Способ производства хромсодержащей нержавеющей стали

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХРОМСОДЕРЖАЩЕЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ,включающий получение в. плавильном агре гате жидкой обезглуроженной заготовки - полупродукта, последукяцую заливку ее в ковш-печь и доводку металла в ковше-печи, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности jaTperaта и экономии ферросплавов, хромсодержащие материалы и известь приса .живают на дно ковша-печи, насре вают их до 700-1200 с, после чего на них заливают обвзуглероженную заготовку - полупродукт, при этом отношение количества хрома в хромосодержащих материалах к количеству окиси кальция в извести поддерживают в пределах 30-75. (П с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5п С 21 С 5/5 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП4Й (21 ) 3421055/22-02 (22) 12.04.&2 (46) 07.08.83. Бюл. Р 29 (72) В.A.Ëèòààê, Г.А.Максимов, А.A.Äóðíåâ, В.A.Äóðûíèí, В.И.Игнатьев

В.П.МитроФанов и С.И.Ривкин (53) 669.187. 25(088.8) (56) 1. Еднерал Д.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. И., Металлургиздат, 1963, с. 207-216.

2 Xdon Аде " 1969, 204 Р 1 р. 50-51. (54) (57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХРОИСОДЕРЖАц(ЕЙ НЕРЖАВЕКМЦЕИ СТАЛИ,включающий получейие в.плавильном агре„„SU„„1033550 А гате жидкой обезглуроженной заготовки - полупродукта, последующую заливку ее в ковш-печь и доводку металла в ковше-печи, о т л и ч а ю— щ и и сятем,,что, с целью повышения производительности;агрегата и экономии ферросплавов, хромсодержащие материалы и известь присаживают на дно ковша-печи, нагревают их до 700-1200 С, после чего на них заливают. обезуглероженную заготовку - полупродукт, при этом отношение количества хрома в хромосодержащих материалах к количеству окиси кальция в извести поддерживают в пределах 30-75.

1033550

Изобретение относится к металлургии, точнее к способам выплавки высоколегированных марок сталей и сплавов.

Известен способ выплавки стали с высоким содержанием хрома, когда н электродуговую печь заваливают . хромсодержащие отходы, производят продувку ванны кислородом до получения необходимого содержания углерода, раскисляют металл для восстановления окислов хрома из шлака (1).

К недостаткам этого способа следует отнести высокий угар хрома в период продувки и скачивания шлака 15 и значительный расход раскислителей для восстановления хрома из окислов. Вследствие длительности восстановительного периода плавки увеличивается и общая продолжительность ее, а следовательно, падает производительность печи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства нержавеющей стали, включакший получение в плавильном агрегате жидкой обезуглероженной заготовки — полупродукта, последующую заливку ее в ковш-печь и донод30 ку металла в ковше-йечи (2) °

Недостатками известного способа являются значительный угар хрома в элек тродуговой печи, с ран нительно низкая производительность из-за длительного периода восстановления. и насыщение футеронки печи хромом, что препятствует возможности изготовления в таких печах конструкционных арок стали с низким (до 1 Ъ) содержанием хрома без проведения промы- вочных плавоМ. В результате органи-; эации таких плавок, предназназна-, ченных, как правило, для производства шихтовой заготовки, еще больше снижается производительность печи. 45

Целью изобретения является повы; шение производительности агрегата и экономия ферросплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства хромсодержащей нержавеющей стали, включающему получение в плавильном агрегате жидкой обезуглероженной заготовки - полупродукта, последующую заливку ее в ковш-печь и доводку металла в ковше-печи, хромсодержащие материалы и известь присаживают на дно ковша-печи нагре0

S вают их до 700-1200 C после чего на них заливают обезуглероженную ваго- 6О товку - полупродукт, при этом отношение количества хрома в хромсодержащих материалах к количеству окиси кальция в извести находится в пределах 30-75. 65

Способ осуществляется следующим образом.

„В сталеплавильный агрегат (электродуговая печь) заливают стальной лом (отходы никельмарганцовистых марок стали) и никельсодержащие ферросплавы.

По расплавлению ванны производят окисление металла до содержания,: углеj рода менее 0;02%,что не представляет трудностей при низком содержании хрома в заГотовке. далее скачивают шлак, наводят новый, раскисляют его до белого . Расход раскислителей в этом случае значительно более низкий, чем это имеет место при обработке хромсодержащей заготовки, так в данном случае не требуется восста навливать окислы хрома из шлака.

Температура металла к моменту выпуска находится в пределах 1670-1720 С.

С помощью такого ведения процесса удается эффективно провести де" фосфорацию металла (которая затруднена в услониях BbIcoKoxpoMHGTHx шлаков при выплавке заготовки с большими содержаниями хрома). Вследствие гомогенности шлаков легче осуществляется десульфурация металла и нагрев полупродукта до температур, при которых расплавление материалон в ковше-печи и растворе-. ние хрома не будет затруднено.

В случае использования чистой по вредным примесям шихты нет необходимости заводить в печи новый шлак и проводить его,раскисление.

После нагрева ванны до 1690-1740@С и удаления окислительного шлака металл раскисляют и выпускают ьковш-печь.

В период прохождения плавки н электродуговой печи в ковш-печь присаживают смесь хромсодержащих материалов (феррохром, отходы хромсодержаших нержавеющих марок. стали) и шлакообразующих (известь, плавиконый шпат) в соотношении

= 30:75. Более высокое отношение (свыше 75) приводит к недостаточному количеству образующего шлака и повышенному угару хрома в период его расплавления, более низкое (менее

30) - к образованию шлаков высокой основности, которые отрицательно сказываются на стойкости футеровки.

