Способ выплавки стали

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий завалку металлошихты и . шлакообразукидих, их расплавление, проведение окислительного и восстановительного периодов, отличающийся тем,что, с целью повышения качества стали путем снижения содержания в ней водорода, первую половину восстановительного периода проводят под белью шлаком, содержащим 2-5% окислов щелочных металлов, а вторую половину периода - под шлаком, содержащим 12 18% окиси магния.

СОЮЗ GOBETCHHX

СЙИМЪ «

РЕСПУЬЛИН

3(5В С 21 С 5 52

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

r. ! (21) 3491071/22-02 (22) 20.09.82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72) В.Г.Кочкин, М.П.Гришанов, И.Б.Гуторский, М.Л.Гиршов и В.Д.Киселев (5 3) 669 .187.25 (088.8) (56 ) 1. Еднерал Ф.П. Электрометал-: лургия стали и .ферросплавов. М., "Металлургия", 1977.

2. Авторское свидетельство СССР .9 259927, кл. С 21 С 5/52, 1968.

„.SU„„54 2 А (54) (57 ) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ CTAJIH, включающий эавалку металлошихты и . шлакообразующих, их расплавление, проведение окислительного и восстановительного периодов, о т л и ч аю шийся тем,что, с целью повышения качества стали путем снижения содержания в ней водорода, itepвую половину восстановительного периода проводят, под "белым" шлаком, содержащим 2-5% окислов щелочных металлов, а вторую половину перио- . да — под шлаком, содержащим 12

18% окиси магния.

1065482

30!

20

60

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке высокопрочных марок стали в электродуговых печах.

Известен способ выплавки стали в электродуговых печах под "бепыми" шлаками, согласно которому в восстановительный период шлак обрабатывают раскислительной смесью, содержащей порошкообразные ферросилиций, кокс и алюминий Р17.

Недостатком данного способа является высокая водородопроницаемость шлака, в результате чего концентрация водорода в металле по ходу восстановительного периода повышается, достигая значения .7—

9 см /100 r перед выпуском.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ выплавки стали в дуговой печи, включающий завалку металлошихты и шлакообразующих, их расплавление, проведение окислительного и восстановительного периодов с целью интенсификации процесса в конце периода расплавления в печь присаживают магнезит, что приводит к повышению содержания окиси магния в составе шлака до 25-40%. Высокое содержание окиси магния в составе шлака препятствует пройикновению B металл водорода, концентрация которого в металле перед выпуском из печи находится в пределах 4

5 смз/100 т (2 ).

Недостатком известного способа является низкая активность получае= мых шлаков. Кроме того, проведение процессов рафинирования металла под такими шлаками затруднено.

Известно, что с повышением категории прочности чувствительность стали к неоднородности металла различного рода возврастает, поэтому выплавку высокопрочных марок стали

s электродуговых печах необходимо проводить, с одной стороны, с диф- . фузионным раскислением под "белыми" шлаками, обладающими максимальной рафинирующей способностью, с другой стороны, необходимо максимально „ уменьшить наводораживание металла.

При этом продолжительность,восстановительного периода должна быть не

<менее 40 мин.

Целью изобретения является улучшение качества стали за счет снижения содержания в ней водорода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали, включающем завалку металлошихты и шлакообразующих, их расплавление, проведение окислительного и восстановительного периодов, первую половину восстановительного периода проводят под "белым" шлаком, содержащим 2-5Ъ окислов щелочных металлов, а вторую половину периода— под шлаком, содержащим 12-18% окиси магния.

Обработка металла солями щелочных металлов приводит к снижению концентРации водорода в обрабатываемом металле. Поэтому обработка шлака "восстановительного периода раскислительной смесью, содержащей в своем составе соли щелочных металлов, обеспечивает снижение содержание водорода в металле. Кроме того, в условиях сталеплавильного агрегата происходит разложение солей щелочных металлов с образованием газообразных продуктов, которые барботируют шлаковый расплав и дегазируют его, что также способствует снижению концентрации водорода s металле, так как для данных условий коэффициент распределения водорода между шлаком и металлом является величиной постоянной ° Наличие солей щелочных металлов в составе раскислительной

Смеси обеспечивает наличие в составе шлака окислов щелочных металлов в количестве 2-5В. Содержание окислов щелочных металлов в составе шлака менее 2Ъ не гарантирует достаточной дегазации металла . Повышение концентрации окислов щелочных метал-. лов в составе шлака более 5% приводит к черезмерному его разжижению, что снижает рафинирующую способность

З5 шлакового расплава.

