Способ выплавки хромистой стали

 

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ХРОМИСТОЙ СТАЛИ, включающий загрузку в печь металлошихты, расплавление, продувку газообразньм кислородом, присадку металлических охладителей, раскисление и доводку, отличающийся тем, что, Ь целью повышения качества стали и снижения ее себестоимости, все компоненты металлошихты с содержанием хрома 30,1-95% и углерода :1,01-8,0% вводят в печь до начала кислородной продувки, а для охлаждения металла после кислородной продувки используюг компоненты с содержанием хрома 0,1-30% и углерода 0,051 ,0%. 2.Способ по п. 1, о-т л и ч а ющ и йен тем, что продувку металла кислородом заканчивают при содержании углерода на 0,01-0,03% ниже нижнего предела ус учетом разбавления или до-, бавления углерода металлическими охладителями .( 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и (Л чаюцийся тем, что растворение охладителей и раскиЪление металла и шлака интенсифицируют вдуванием инертного газа в металлический расплав .

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5В С 21 С 5 52

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

1(21) 33&8109/22-02 ((22) 28.01.82 (46) 23.07.83. Бюл, Р 27 (72) В.A. Салаутин, Н.В. Гавриков, Е.З. Кацов, В.В. Тиняков, Е.Я. Чер нышев, Р.Ф. Максутов, Л..И. Сенюшкин, - М.С. Пчелкин и НеA. Волощук (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова тельский институт черной металлургии нм. И. П. Бардина (53) 669.187.25(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 431228, кл. С 21 С 5/52, 1972.

2. Крамаров А.Д. Производство ста» ли в электропечах. М., Металлургиздат, 1958у с ° 37-43. (54) (57) 1.. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ XPOMHCTOA

СТАЛИ, включающий загрузку в печь металлошихты, расплавление, продувку газообразным кислородом, присадку ме« таллических охладителейу раскисление и доводку, отличающийся

„„SU„„10304 12 A тем, что, с целью повышения качест-. ва стали и снижения ее себестоимости, все компоненты металлошихты с содержанием хрома 30,1-95В и углерода

1,01-8,0% вводят в печь до начала кислородной продувки, а для охлаждения металла после кислородной продувки используют. компоненты с содержанием хрома 0,1-30Ъ и углерода 0,051 tОЪ .

2. Способ по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что продувку металла кислородом заканчивают .при содержании углерода на 0,01-0,033 ниже нижнего предела с учетом разбавления или до-. бавления углерода металлическими охладителямн. е

3. Способ по пп. 1 и 2., о т л ич а ю шийся тем, что растворение охладителей и раскисление метал« да и ивана интенсифицируют вдуванием инертного газа в металлический расплав. Я

1030412.Изобретение относится к черной котоРых Растут крупные единичные карметаллургии, конкретнее к производ-, .биды, сохраняющиеся .вплоть до гото ству в дуговых электропечах.,хромис- вого проката. Другим недостатком явтой стали, характеризуемой при ком«ляется ограниченная воэможность иснатной температуре наличием в струк- пользования высокоуглеродистых (а туре феррита, перлита и труднораст-. 5 следовательно, наиболее. дешевых) воримых карбидов .. сортов феррохрома, так как соде) жаИзвестен способ выплавки хромсо - . ние углерода в ферросплавах,при а! держащей стали методом переплава живаемых после окислительного и рис». с примЕнением продувки газообразныМ, да, должно обеспечивать попадание кислородом. Этот способ включает 1Î в заданные пределы содержания углеровведение в эавалку различных видов да в. стали (значительно меньше, чем, металлической шихты, в том числе например, у феррохрома марки ФХ800). части феррохрома, требующегося по Для изучения природы происхоМдерасчету. Оставшуюся часть феррохрома ния карбидов в готовой стали в лабоиспользуют как охлаждающую добавку i5 раторной индукционной печи емко тью для присадки в прокаленном виде в 10 кг провели две серии зкспери енванну по окончании кислородной про- тов, Во всех плавках расплавлял шихдувки 1 g. ту с получением содержания Cr 12,5 Но даже. при использовании низка- (13% и С,0,65-0, 70%. После .углеродистых Ферросплавов такая обя- О нагрева металла до 1730-1150 Ñ в ван1 эательная присадка материала с по- ну присаживают металлические ох адивышенным содержанием хрома в ванну тели в количестве 10% веса садки. В со сравнительно эысоким содержанием первой серии плавок охладители и еуглерода (О, 6-0,8%) создает предпо- ли постоянное содержание углеро сылки.к формированию .уже в Расплаве 2g Равное 6.,70%, а содержание хром груйпировок, близких по структуре к изменяли от 0,1 до 99,5%. Во вто ой .карбидам, если не.образование непо- .. серии плавок .постоянным выдер средственно карбидов. О такой воэ-, Мали содержание хрома (12,8%), можности свидетельствуют,.в частнос- в.,то время как содержание углеро а ти, данные по температурам плавленйя изменяли в пределах от 0,05 до 2q5%; соответствующих, карбидов.: Cr>C - : >O Как показали результаты проведен ых

