Способ выплавки титаносодержащей стали

 

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ, включающий пл вление хромсодержащей шихты, ббезугле- . роживание расплава продувкой кислородом , присадку в ванну охлаждающих , и легирующих добавок, введение раскис ителей , вьтуск металла со шлаком и легирование титаном в ковше, о т л ичающийся .тем, что, с целью-повышения степени усвоения титана, из ковша удаляют 60-90% шлака, после го вводят титансЬдержаи(ие материалы в ковш и продувают металл инертньм газом шш азотом. 2 .Способ по п. 1, от л и чающийся тем, что продувку проводя с интенсивностью 0,005-0,05 .мин в течение 3-10 мин. 3.Способ по п. Г, о т л и ч а ющ и и с я тем, что титансодержащие материалы в измельченном виде вводят i в ковщ в струе газа-иосителя.

СОЮЗ ООВЕТОНИХ

ФОЮЛВМ

РЕО МИ 1

1 аа (10

1 ООУДАРОТВЕННЦЙ НОМИТЕТ ОООР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АИЛОРСИОМУ СВМДФГИЧЬОЧ ВУ (21) 3615643/22»02 (22) 06.07.83 (46) 30 ° 11.84. Бюп. N 44 (72) Г.О. Нейгебауэр, А.М. Левин, В.И. Дежтриенко, В.:И. Андреев, В.И. Вершинин, P.À. Гизатуллин, И.Б. Оржех, Н.Н..Краснорядцев и В.Е. Пащенко (7f) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе и Восточный филиал Института черной металлургии . (53) 669.187.25(088.8) (56) 1. Крамаров А.д. Производство стали в электропечах. М., "Металлургия", 1969-, с. 275-288, 2. Гудим В.А. и др. О рациональной техйологии плавки нержавеющих сталей в дуговой электропечи. Сборник научных трудов ЧелябинскОго политех нического института, 1975, И - 163, с. 74-79. (54) (57) 1 ° СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ, включающий плавление хромсодержащей шихты, обезуглероживание расплава продувкой кислородом, присадку в ванну охлаждакицих . и легирующих добавок, введение раскис,лителей, выпуск металла со шлаком и легирование титаном в ковше, о т л ич а ю шийся .тем, что, с целью повышения степени усвоения титана, из ковша удаляют 60-907. шлака, после че го вводят титансодержащне материалы в ковш и продувают металл инертным газом или азотом.

2. Способ по п.- 1 о т л и ч а ю- д шийся тем, что продувку проводят с интенсивностью 0,005-0,05 M /т.мин в течение 3-10 мин.

3. Способ по и. 1; о т л и ч а юшийся тем,.что титансодержащие материалы в измельченном виде вводят 6 в ковш в струе газа-носителя.

1126611

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам вы- . плавки кислотоупорной, нержавеющей или другой стали, легированной титаном. 5

Известен способ выплавки стали легированной титаном, например нержавеющей, включающий расплавление в электрической печи хромсодержащей шихты, обезуглероживание расплава, присадку охлаждающих и легирующих добавок, раскисление шпака для восстановления из него окисленного хрома и марганца, скачивание шлака и наведение нового шпака высокой основности, после чего металл легируют титаном. Легирование титаном производят либо в печи, либо в ковше во время выпуска плавки, усвоечие титана составляет обычно около 50Х (1), 20

Недостатками данного способа являются наличие тяжелой ручной операции скачивания шлака, недостаточная степень восстановления хрома и марганца 25 из шлака, обусловленная слабым переме шиванием шлака и металла, неизбежные попутные потери металла со шлаком при полном скачивании его гребками.

Наиболее близким к предлагаемому

30 по технической сущности и достигаемо. му результату является способ выплавки титансодержащей стали, включающий расплавление хромсодержащей шихты, обезуглероживание расплава продувкой 35 кислородом, присадку в ванну охлаждающих и легирующих добавок, введение раскислителей, выпуск металла со шлаком и легирование титаном в ковше.

Титансодержащие материалы присажива- 40 ют в ковш предварительно или во время выпуска (2) .

В этом способе отсутствует опера ция скачивания шлака и связанные с ней потери металла, степень восста- 45 новг.ения хрома из шлака повышается за счет энергичного перемешивания металла и шпака во время выпуска плавки иэ печи в ковш. Плавка сокращается на 30-50 мин. 50

Однако малоосновный шлак, получаю щийся после операций обезуглероживания и раскисления, интенсивно окис ляет титан, который взаимодействует с кремнеземом шлака. Усвоение титана 55 получается низким 46-54Х, встречаются и более нестабильные результаты

35-54Х.

Цель изобретения — повышение степени усвоения титана.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки титансодержащей стали, включающем плавление хромсодержащей шихты, обезуглероживание расплава продувкой кислородом, присадку в ванну охлаждающих и легирующих добавок, введение раскислителей, выпуск металла со шлаком и легирование титаном в ковше, из ковша удаляют 60-90Х шлака, после чего вводят титансодержащие материалы в ковш и продувают металл инертным газом.или азотом.

Продувку проводят с интенсивностью

0,005-0,05 м5/т.мин в течение 310 мин.

Титансодержащие материалы вводят в измельченном виде в ковш в струе газа-носителя.

