Способ выплавки титаносодержащих сталей и сплавов

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, включакщий загрузку шихты, ее расплавление, скачивание шлака и наведение нового перед легированиях металла титансодержащими материалалга, о т л а ю щ и и с я тем, что, с целью повьнаения усвоения титана, качества металла и технй о-эконс 1ическнх показателей плавки, новый шлак наводят из плавикового шпата в количестве 2-7 кг/т металла и в металл присаживают кусковой алныиний в количестве 1-5 кг/т металла, а после выдеряски в течение 2-8 мин в печь присаживают высокопроцентный ферротитан .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYEiËÈН

3(5В С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlNV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21 ) 34 331 8 5/22-02 (22) 22.03.82 (46), 23.01.84. Еюл. Р 3 (72) В.С.Римкевич, С.Н.Петрухин, М.М.Клюев, В.Н.Жучки, Л.К.Косырев, Н.A.Ìàòàøåâñêèé, Я.A.Áóðìàí, К.Я.Федоткин и В.И.Кружков (53) 669.187.25(088 .8) (56) 1. Сборник технологических инструкций по выплавке стали в основных дуговых печах завода "Электросталь"., 1979, с. 22.

2. Фридман А.Г. и др. Производство стали в злектропечах, М., "51eталлургия", 1971, с. 200.

„„SU„„1068492 A (54)(57) СПОСОВ ВЫПЛАВКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ, включакший загрузку шихты, ее расплавление, екачивание шлака и наведение нового перед легированием металла титансодержашими материалами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения усвоения титана, качест ва металла и технико-зкономических показателей плавки, новый шлак наводят из плавикового шпата в количестве 2-7 кг/т металла и в металл присаживают кусковой алюминий в количестве 1-5 кг/т металла, а после выдержки в течение 2-8 мин в печь присаживают высоконроцентный ферротитан. е

1 0684 92

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технике получения стали и сплавов в основных дуговых печах.

Известен способ выплавки титансодержащих сталей и сплавов, заключающийся в скачивании шлака полностью, присадке титансодержащих материалов на зеркало металла, их расплавлении или растворении, наведении нового шЛака из извести и плавикового шпата, раскислении шлака и выпуска металла из печи (1 .

Недостатками этого способа выплавки являются болыаой угар титана вследствии его присадки в нераскисленный металл и продолжительного контакта с окислительной атмосферой в процессе,расплавления или растворения, большая газонасыщенность металла из-за длительного контакта зеркала металла с окислительной атмосферой, затягивание времени плавки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки титансодержащих сталей и сплавов, включающий загрузку шихты, ее расплавление, скачивание шлака и заведение нового шлака перед легированием металла титансодержащими материалами. Новый шлак наводят из извести и алюминиеного порошка. Согласно этому способу удается уменьшить время контакта зеркала металла с окислительной

:атмосферой и уменьшить угар титана за счет некоторого раскисления поверхностных слоев металла перед введением титансодержащих материалов (2 ).

Недостатки известного способа заключаются в том, что введение извести на зеркало металла приво- дит к насыцению металла водородом вследствие ее гигроскопичности, введение алюминиевого порошка — к раскислению только поверхностных слоев металла и, кроме того, процесс образования жидкоподвижного известково-глиноземистого шлака идет со значительным задалживанием по времени вследствие его этапности: окисление алюминия до окиси алюминия, сплавление окиси алюминия с растворяющейся кусковой известью, т.е. долгое время на зеркале находится гетерогенный, рыхлый шлак, через который происходит окисление металла и расплавляющегося или растворяющегося ти тансодержащего материала, затягива( ние времени плавки.

Целью изобретения является повыц. ение усвоения титана, качества металла и технико-экономических показателей плавки.

30 мо9вводить в количестве 2-7 кг/т ме55 талла, введение в печь менее 2.кг/т недостаточно для образования шла40 ления, присацка более 7 кг/т приво дит к затягиванию времени образова65 мо сделать выдержку в течение

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки титансодержащих сталей и сплавов, включающему загрузку шихты, ее расплавление, скачивание шлака и наведение нового шлака перед легированием металла титансодержащими материалами, новый шлак наводят из плавикового шпата в количестве

2-7 кг/т металла и в металл присаживают кусковой алюминий в количестве 1-5 кг/т металла, а после выдержки в течение 2-8 мин в печь присаживают высокопроцентный ферротитан.

Присадка плавикового шпата на зеркало металла непосредственно после скачивания шлака диктуется следукщими соображениями.. Плавиковый шпат является легкоплавким фторидом с т.пл. 1400 С в отличие от извести, т.пл. которой

26ОО С и, кроме того, он образует

О при температурах выше температуры. плавления монофторид кальция, являкщийся сильнейшим раскислителем, и плотную оболочку из фтора.

Первое способствует более полному раскислению металла с одновременной защитой зеркала металла и высокопроцентного ферротитана от воз,— действия окислительной атмосферы, выделение же паров фтора дополнительно защищает их от окисления. Присадку плавикового шпата необходикового.покрова, предохраняющего зеркало металла и расплавляк цийся высокопроцентный ферротитан от окисния .жидкоподвижного защитного шлакового покрова, а также к размыванию откосов печи.