16.65 С, Сi23Cg —. 1550 С, Ре С - плавок, размер единичных карбидо

1650 С; т.й. смешанные карбйды типа начинает резко возрастать при пр вы(Сг Fe)7C3 (Fe Сг)3» a (Cr е) С шенйи бодержания в охладителях x o в зависимости.от соотношения creFe ма « уровня 30% а углерода - ур,вия также имеют температуру плавления 35 g;0%, в пределах 1550-1650 С.. Ha основании результатов этог

Опасность возникновения карбидо- исследования был сделан вывод о . Лияобразных группировок существует так» нии последовательности ввода хра же и при введении в расплав высоко- .и углеродосодержащих материалов в углеродистых Материалов в частности 4р печь и связи состава такого Рода науглероживателей. присадок с развитием карбидных

Наиболее близким по технической . включений, сущнооти.и достигаемому результату Целью изобретения является ц ыявляется способ выплавки хромистой шение качества стали и снижение е стали, включающий загрузку .в печь 4» себестоимости. . металлошихты, расплавление, .продувку поставленная цель достигается газообразным кислородом, присадку тем, что согласно способу выплав и металлических охладителей, раскисле- храмистой стали, включающему заг уэние и доводку . 2 ). . ку в печь металлошихты, расплавл ние, недостатком известного способа прадувку газообразным кислородом, является обязательный ввод в ванну присадку металлических охладитед и по окончании кислородной продувки Раскисление и доводку, все кампо енты феррохрома - сплава с. содержанием металлошихты с содержанием хрома хрома 65-75%. 30gl-.95% и углерода 1,01 Sr0% вв дят

В совокупности с допустимым вво- в.печь до начала кислородной про уздам науглероживателей ванны (иэ-за 55 ки, а для охлаждения металла пос е черезмерного окисления углерода) при кислородной продувки используют ом.кислородной продувке такая посжедо- поненты с содержанием хрома 0,1- 0% вательность операций (при выплавке и углерода 0,05-1,0%. .металла с содержанием углерода более . Причем продувку металла кисло одом

0g 50%) ведет к формированию в метал- 60 заканчивают при содержании углер да ле карбидообразных группировок ато- на 0,01-0,03% ниже нижнего преде а с мов, становящихся более стабильными учетом Разбавления или добавлени с понижением температуры, а при по- углерода металлическими охладите ями. следующей кристаллизации стали такие КрОме того Растворение охлад те группировки служат подложками, íà 65 лей и Раскисление металла и шлак

1030412 интенсифицируют вдуванием инертного газа в металлический расплав.

Таким образом, последовательность, ввода компонентов металлошихты в, печь сводится к тому, чтобы, с одной стороны, все без исключения потенциально карбидосодержащие (или способствующие образованию карбидных группировок) материалы, а именно ком-.. поненты шихты с содержанием хрома более ЗОВ и углерода более.1,0%,заг- 10 ружались в печь с завалкой или подвалкой и подвергались интенсивной высокотемпературной обработке в про- цессе кислородной продувки, в то время как для охлаждения ванны после 15 кислородной продувки используют только часть тех компонентов металлошихты, у которых содержание хрома не.превышает 30%, а углерода — 1,ОЪ.

Граничное критическое содержание хрома (ЗОЪ-): и углерода (1,0 ) определено, исходя из результатов лабо.Раторного исследования. Было установлено, что содержание. хрома и; угле» рода в присадках ниже критического (т.е. меньше ЗОВ и 1,0% соответственно) обеспечивает получение металла с карбидами, размеры .которых не наносят ущерба качеству готового проката; напротив, превышение указанных:аадержаний углерода и хрома. в присаживаемом материале .неизбеж-. -", но приводит к формированию и разви- . тию крупных карбидов, а в конечном: итоге - к браку в, готовой продукции.

Нижний предел содержания :углерода Ç5 и хрома в металлических охладителях .па предлагаемому способу определен, исходя из экономических соображений а именно: использование для охлаждения дорогостоящего чистого по приме- 4р сям металлолома (с содержанием хрома ниже 0,10% и углерода ниже 0,05%) приводит к неоправданному повышению затрат на металлошихту, не компенсируемому экояомической выгодой от применения предлагаемого способа.