С увеличением концентрации окиян магния растворимость водорода в шлаке уменьшается и с этой точки зрения желательно иметь повышенное со40 держание окиси магния в шлаковом. расплаве. Однако при увеличении концентрации окиси магния свыше 18% вязкость его резко возрастает, что ..затрудняет. ведение плавки и приводит

45 к резкому снижению рафинирующей способности шлакового расплава.

Снижение содержания окисй магния в шлаке ниже 12% не целесообразно, так как при этом увеличиВается Во50 дородопоглотительная способность шлака.

В таблице приведены данные раст-.

Воримости водорода в шлаке.при

1600 С в зависимости от содержания

Выплавка стали по предлагаемому способу обеспечивает снижение содержания водорода в металле на 30-45% по сравнению с известными способами, что исключает образование специфического дефекта высокопрочных марок стали, т.е. водородного охрупчивания.

1065482

Содержание окиси магния, %

Вязкость, Н с/м

Растворимость водорода, см/100 r

0,17

10

0,.19

40

0,24

34 32

0,28

18

0,32

20

0,64

Составитель С.Бакума

Редактор О.Черниченко Техред О.Неце . Корректор A.Tÿñêî

«Ь

Заказ 11010/31 Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делагл изобретений и открытий

113035, г4осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Пример . При выплавке низ- 2и коуглеродистой высокопрочной стали марки ОВН6Г4МЛ в пятитонной основной электродуговой печи после скачивания окислительного шлака металл раскислили алюминием в количестве 0,5 кг/т 25 и навели новый шпак из свежеобожженной извести и плавикового шпата. в количестве 3% и 0,5% (соответствен.ног от веса жидкого . металла. После расплавленияшлакообразующихматериа- 3О лов шлак обрабатывали раскислительной смесью Р 1, содержащей, кг: пла- . виковый шпат 1,5, молотый 75 %-ный ферросилиций 25, молотый кокс 5, алюминиевый порошок 3 и хлористый натрий 10. Концентрация водорода в . металле в начале восстановительного периода составляла 5,4 смэ/100 г.

ОбрабоТка шлака смесью Р 1 проводи- .лась в течение. 20 мин, при этом был получен "белый", рассыпающийся в .порошок шлак, содержащий, %." окиси кальция 54, окись магния,5 и окись натрия 2,3. Концентрация водорода к этому моменту .понизилась до 4,7 сМ /100 г. 45

Затем в печь присадили 25 кг . магнезитового порошка. и обрабатывали шлаковый расплав в течение 15 мин раскислительной смесью Р 2, содержащей, кг: плавиковый шпат 1,5, моло«. 50 тый 75%-ный ферросилиций 20, кокс

2 и алюминиевый порошок 3. Содержание окиси магния в шлаке повысилось

I до 15,4% ° Концентрация водорода в металле при этом составила

4 6 смЗ/100 r.

При проведении первой половины восстановительного периода под шлаком, содержащим 1, 3% окиси натрия (при уменьшении количества хлористого натрия в раскислительной смеси) содержание водорода в .металле в середине восстановительного составляло 6, 3 см 3/100 г, а перед выпуском - 6,5 см/100 г...Повышение содержания окиси натрия в составе шлака до 6% способствовало снижению содержания водорода в металле до

4,1 см /100. Однако в этогл случае концентрация кислорода в металле находилась на уровне его содержания, которое имеет место при проведении восстановительного периода под магнезиальными.шлаками по из вестному способу. В обоих случаях при глеханических испытаниях стали имело место. снижение пластических свойств из-за наличия в зоне разрыва образцов участков хрупкого pasрушения вследствие повышенного содержания водорода и кислорода в металле.

Таким образом, использование предлагаемого способа выплавки стали обеспечивает снижение содержания водорода и способствует получению высококачественного металла.