказ 3209/17 Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4