A основной статьей экономического эффекта при использовании предлагаемого способа является ввод в завалку всего требующегося.феРРохрома .в виде самого дешевого сплава с мак симальным содержанием углерода (вплоть до &,0%), что яе представляет опасности (поскольку имеющиеся в нем труднорастворимые карбиды не смогут сохраниться в металле более, чем до окончания кислородной продувки.

С другой стороны, присадка в ванну материалов, не содержащих.карбидов и не способствующих их образова- 60 нию, удовлетворяя технологическому требованию обязательного охлаждения металла, неизбежно нагреваемого до черезмерно высокой температуры в ходе кислородной продувки, соответствует также задача предотвращения процессов формирования карбидных группиро-. вок в жидком металле.

Здесь необходимо подчеркнуть., что яауглероживатели, к числу которых относятся кокс, электродный бой и т.п., должны вводиться до кислородной продувки, которая в связи с этим ограничивается глубиной обезуглероживаяия расплава до нижнего марочного содержания углерода или не более, чем яа.0,01-0,035 ниже нижнего предела его содержания.

Полезным дополнительным приемом является продувка ванны арганом пос.ле ввода охладителей с целью ускоре- ния процесса их растворения и -выравнивания температуры в объеме ванны.

Пример 1. В 40-т дуговую печь загружают отходы хромистых сталей, нелегированный металлолом и

Феррохром ФХ800 из расчета обеспечения s металле по расплавлении со.держания Cr 14,1Ъ и С 1,443. По расплавлении около 70% шихты начинают продувку ванны кислородом через водоохлаждаемую форму. Ориентируясь по содержанию углерода в экспресспробах, продувку в общей сложности ведут 19 мин. По получении в металле

С Ог68В Cr 14,75% цри температуре металла 17бО С в ванну приаадили 5 т нелегированного металлолома с аодер жанием Cr 0,10% и С 0,20%. После

:этого приааживают ферроиилиций для раакиаления и в течение 4 мин продуэают ванну арганом с помощвю труб. ки, введенной через рабочее окно.

B пробе, отобранной после расплавления отходев и усвоения раскислите» лей, содержалск".ь С 0,63% и Cr 12,85%.

Температура металла 1580 С, а к вы-. пуску плавки ее понижают до 1560 C после чего осуществляют выпуск металла в ковш и разливку в слитки раз весом 2,8 т; в ленте, полученной многоступенчатым переделом слитков, максимальный размер единичных карбидов 6 мкм.

Пример 2. Шихтовка этой плавки аналогична приведенной в примере 1.; Расплавление и кислородную продувку проводят так же; суммарная длительность кислородной продувки составляет 21 мин. К концу продувки при температуре металла 1740 С получают в металле содержание С 0,66% и

Cr 13, 20%. Затем присаживаюсь 4 т отходов стали марки 2Х13 (содержание

С 0 20%| Cr 133), дают ферросилиций для раскислеяия и продувают в течение 3 мин ванну аргоном через трубку, введенную нерез рабочее окно.

После растворения отходов, раскисления и доводки температура металла снизилась до 1565 С, а содержание

С 0,64 и Cr 12,90Ъ. Разливку металла осуществляют в слитки развесом 2,8 т;

1030412

1 0%| и ие ра ерзал1

Составитель А. ПруссТехред 0.Неце Корректор А. Зимокосов

0 е

Редактор О. Половка

Заказ 5135/29 Тираж 568 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 размер максимальных карбидов в готовой ленте не превышает 8 мкм.

Пример 3. Шихтовка атой плавки отличается присадкой в завалку кокса, так как используют феррохром марки ФХ100; расчетное содержание С 1,3% j Cr 14,2% . Расплавление и кислородную продувку металла выполняют по режиму плавки (пример 2) . После кислородной продувки температура металла равна 1780 С, а содержание 10

С ОI 58%; Cr 12,85%., Для охлаждения ванны присаживают. 2 т отходов высокохромистой стали (С 0,15%; Cr 28%) и .

2 т отходов стали марки ШХ-15 (С

Cr 1 5% ) . Затем вводят раскислите и продувают металл аргоном в теч.е

7 мин. К выпуску плавки температ металла снижается до 1555 С а со жание С О,б2; Cr 12,7% ° Металл ра ливают в слитки развесом 2,8 т; р мер максимальных карбидов в готов ленте не превышает 10 мкм.

Применение изобретения обеспеч вает снижение расхода феррохрома, снижение брака и себестоимости ме ла, что вместе взятое может дать значительный экономический эффект.