Способ загрузки шихты в дуговую электропечь

 

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к загрузке шихты в дуговую электропечь при выплавке сталей с фазовым упрочнением. Целью изобретения является повышение качества стали путем стабилизации фазового и химического состава стали. Сущность изобретения состоит в том, что в завалку дополнительно вводят углерод, а загрузку шихты на подину дуговой электропечи производят послойно. В начале на подину загружают никель, затем углерод, после чего загружают железо. Количество загружаемого между никелем и железом углерода определяют из условия 2-10 кг на 1 т железа в завалке. 1 табл.

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (Н) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ ССОР (21) 4396883/23-02 (22) 28,03,88 (46) 07 ° 12 ° 89, Бюл, 1(- 45 (71) Злектрометаллургический завод

"Электросталь" им, И,Ф.Тевосяна (72),И,Н,Мелькумов, С,В,Богданов, Е.В,Буцкий, В,С.Римкевич, В,И,Кружков, А,П,Кудимов, А,Д,Каханов и Т,С,Савельева (53) 669.14 (088,8) (56) Сокол И,Я, Двухфазные стали, М.: Металлургия, 1974, с ° 23-24 °

Сталеплавильное производство.:

Справочник, /Под ред. А,М,Самарина, Т,1 ° — М,: Металлургия, 1964, с,239 °

Бородулин Г.M., Мошкевич Е.И.

Нержавеющая сталь, — М,: Металлургия, 1973, с. 99, 165, Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к загрузке шихты в дуговую электропечь при выплавке сталей с фазовым упрочнением, Целью изобретения является повышение качества стали путем стабилизации фазового и химического состава с тали.

Сущность изобретения состоит в том, что в эавалку дополнительно вводят углерод, а загрузку шихты на подину дуговой электропечи производят послойно, В начале на подину загружают никель, затем углерод (электродный бой), после чего загружают железо, Таким образом углерод оказывается между никелем и железом, Количе2 (э4) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ЯИХТЫ В ДУГОВУ((1

ЭЛЕКТРОПЕЧЬ (57) Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к загрузке шихты в дуговую электропечь при выплавке сталей с фазовым упрочнением.

Целью изобретения является повышение качества стали путем стабилизации фазового и химического состава стали, Сущность изобретения состоит в том, что в завалку дополнительно вводят углерод, а загрузку шихты на подину дуговой электропечи производят послойно, В начале на подину загружают никель, затем углерод, после чего загружают железо, Количество загру- с

Я жаемого между никелем и железом углерода определяют из условия 2-10 кг на 1 т железа в завалке, 1 табл. ство загружаемого углерода определяют из условия 2-10 кг на 1 т железа в завалке °

Введение указанного количества электродного боя между никелем и железом, загружаемыми послойно в печь, способствует эффективному барботажу и раскислеиию расплавляющегося железа без его науглероживания и предотвращает неконтролируемую азотизацию металлического расплава при разведении жидкой ванны, Предлагаемый способ загрузки шихты обеспечивает послойное плавление шихты и барботаж расплава пузырьками СО при попадании жидкого железа на углеродсодержащий материал, Последующее стекание рас1527281 кисленного жидкого железа на никель приводит к разведению желеэоникелевой ванны на подине печи без науглероживания и азотизации. Укаэанный способ предотвращает неконтролируемую азотиэацию и науглероживание металла на стадии расплавления шихты, обеспечивает однородность последующеro распределения легирующих элементог в массе металла, что гарантирует стабильность фазового состава металлопродукции, Расход электродного боя, засыпаемого между никелем и железом, обуслов 15 лен технологической спецификой процессов раскисления углеродом и науглероживанием железоникелевого расплава при его получении в промьпппенной дуговой электропечи. Если электродного боя между никелем и келезом меньше

2 кг на 1 т загрукаемого в печь железа, то эффект барботажа жидкого металла при плавлении шихты отсутствует, Процесс азотизации ванны при расплавлении шихты протекает в неконтролируемом режиме. Это является причиной дестабипизации фазового состава стали, повышения крупных карбонитридов, что в конечном итоге ведет к недопустимой аниэотропии физико-механических свойств, отрицательно отражается на технологической пластичности металла и снижает выход годного в переделе, Введение. между никелем и железом углеродсодержащего материала иэ расчета более 10 кг углерода на

1 т железа в завалке приводит к науглероживанию образующегося металличесКОГО pIIcIIJIBBB Это исключает вОэмож 40 ность получения заданного содержания углерода по расплавлению шихты перед продувкой, нарушает технологичность всех последукщих операций плавки,что является причиной появления в конечном металле иных нежелательных фаэ, например игольчатого мартенсита взамен бесструктурного, различных карбонитридных фаэ, в в ряде случаев неоднородность по содержанию углерода приводит к отбраковке отдельных партий металлопродукции по содержанию углерода, Эти негативные факторы снижают выход годного при производстве сортовой заготовки, Указанные обстоятельства особенно проявляются при ис55 пользовании в шихте отходов стали близкого химсостава к выплавляемому металлу, Отходы, как правило,загрукают в дуговую печь на откосы, При выполнении предлагаемых условий компоновки послойной эавалки использование в шихте отходов не отражается на качестве металла. В противном случае полученный металл имеет дефекты и бракуется °

Способ загрузки шихты был опробован при выплавке стали ЭП637 с использованием в завалке 50Х от массы шихты отходов и сталеплавильного железа взамен железа прямого восстановления. Указанная марка стали выбрана в связи с тем, что в этой стали незначительные изменения концентраций углерода и азота приводят к перераспределению их содержания в мартенсите и карбонитридах, Это отражается на размерах карбонитридов и когерентности упрочнякщих фаз с матрицей твердого раствора, Выплавку проводиети в дуговой печи емкостью 5т.

