Способ выплавки легированных сталей

 

Изобретение относится к электрометаллургии , к способам производства легированных деталей в плазменно-дуговых печах постоянного тока, оборудованных средствами защиты металла при разливке. Цель изобретения - повышение качества сталей за счет снижения газонасыщенности при выпуске из печи, улучшение экономичности процесса. Способ включает расплавление шихты в плазменно-дуговой печи постоянного тока, рафинирование расплава, его нагрев до требуемой температуры и выпуск в ковш с защитой струи. За 5- 10 мин до выпуска расплава в него присаживают порошкообразный раскислитель в количестве 1-2 кг на 1 т расплава, зажигают дуговой разряд и увеличивают его длину в 1 ,5-2 раза, а силу тока - на 30-50% по сравнению с длиной дуги и силой тока периода рафинирования. Балл строчечных оксидных включений был уменьшен до 1 ,8 балл точечных - до 1,3 по обычной технологии - . ,2 и 1,), расход аргона снижен на 5)Ј. 1 табл. г (А С

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)э С 22 В 9/2П

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTÎPCHÎMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

РО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4784986/02 (22) ?0.01.90 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (72) В,И. Антипов, Н.В. Летников и А.А. Жаров (53) 669.187.25 (088.8) (56) Заявка Японии 11 59-75082, кл. С 21 С 7/00, 1980.

Патент Великобритании И 1189470, кл. F 27 D 3/14, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N 9025572, кл, F 27 S 14/04, 1979. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЛЕГИРОВАННЫХ

СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к электрометаллургии, к способам производства легированных деталей в плазменно-руговых печах постоянного тока, оборудоИзобретение относится к области электрометаллургии, точнее к способам производства легированных сталей в плазменно-дуговых пенах постоянного тока, оборудованных средствами защиты иет-лла при разливке.

Цель изобретения — повышение качества сталей эа счет снижения гаэонасыщенности при выпуске иэ печи, а также улучшение экономичности процесса.

Защита металла при разливке вклю" чает подачу ковша к печи, стыковку . защитного устройства и разделку сливного отверстия, при которой аргон иэ

„.80„„17 05Äß А1

2 ванны х средст ваии защиты ие т алла при разливке. Цель изобретения - повышение качества сталей эа счет снижения газонасыщенности при выпуске из печи, улучшение экономичности процесса.

Способ включает расплавление шихты в плазменно-дуговой печи постоянного тока, рафинирование расплава, его нагрев до требуемой температуры и выпуск в ковш с защитой струи. 3а 510 мин до выпуска расплава в него присаживают порошкообразный раскислитель в количестве 1-2 кг на 1 т расплава, зажигают дуговой разряд и увеличивают его длину в 1,5-2 раза, а силу тока - на 30-50ь по сравнению с длиной дуги и силой тока периода рафинирования. Балл строчечных оксидных включений был уменьшен до 1,8р балл точечных - до 1,3 (по обычной технологии - 2,2 и 1,C), расход аргона снижен на 501. 1 табл.

1 атмосферы печи переходит в камеру защитного устройства и вытесняет иэ нее воздух. Для повышения интенсивности процесса удаления воздуха иэ камеры защитного устройства в этот период поднимают плазмотрон и увеличивают длину плазменно-дугового разряда в 1,5-2,0 раза, что приводит к повышению температуры газа в плавильном простанстве плазменно-дуговой печи, повышению скорости диффузионного процесса перехода аргона иэ атмосферы плазменно-дуговой пени в камеру зацитного устройства.

При увеличении длины дуги более чем в 2 раза наряду с интенсивным

1105381 нагревом газовой атмосферы печи существенно перегревается огнеупорная футеровка стен и свода что ведет к ухудшению качества шлака и соответственно металла. Увеличение длины ду5 ги менее чем в 1,5 раза малоэффектив но для быстрого нагрева газа в атмосфере плаэменнд-дуговой печи.

Однов ременно в увели че н ием длины дуги повышают силу тока плаэмотрона на 30-503, что повышает кинетический напор газоплазменного потока и избыточное давление в печном пространстве, способствует интенсификации массопереноса аргона иэ съема печи в камеру защитного устройства и получению там низкой концентрации примесей воздуха.

Увеличение силы тока меньше чем на 30Ú от исходной оказывает недостаточный эффект, а увеличение более чем на 50ь приводит к нежелательному нагреву Футеровки печи и снижению качества шлака и металла. Повышение длины дуги и силы тока малоэффективно без осуществления приема введения порошка раскислителя в плазменно-дуго- вую печь, который должен предшество" вать им. После подачи разливочного ковша к печи и соединения печи с камерой защитного устройства в печь присаживают алюминиевый порошок в количестве 1-2 кг на тонну расплава.