Введение кускового алюминия непосредственно после скачивания шлака в металл на штангах необходимо для полного раскисления металлической ванны, так как в ряду титаналнминий наиболее сильным раскислителем является последний. Внедение алюминия кускового проводят в металл в количестве 1-5 кг/т металла, введение алюминия меньше 1-кг/т приводит к повышенным потерям титана с окислением из-за недостаточного эффекта предварительного раскисления металла алюминием, введение больше 5 кг/т приводит к побочному эффекту, ухудшению физикомеханических свойств из-за повышенных остаточных концентраций алюминия в металле.

После присадки плавикового шпата и алкминия кускового необходи1068492

2-8 мин перед введением в печь высокопроцентного ферротитана. Выдержка s течение менее 2 мин приводит к повышенному угару титана в результате того, что металл не полностью раскислен по всей ванне и не будет жидкоцодвижного шлаково-. го покрова, предохранякшего куски высокопроцентного ферротитана от окисления, выдержка более 8 мин приводит к затягиванию плавки .и повышенному разрушению откосов печи.

В качестве легирующего титансодержащего материала наиболее целесообразно и экономично применить высокопроцентный ферротитан (70% Tj) .

Из наиболее. распространенных титансодержащих материалов металлического титана, низкопроцентного фер.ротитана (ЗОВ Тi)- и высокопроцентного ферротитана (-70% Т ) последний отличается рядом положительных факторов. Если плотность металлического титана составляет 4,51 г/см, 3 а т.пл. 1668 С, плотность низкопроцентного ферротитана, 6,1 г/см3 . при т.пл. 1530ОC то высокопроцент. ный ферротитан, незначительно отличаясь по плотности от низкопроцентного ферротитана. 5,7 г/см, обладает самой низкой температурой пЛавления в системе Fe-Т, а именно

1085 С, т.е. при значительно меньо шем его количестве, введенного вместо 30% Т, он расплавится, а не растворится, как титан металлический, значительно раньше, чем титан металлический или титановая губка. ,Это позволит заменить дефицитный дорогостоящий металлический титан, принятый на заводе для легирования титансодержащих сталей и сплавов менее дефицитным и дорогостоящим высокопроцентныч ферротитаном.

Способ опробован при выплавке стали ,ЭИ 696 методом переплава легирован ных отходов в .20-тонной дуговой печи с основной футеровкой. Металл расплавляют, легируют хромом, далее шлак окачивают полностью и на зеркале металла заводят новый шлак из главикового шпата и в металл присаживают на штангах кусковой алюминий, а после выдержки в печь

I присаживают титансодержащие материалы.

Пример 1 . После скачивания шлака заводят новый из плавикового шпата в количестве 1,5 кг/т и в металл присаживают алюмйний в количестве 0,8 кг/т, а после выдэржки в течение 1 мин в печь присаживают титансодержащие материалы (таблица).

10. Пример 2 . После скачивания шлака заводят новый из плавикового шпата в количестве 2 кг/т и в металл присаживают алкминий в; количестве 1 кг/т, а после выдерж15 ки в течение 2 мин в печь присаживают титансодержащие материалы.

Пример 3 . To же, что и в примере 2, только вводят 4,5 кг/т, плавикового шпата и 3 кг/т алюминия, а выдержку проводят в течение 5 мин.

Пример 4 ° То же, что и в примере 2, только плавикового шпата вводят 7 кг/т и алюминия 5 кг/т, а выдержку делают в течение. 8 мин °

П Р и м е Р 5. Тоже, что и в примере 1, только плавикового шпата . вводят 8 кг/т и алюминия 6 кг/т, а выдержку делают в течение 9 мин.

Для сравнения проведены плавки этого же металла чо известной технологии.

В таблице сведены усредненйые, не мещ.е чем по трем плавкам, данные по предлагаемой и известной технологии выплавки стали марки ЭИ 696 A

Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволит повысить усвоение титана, качество металла и технико-экономические показатели плавки (таблица) .

40 При выплавке стали, например, ЭИ

696 A за счет говышения ускорения титана по предлагаемой технологии и замены металлического титана, применяемого для легирования подоб45 ных марок стали, на высокопроцентный ферротитан йозволяют получить

124 руб. экономии на 1 т выплавляемого металла.

Предлагаемый способ выплавки титансодержащих сталей и сплавов может быть осуществлен при произ . водстве высококачественных сталей и сплавов на заводах качественной металлургии.

) 068492

Угар титана,%

Содержание водорода,%, Продолжительность при применении плавки, мин, при применении

„ТпО

9Ti -О TU Ь ТцО

6Ti-О ТОЬ

29 42 0,0011 0,0009 0,0009

40 18 42 0,0009 0,0007 0,0009

14 42 0,0009 0,0006 0,0010 220 210 225

44 15 45 0,0010 0,0006 0,0010 225 213 230

23 47 0,0010 0,0008 0,0011 235 230 240

Известный

56,0 53 59 . 0,0010 0,0009 0,0009 225 225 230

Составитель Л.Магаюмова

Техред О.Неце

Редактор Н. Рогулич

Коррек тор Л. Па тай

Заказ 11399/22 Тираж, 544 Подписное

ВННН11Н 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

«,пособ

ыыплавк стали

Предлагаемый

Ti металлию ческий

STi-0

feTi (70%)

TUÜ

FeTi (30%)

TUO

225 212 225

220 210 225