Повышение степени и стабильности усвоения титана металлом обеспечивается перемешивание металла путем про» дувки инертным газом или азотом. Введение в металл титансодержащих материалов после выпуска, несмотря на необходимое перемешивание продувкой газом, уменьшает взаимодействие титана со шлаком вследствие уменьшения поверхности контакта металла и шлака, исключает его окисление кислородом атмосферного воздуха. Кроме того, в ходе обработки металла в ковше шлак остывает, что делает его более инертным. Удаление части печного шлака из ковша (60-90Х) уменьшает количество окислов, которые могут реагировать с титаном (например SiO ), так как масса печного шлака sps одношпаковой технологии выплавки высокохромистых сталей обычно весьма велика. Это дополнительно повышает усвоение титана.

Удаление части шлака может производиться любым из известных способов, например сливом шлака через носок ковша или сифонным устройством.вакуумного или эжекционного типа.

Удаление из ковша менее 60Х шлака из-эа малой основности шпака не га рантирует достаточно низкого угара титана. Удаление более 90Х шлака технически трудно осуществить. без потерь металла и, кроме того, при этом в малой степени ошлаковываются нитриды титана, выделившиеся в металле.

Огтимальные параметры продувки (3-10 мин с интенсивностью 0,005! 126611

ВНИИПИ Заказ 8642/20 Тираж 539 Подписное

Филнап ШШ "Нвтеат", r.Óèãîðîä, ул.Проектная, 4

0 05 м ./т.мин) установлены опытным

9 путем при условии полного растворения титана и достаточно высокого его усвоения без черезмерного охлаждения металла в ковше, чтобы обеспечить нормальную его разливку. При этом следует учитывать и емкость ковша.При времени продувки более 10 мин с интенсивностью более 0,05 м /т.мин снижение температуры металла в ковше !О превьппает 60 град и затрудняется нор-, мальная разливка, титан из введенных титансодержац1их материалов успевает не только полностью раствориться и равномерно распределиться в объеме 15 ковша, но и в значительной мере окислиться за счет взаимодействия с окислами шпака и футеровки ковша. В больших ковшах (емкость более 100 т) при интенсивности продувки более .- 20

0,05 м5/т.мин возможны выбросы металла из ковша.

При продувке менее 3 мин с интен= сивностью менее 0,005 мз/т мин не гарантируется полное растворение титансодержащих материалов и равномерное распределение титана в объеме

«овша.

Пример i. В 40-тонной дугоной электропечи расплавили шихту с расчетным содержанием хрома 14Х и никеля 10Х. После продувки кислорол!ом металл содержал 0,06Х углерода

10 5Х хрома. Для охлаждения металла нрисадили. отходы стали Х18Н10Т и необходимое по расчету количество феррохрома. Металл и шлак раскисгили добавкой 700 кг Ферросилиция марки ФС-75 40 и через 30 мин выпустили плавку в ковшъ. Из ковша слили через носок примерно 80Х шпака, добавили на шлак

50 кг гранулированного алюминия для

ere дополнительного раскиеления, за- 45 тем присадили в ковш 500 кг ферротитана,с содержанием титана 70Х и про" дули шеталл в течение 6 мин аргоном через фурму погружения типа "ложный стопор с интенсивностью 0,01нм /мин. 0

ФФ 3 получено 4$ т нержавеющей етали

Х18Н9Т следующего состава,X С 0,07, I 06, Si 0,47; Р 0,030; S P 018;

Сг 18,19 Ni 9,6, Г! 0 55

Усвоение титана составило 707.. Пример 2. При выплавке той же марки стали в тех же условиях (про- . дувка с теми же параметрами), но с удалением примерно 60Х шпака из ковша усвоение титана составило 55Х.

Пример 3. При удалении 90Х шлака и аналогичной продувке усвоение титана составило 75Х, но при сливе шлака было потеряно 0,4 т металла, количество нитридов в готовой стали при исследовании микрошлифов оказалось примерно на 20Х выше среднего уровня.

Пример 4. В одной из плавок ,при сливе шлака на 75Х и интенсивности продувки 0 005 м /т мин в течение 3 мин усвоение титана составило

55Х, концентрация титана в объеме ! ковша выравнялась неполностью (0,45;

0,53 и 0,6 1Х титана в первом, втором и третьем кусте полученных слитков соответственно). В изломе затвердевшей глыбы ковшевого шлака обнаружены остатки нерастворившихся кусков

) ферротитана.

Пример 5. При продувке с интенсивностью 0,05 м3/т мин в течение I0 мин растворе me титана и усреднение его-концентрации были полными, но усвоение титана составило только

55Х, температура в ковше снизилаеь с 1590 до 1530 С. В связи с понижен0 ной температурой металла при разливке качество поверхности слитков быпо хуже, чем при оптимальной температуре разливки 1540-1570 С.

В сравнении с известным способом при выплавке стали по предлагаемому способу получается более высокое и стабильное усвоение титана за счет перемешивания металла продувкой инертным газом, азотом или воздухом уменьшения количества шлака (удаляется

60-90Х шпака) и его неизбежного .охлаждения в ковше во время растворения титана, вследствие чего он становится более инертнпк. Степень усвоения титана повышается с 35-54Х до

55-757..