В этом случае пары алюминия, выполняющие роль геттера, связывают ос- З5 таточный кислород в печи и в камере защитного устройства, и снижают

"прозрачность" печной атмосферы, что позволяет повышать силу тока плаэмотрона и длину дуги до укаэанных ве40 личин.

Введение порошка в количестве меньше 1 кг на тонну расплава не обеспечивает связывания всей примесей атмосферы печи и ведет к сниже45 нию качества сталей. Увеличение расхода порошка больше 2 кг на тонну расплава ведет к связыванию примесей в металле и повышению его газо,насыщенности (см.таблицу).

Выполнение приемов в указанной последовательности позволяет удалить воздух из защитного устройства и создать за короткий промежуток времени менее загрязненную по примесям

55 кислорода и азота инертную атмосферу. Таким образом, выпуск стали иэ печи в ковш по данному способу проис ходит в инертной атмосфере, что при, водит к снижению гаэонасыщенности металла, улучшению его качества, снижению расхода аргона.

Пример 1. Способ осуществляют в 0,5 т плазменно-дуговой печи постоянного тока при выплавке стали

06Х15Н14МЗБ, содержание азота в которой должно составлять не более

О,П30 вес.4.

Металл расплавляют на полной мощности источника питания при силе тока 3 кА и длине дуги 400-500 мм.

После полного расплавления и нагрева металла до 1580-1600 С проводят период рафинировки при силе тока

1,5 кА и длине дуги 300 мм.

За 15 мин до выпуска присаживают порошок алюминия в количестве 1 кг/т, печь включают, устанавливают силу тока дуги 2 кА, длину дуги 500 мм, и ведут процесс по такому режиму до момента слива металла в ковш. Жолоб и ковш закрывают защитными крышками и напускают аргон, как и по известному способу.

В результате аргоновая атмосфера печи, содержащая взвешенные дисперсные частицы аломиниевого порошка, эффективно "промывает" замкнутое пространство жолоба и ковша и снижает там содержание азота и кислорода.

В итоге сталь содержит азота не более 0,030, что удовлетворяет нормам технических требований.

Пример 2. Способ осуществля" ют в плазменно-дуговой печи емкость

0,5 т при выплавке ЛИ13(03Х13АГ16).

После расплавления и рафинирования эа 10 мин до слива металла ковш помещают в защитное устройство, Разделывают сливное отверстие и защитное устройство полностью уплотняют. Затем в печь присаживают на шлак 2 кг/т алюминиевого порошка, повышают силу тока с 1,5 кА до 2,0 кА и длину дуги с 200 до 300 мм. Аргон в камеру защитного устройства не дают. Затем по истечении 10 мин осуществляют выпуск стали в ковш, экономия аргона 46 м на тонну расплава. Способ выплавки легированных сталей позволяет снизить содержание газов в стали и повысить ее качество, в частности уменьшить балл окисных включений в сталях до 1,8 по строчечным и 1,3 по точечным. (по обычной технологии соответственно 2,2 и 1,5); уменьшить расход аргона примерно íà 503.

1705381 о

Ф о р и у л а и 3 о 6 р е т е н и я ности при выпуске, а также улучшения

Способ выплавки легированных экономичности процесса, за 5-10 мин сталей, вклочающий расплавление ших- до выпуска расплава в него присажива ты в плазменно-дуговой печи постоян- ют порошкообразный раскислитель в ного тока, раФинирование расплава

5 количестве 1-? кг на 1 т расплава, его нагрев до требуемой температуры зажигают дуговой разряд и увеличиваю1 и выпуск из печи в ковш с защитой его длину в 1,5-2 раза, а силу тока струи, отличающийся на 30-5Щ по сравнению с длиной тем, что, с целью повышения качества 10 дуги и силой тока периода рафиниросталей за счет снижения газонасыщен- вания.

Содержание примесей

Сила

КолиДлина дуги м тока, кА чество порошка, кг/т

Co7. (в) вес. Ф вес. Ф

1,5

600

2,2

2 0

2,1

1,5

2,2

1,О

0,8

700

2,3

Составитель Ф. Феоктистов

Техред А, Кравчук Корректор А. Обручар

Редактор О. Спесивых

Заказ, 172 Тираж Под пис н ое

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

0,011

0iU10

0,007

0,009

0,012

0,040

0,0З0

0,025

0,029

О, 042