В таблице представлены результаты химического, металлографического анализов, механические свойстра и данные по выходу годного при переделе металла, выплавленного с загрузкой шихты предложенным способом, в сравнении с известной технологией загрузки шихты, Сопоставление результатов по науглероживанию и аэотизации металла подтверждают целесообразность регламентации количества электродного боя в пределах 2-10 кг/т железа в завалке, Для укаэанных параметров (варианты 2-4) отсутствуют науглероживание и аэотиэация металла во время расплавления шихты, что при равномерном распределении углерода и азота в мартенсите в виде растворов внедрения приводит к двух — трехкратному снижению общего содержания азота и балла по карбонитридам, Равномерное распределение микропримесей, когерентность упрочняющей фазы с матрицей твердого раствора и снижение балла по карбонитридам положительно отражаются на структуре, свойствах и характере разрушения металла, Рентгеноструктурным методом анализа установлено наличие в данной стали упрочняющих фаз тйпа Ре Мо, Ni>Mo, М 7i с периодом решетки соответственно а „„= 4 ° 74 А; сг р= 7,73 А; п2 О

О

6 ап y = 2,54 ; с п мо 4в1 А1 о

a II,,T, = 509 А; с П,т; = 8 28 А. в завалке °

Содержание элементов, мас, Е

Количество угВариант по карбонитВ готовой стали

После расплавления лерода, загружаемогоо ридам

Фактическое N асчет- Фактиое

С ческое

С между никелем и железо

KI /т железа в завалке

Крупные карбонитриды отсутствуют

0,35

0,38

0,38

0,38

О, 013

0,015

0,012

0,015

0,0078

0,0044

О,ОО35

О, 0040

1 I 5

2 2,0

3 6,0

4 10,0

0,38

0,38

0,38

0,38

0,0110

О, 0056

0,0054

n, ons.", 11,0

О, 018 О, 0043

0,014 0,0080

0,41 0,0053

0,35 0,0115

0,38

0,38

6 (прототип) 5 15272

Дпя предлагаемого способа (варианты

2-4) плотность дислокаций в мартенсите при температурах старения 500— о

540 С остается практически постоянной в пределах 10 4 — 10 см, Наличие точечных рефлексов на электронограммах образцов и структурное соответствие объемно центрированной кубической и гексогональной плотноупа- Ip кованной кристаллических решеток игольчатых выделений Ni Т . и дискообраэных выделений FeMo размером 150-200 А указывают на когерентность упрочняющих фаэ с матрицей, 15

Это обусловливает вязкий характер излома при разрушении образцов металла (варианты 2-4) и обеспечивает увеличение предела прочности стали на

5 отн, Х при одновременном повышении 20 ударной вязкости почти в 1,5 раза, гарантирует минимальную анизотропию механических свойств опытного металла по сравнению с металлом по известной технологии и уменьшает отбраков- 25 ку металла.

При содержаниях, выходящих эа пределы 2-10 кг углерода на 1 т железа в завалке (варианты I и 5), появляются

81 6 крупные карбонитрнды, нарушается когерентность упрочняющей фазы с матрицей, происходит аэотизация или науглероживание расплава, что дестабилизирует фазовый состав стали, снижает технологическую пластичность, приводит к отбраковке металла, Это не дает воэможности получать кондиционный металл, Иэ таблицы также следует (вариант 6), что выплавка стали беэ загрузки углерода между никелем и железом по всем показателям уступает предлагаемому способу, Формула изобретения

Способ загрузки шихты в дуговую электропечь, включающий послойную завалку на подину никеля и железа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стали путем стабилизации фазового и химического состава стали, а также повышения выхода годного при переделе слитков, в завалку дополнительно вводят углерод, который загружают на никель в количестве 2-10 кг на 1 т железа

1527281

Продолжение таблицы

Механические свойства

Вариант

Временное соКо эффициент

Ударная вязтноси ельное противление длинение

3, Х аниз о тропин

35,0 2,2 3,0 21,1

40 0 3 5 1,5 45 6

55 2 5 1 1,2 45 6

54,3 4,6 1,3 45,6

183 168

185 180

194 184

190 182 с5,4 38,0 2,8 2,0 26,7

4,3 36,0 2,1 2,5 21,7

171

170

182

180

1 1 пРоА à í п »

--- --- + — -= — — (где

4 nancy " í попар

"попер" - поперечные образцы).

4.

Коэффициент анизотропин

"прод" — продольные образцы;

Составитель А,Лактионов

Техред М. Дидык

Корректор Э,Лончакова

Редактор О,йрковецкая

Заказ 7483/35 Тнрая 530 Подписное

SHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Уягород, ул. Гагарина,101

6 (прототип) раз рыву в ° кгс /мм

Предел текучести 6«„ кгс/мм

4,5

6,2

8,8

8,7

Относи тельно суиени

yt

Х кость аив кгс/см

Выход годного