Способ выплавки высоколегированной стали

 

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ КЛСОКОЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ, включающий расплавление шихты, содержа цей легированные отходы, алюминий и кремний. Окислительную прсщувку расплава, обновление шлака известью и его раскисление , отличающийся тем, что, с целью снижения количества шлака и потерь легирующих элементов, шихту берут с суммарным содержанием кремния и алюминия, равным 0,20 ,5 мас.%,по расплавлению количество шлака обеспечивают в пределах 24 мас.% от веса металла, на шлак после.окислительной продувки присаживают алюминий и кремнийсЪдержащие материалы из расчета присадки 0,4 - § 0,9 мас.% алюминия, при этом отноше (Л ние присаженного алкиииния к кремнию равно 1,5--4,,5.

COI03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1068497 A

3(59 С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3511724/22-02 (221 18.11.82 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 ,(72) Г.. A. Шматка,:IO. H. Шелгаев, Ф . А. Гермелин, В. П. Звонарев, О. С. Санпитер, 4. Л. Кацман, Л. Я. Рудашевский, Ю. A. Радченко, Н. A. Волощук и A. В. Божко (711 Челябинский ордена Октябрьской

РевоЛюции и ордена Трудового Красного Знамени металлургический завод (53) 669.187.25 (088.8) (561 1. Авторское свидетельство СССР

Р 435285, кл. С 21 С 5/52, 1973.

2. Технологическая инструкция по производству электростали Златоустовского металлургического завода, Златоуст, 1976, с. 28-31. (54) (57 ) СПОСОБ ВЫПЛИЗКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОА СТАЛИ, включающий расплавление шихты, содержащей легированные отходы, алюминий и кремний, окислительную пГодувку расплава, обновление шлака известью и его раскисление, отличающийся тем, что, с целью снижения количества шлака и потерь легирующих элементов, шихту берут с суммарным содержанием кремния и алюминия, равным 0,20,5 мас.Ъ,по .расплавлению количество шлака обеспечивают в пределах 24 мас.II от веса металла, на шлак после.окислительной продувки присаживают алюминий и кремнийсодержащие материалы из расчета присадки 0,4 — Е

Р

0,9 мас.% алюминия, при этом отношение присаженного алюминия к кремнию равно 1,5=4,,5.

1068497

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства высоколегированной стали в дуговых электросталеплавильных печах.

Известен способ выплавки вольфрамосодержащих сталей, включающий расплавление металла, продувку расплава кислородом и последующее рафинирование, введение вольфрамсодержащей лигатуры с ферросилицием и алюминием, 1О продувку кислородом ведут до полного расплавления шихты и снижения содержания углерода в расплаве на 0,1

0,4Ъ (13.

Недостатком способа является то, 15 что в результате окисления кремния и алюминия в процессе продувки образуется увеличенное количество шлака, в который переходит часть легирующих из металла. Дополнительная присадка ферросилиция и алюминия удорожает производство стали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки вь1соколегированной стали, включающий расплавление шихты, содержащей легированные отходы, алюминий и кремний, окислительную продувку расплава, обновление шлака изве-.. стью и его раскисление (23.

Недостатком известного способа является большое количество шлака и связанный с этим переход в шлак легирующих. Кроме того, высокое содержание кремния в шихте приводит к образованию, в результате его окисления, значительного количества шлака и повышенного содержания в нем окис-лов кремния (25Ъ и более J. Раскисление шлака с таким содержанием кремне- 40 эема путем присадки кремнийсодержащих материалов малоэффективно из-за низкой основности такого шлака и приводит к повышенным потерям легирующих. Большое количество шлака 45 с высоким содержанием кремнезема делает практически невозможным перевод его в высокоосновной, который необходим для проведения успешной десульфурации и затрудняет получение задан- 50 ного содержания серы в металле.

Целью изобретения является снижение количества шлака и потерь леги,рующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки высоколегированной стали, включающему расплавление шихты, содержащей легированные отходы, алюминий и кремний, окислительную продувку расплава, обновление шпака известью и его раскисление, шихту берут с суммарным содержанием кремния и алюминия, равным 0,2-0,5 мас.Ъ,по расплавлению количество шлака обеспечивают в пределах 2-4 мас. Ъ от веса металла, на 65 шлак после окислительной продувки присаживают алюминий и кремнийсодержащие материалы из расчета присадки

0,4-0,9 мас.Ъ алюминия, при этом отношение присаженного алюминия к кремнию равно 1,5-4,5.

Осуществить предлагаемый способ можно, например, при выплавке высокохромистых нержавеющих сталей. Для этого шихту составляют из расчета получения суммарной весовой доли содержащихся в ней кремния и алюминия 0,20,5Ъ, а хрома с таким расчетом, чтобы добавки его феррохромом были минимальны. В период плавления шихты в печь присаживают известь из расчета получения в печи общего количества шлака 2-4Ъ. После расплавления шихты металл продувают кислородом, обеспечивая сохранение в печи шлака плавления.