Присаженные материалы нагревают в ковше-печи до 700-1200 С. Меньшие температуры (ниже 700 С) не обеспечивают быстрого расплавления материалов после слива заготовки, более высокие (выше 1200 С) вызывают определенные технологические трудности и могут повлечь расплавление шлакообраэующих, что будет сопровождаться эрозией огнеупоров дна.

Основанием для указанных ограничений параметров послужила серия

1033550

Номер плавки

0,02 0,19 . 0,006 0,012 0,30 15,01

0,01 0,24 0,007 0,010 0,28 13,86 экапериментальных плавок в полупромышленной электродуговой печи H установке внепечного рафинирования при производстве нержавеющих сталей °

После нагрева материалов в ковшепечи до 700-1200 С на них заливают 5 жидкую заготовку, выплавленную в сталеплавильнам агрегате,. после чего осуществляют нагрев стали, доводку ее до требуемого химического состава и раскисления металла. 10

Пример . В производственных условиях проводят серию промышленных плавок нержавеющих сталей по предлагаемому способу. В электродуговую печь емкостью 50 Т присаживают отходы никель-марганцовистых сталей в количестве 42,6 — 45,0 т, никель марок

HI-H2 — (7,0 т), а также известь

1,2-1,5 т.

В окислительный период в ванну дают 300 кг жидкой=руды и-продувают ее газообразным . кислородом (до

35 м /т) . Окисление. заканчивают при содержании углерода менее 0,02% м фосфора менее 0,006%. После скачи вания окислительного шлака в ванну присаживают альминий в количестве до 1 кг/т, известь и плавиковый шпат (в сумме до 700-900 кг). Шлак обраба тывают смесью порошков алюминия и

75% ферросилиция в количестве 0,5-.

-1,0 кг/т соответственно. По достижении температуры металла 1700-1750 С заготовку, химический состав которой приведен в табл.1, выпускают в кЬвш.печь. 35

В ковш-печь установки внепечного ра- . финирования ивакуумирования стали футерованный в зоне металла высокоглиноземистыми и в зоне шлака — периклезошпи40 нелидными огнеупорами заваливают ° сначала феррохром СХ005 в количестве

l6,8-17,1 т из расчета введения вметалл 17,5% хрома), а сверху — известь (150-400 кг) с плавиковым шпатом (50-70 кг) . Заваленные материалы нагревают 4-6 ч газокислородными горелками до температуры 700-1200 С, определяемой с помощью оптического пирометра, после чего на нагретые материалы выпускают из электродугоой печи жидкую заготовку. Печной ак при этом отсекают.

После перелива металла в ковшпечь перемещают на стенд нагрева, где осуществляют подогрев заготовки до 1509-1595 С и обработку шлака алюминиевым порошком а смеси с силикокальцием в количестве 2

2,5 кг/т. Это позволяет получать содер. жание закиси железа в шлаке не 6o-, лее 0,2%. Нагрев производят с использованием электромагнитного перемешивания, при этом корректируют состав металла по содержанию хра ма, никеля, марганца, кремния.

По окончании периода подогрева ковш-печь передают на стенд вакуумирования и дегазируют сталь в течение .5-7 мин с одновременной продувкой аргоном при расходе

50 л/мин. После вакуумирования в металл присаживали алюминий (до

О, 8 кг/т )и ферротитан (из расчета вве-, дения О, 5 — 0,6% Т (), а ванну вновь продувают аргоном в течение 5-7 мин (расход 50 л /мин). Во второй период нагрева металл подогревают до

1555-1565 С и разливают в слитки.

В результате реализации предлагаемого способа производства хромистой нержавеющей стали была выплавлена сталь марки 08Х18Н10Т. Химический состав готовой стали (ковшовая проба) представлен в табл.2.

Изобретение позволяет получить . высокое и стабильное усвоение хрома и титана. Содержание остальных легирующих обеспечивается на нижнем пределе марочного состава (табл.2 и 3). Угар элементов при обработке стали в ковше-печи приведен в табл." 3.

Производительность печи за счет сокращения времени плавки повысилась на 15 %, а объемы выплавленнО" го металла нержавеющих марок за счет увеличения массы плавки возросли на 18%.

Использование предлагаемого способа производства хромсодержащих нержавеющих сталей позволяет повысить производительность сталеплавильных агрегатов, улучшить организационные условия работы в сталеплавильных це- . хах, стабилизировать имический состав выплавляемого металла, снизить расход легирующих и раскисляющих добавок и по-.. низить себестоимость стали.

Таблица 1

1033550

Таблица 2

Но- Соотмер ношеплав- ние ни ки

70

Таблица 3

Фак тическое содер-, жание Т1,%

Фак тическ ое содержание

Cr Ф

Способ

Йыплавми

Номер плавки

Угар

Cr,Ъ

Угар

Tiia

О, 4.8

18,07

17,02

0,7

Предлагае-.: . 1 мый

9 3

0 86

0,54

6,6

Известный

15,6

17,44

4,3

0 57

Составитель А.Прусс

Редактор Н.джуган Техред И.Метелева корректор Г.Решетник

Эаказ 5562/27 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Усреднение по 12 плавкам

Температура присаживания в ков материала

700 0,06 1,2 0,5 0,008 0,010 18,07 9 32 0,49

1200 0,05 0,99 0,6 0,010 0,012 17,02 Р,44 0,54