При достижении в расплаве необходимого содержания углерода подачу кислорода прекращают, а на окислительный шлак присаживают алюмосодержащий материал (предпочтительно отходы алюминиевого производства), кремнийсодер жащий материал (например, ферросилиций) и известь из расчета получения основности шпака - Ф вЂ” более 2. Печь

510г включают и шлак раскисляют порошком ферросилиция. Отношение введенного алюминия к кремнию должно составлять

1,5-4,5. Плавку доводят до требуемого химического состава, присаживая недостающее количество необходимых элементов и после соответствующей выдержки выпускают в ковш.

Пример 1 (оптимальный вариант ). Нри выплавке стали марки 1ZX13 в 10-тонных электропечах шихту составляют из легированных отходов и углеродистого феррохрома. Количество легированных отходов рассчитывают таким образом, чтобы суммарное расчетное содержание кремния и алюминия в шихта составляло 0,35Ъ, содержание хрома — 13,2Ъ. B период плавления присаждают в печь 80 кг извести. Перед продувкой металла кислородом количество шлака (по замерам толщины шлакового покрова ) составляет

220 кг или 2,2Ъ, Содержание элементов в металле перед продувкой, мас.Ъ: углерод 0,4; кремний 0,10; хром 13,0,; марганец 0,50; алюминий — следы.

Окислительную продувку проводят беэ отключения печи. Кислород подают под давлением 10 5 атм. После продувки в металле получают следующие содержания элементов, мас.Ъ: углерод 0,09; кремний — следы; хром 11,7; марганец 0,30; сера 0,035.

После продувки присаждают материалы в печь в следующем порядке и количестве, кг: алюминиевая стружка

70; ферросиликохром (ФСх401 60 (массовая доля кремния 40Ъ), известь 150.

Печь включают и шлак раскисляют по1068497

Количест- Количество Отношево введен- шпака . ние алвного алю- плавления, миния к миния, Ъ Ъ кремнию

Суммарное содержание кремния в шихте, Ъ

Содержание серы, Ъ

Восста новление хрома, абс.Ъ

Из нос фу теровки, мм

Способ выплавки

0,09 0,2 0,020 6

0,15

0,8

Известный

Пред ла r аемы й

07 О, 019 б

0,2

1,5

0,4

0,8 0,017 4

0,1 0,023 9

4,5

0,5

0,9

1,5

0,1

0,5

0,3

0,3 О;020 3

5,3

1,0

0,7

0,6

0,95 0,016 5

3 4

0,3

"На плавке вязкие шлаки.

ВНИИПИ Заказ 1140 0/23 Тираж 544 Подписное

Фили ал ППП "Патент ", r. Ужгород, ул . Проектная, 4 рошком ферросилиция (65Ъ кремния) в количестве 15 кг с одновременным пе- ремешиванием..Отношение введенного алюминия к кремнию составляет 2,07.

Через 10 мин отбирают пробу метал-.— ла и после получения анализа (содержание элементов, мас.Ъ; углерод 0,10; кремний 0,25; 13,1; алюминий

О, 02; марганец 0 50; сера 0,025; фосфор 0,025) выпускают плавку в ковш.

Содержание элементов в готовом металле, мас.Ъ: углерод 0,10; кремний 0,25; хром 13,1; алюминий 0,02; марганец 0,50; сера 0,018; фосфор

0,025.

Результаты опытно-промышленных плавок в сравнении с известным способом приведены в таблице.

Как следует из таблицы, наилучшие результаты по восстановлению хрома, износу футеровки и содержанию серы в металле получены на плавках 1, 2 и 5, когда суммарное содержание кремния и алюминия в шихте находится в пределах 0,2-0,5Ъ, отношение алюминия к кремнию, присаженных для раскисления — 1,5-4,5 и количество шлака плавления — 2-5Ъ.

Пример 2 (при минимальных значениях ). При суммарном содержании алюминия и кремния в шихте менее

О, 2Ъ (плавка 3 ) в большей степени происходит окисление легирующих элементов шихты, что приводит к повышению их потерь. Уменьшение количества шлака плавления ниже 2о оприводит к тому,, что электрические дуги не закрываются шлаком, что приводит к по вышенному износу футеровки печи.

Так как введено менее 0,4Ъ алюминия и мало отношение алюминия к крем-е нию (0,5) заметно ухудшается восстановление хрома из окислов, что приво- дит к повышенному расходу хрома ,(таблица ).

Пример 3 (при максимальных значениях). При суммарном содержании

10 кремния и алюминия в шихте более 0,5Ъ (плавка 4) образуется повышенное количество шлака, более 4Ъ, что в свою очередь затрудняет перевод его в шлак требуемого состава и, как следствие, получается недостаточно высокое восстановление хрома из окислов, несмотря на значительное количество алюминия присаженного для раскисления.

Из-за увеличения отношения алюминия к кремнию более 4, 5 на плавке получены вязкие шлаки, что приводит к ухудшению условий восстановления хрома.и десульфурации при умеренном износе футеровки печи (таблица).

По сравнению с известным предлагаемый с..особ позволяет получить сокращение потерь легирующих на 50Ъ и более низкое содержание серы в металле. За счет сокращения потерь легирующих снижается себестоимость ста30 „

Таким образом, эффект складывается из снижения расхода на малоуглеродистый феррохром и ферросилиций за вы35 четом увеличения расходов на алюминиевую стружку и равен 120000 руб.