Способ выплавки коррозионно-стойкой стали

 

Сущность: по предлагаемому способу выплавки коррозионно-стойкой стали с содержанием углерода не более 0,05%, включающему выплавку полупродукта в дуговой печи, перелив расплава в рафинировочный ковш, продувку его под вакуумом кислородом сверху и аргоном снизу, раскисление расплава и корректировку состава, продувку расплава проводит в два этапа, на первом из которых продолжительностью ri Ki /Q-f-Ka где - начальное содержание углерода в. расплаве, %; Q - расход кислорода, м3/(мин -т); Ki 9-10 м3/т; К2 10-11 мин - эмпирические коэффициенты , кислород в расплав подают с расходом 0,6-0,8 м3/(минт) при мощности перемешивания за счет продувки аргоном 0,65-1,0 Вт/т, а на втором этапе продолжительностью Кз ln(Q ) + Кз, где - заданное конечное содержание углерода, %, Кз- 1,1-1,3 т/м3, К/| 9-11 мин -эмпирические коэффициенты, кислород в расплав подают с расходом 0,4-0,5 м /(мин -т) при мощности перемешивания за счет лродувки аргоном 1,35-1,65 Вт/т. i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51}5 С 21 С7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMMTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4860682/02 (22) 25.06.90 (46) 23.08.92. Бюл, N. 31 (71) Научно-производственное объединение технологии машиностроения (72) С.А, Иодковский, В,А, Новиков, А.П. Куликов, Д.М. Сидоренко, Ю.B. Шувалов, В.А. Литвак, В.P. Сулягин, В,И, Игнатьев, В,М. Хомяков и Ю.М, Батов (56) investigation of refining process durtng

the vacuum treatment of tow-atleyed steels at

"tadle-furnace" untt, — Styrelsen for teknlsk

utveckiin l, 1985, information N. 465, р, 10-12.

I D. Mehtan. Quality improvement and

production Increase by vacuum Arc heating.

Proc. int. Symp. Dov. Steel. МааМ.

irenshed pur, 1981, р. 687-804. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ КОРРОЗИОЙНОСТОЙКОЙ СТАЛИ (57) Сущность: по предлагаемому способу выплавки коррозионно-стойкой стали с содержанием углерода не более 0,05 jo, вклвчающему выплавку полупродукта в дуговой

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано преимущественно при выплавке стали, легированной хромом, содержащей нв более 0,05Я углерода.

Известен способ выплавки стали, включающий выплавку полупродукта в дуговой печи, перелив расплава в рафинировочный ковш, вакуумирование в течение десяти минут с одновременной продувкой аргоном (расход 0,007-0,014 м /(мин т)), при этом мощность перемешивания расплава за счет продувки аргоном составляет 6,2-12,4 кВт/т, корректировку состава.

„„Я2 „„1756366А1

2 печи, перелив расплава в рафинировочный ковш, продувку его под вакуумом кислоро- . дом сверху и аргоном снизу, раскисление расплава и корректировку состава, продувку расплава проводМт в два этапа, на первом из которых йродолжительностью t s= К1 (С я /Q+K2 где (Cj< — начальное содержание углерода tt расплаве, j;

0 — расход кислорода, м3/(мин т); К1= 9 — t0 м /т; К2 = 10 11 мин — эмпирические коэф3 фициенты, кислород в расплав подают с расходом 0,6 — 0,8 м /(мин т) при мощности перемешивания за счет продувки аргоном

0,65 — 1,0 Вт/т, а на втором этапе продолжи-, тельностью К3 Ь(0 (СЦ + Кд, где (С)к — заданное конечное содержание углерода, j„К3 — 1,1 — 1,3 т/м, К4 = 9-11 мин — эмпи-

3 рические коэффициенты, кислород в расплав подают с расходом 0,4-0,5 м /(мин т)

3 при мощности перемешивания sa счет продувки аргоном 1,35 — 1,65 Вт/т.

4 (Л ()

Известный способ не обеспечивает низ- () кого содержайия углерода (не более 0,05 0), (), Известен также способ выплавки коррозионно-стойкой стали, включающий выплавку полупродукта в дуговой печи, перелив рагплава в рафинировочный ковш, одновре менное вакуумирование и продувку., кислородом сверху (расход 0,24-0,57; мз/(мин т)) и аргоном снизу (расход I, 0,00057-0,0007 м /(мин т)) в течение 30, мин, при этом мощность перемешивачия расплава за счет продувки аргоном состав-, ляет 0,69 Вт/т, одновременное вакуумиро- вание с продувкой аргоном в течение 10 .

1756366 мин, раскисление расплава и шлака, корректировку состава.

Недостатками способа являются его значительная продолжительность, что снижает производительность агрегата, а также повышенный угар хрома, увеличивающий себестоимость стали.

Цель изобретения — сокращение длительности процесса при одновременном снижении себестоимости стали за счет снижения у гара хрома.

Для достижения поставленной цели в способе выплавки коррозионно-стойкой стали, включающем всчплавку полупродукта в дуговой печи, перелив расплава в рафинировочный ковш, продувку его под вакуумом кислородом сверху и аргоном снизу, раскисление расплава и корректировку состава, продувку расплава проводят в два этапа, на первом из которых продолжительностью

<1 =К1 +К2, (1) . (С)н где (С)л — начальное содер>кание углерода в расплаве, %;

Q — расход кислорода, м /(мин т):. з

К1 = 9-10; К = 10-11 — эмпирические коэффициенты, кислород в расплав подают с расходом 0,6—

0,8 м /(мин т) при мощности перемешиваз ния за счет продувки аргоном 0,65 — 1 0 Вт/т, а на втором этапе продолжительностью

rg = Кз Ы(0. (С) )+ К q, (2) где (C)a — заданное конечное содержание углерода, %„

Кз = 1,1 — 1,3 т!м, К4 = 9 — 11 MNH — эмпиз рические коэффициенты, кислород в расплав подают с расходом 0,4 — 0,5 м /(мин т) з при мощности перемешивания за счет продувки арганом 1,35 — 1,65 Вт/т, Проведение продувки в два этапа, длительность которых определена выражениями (1) и (2), при обеспечении расходов кислорода и мощности перемешивания за счет продувки аргоном B указаннь.х выше пределах позволяет снизить потери хрома со шлаком, сократить длительность обработки расплава вследствие создания оптимальной гидродинамической ситуации в ковше.

В случае, когда длительность продувки меньше, чем расчетная по уравнениям (1, 2), заданное содержание углерода (не более

0,05%) не достигается, а в случае, если большое — повышаются потери хрома со шлаком.

Продувка расплава кислородом с расходом более08 м /(мин т) на первом этапе и

0,5 мз/(мин .т) на втором приводит также к увеличению потерь хрома, Продувка с рас30 хором киСлорода меньшим, чем 0,6 и 0,4 м /(мин т) на первом и втором этапах соответственно влечет за собой увеличение длительности процесса, Обеспечение мощности перемешивания за счет продувки аргоном ниже, чем 0,65

Вт/т и 1,35 Вт/т для первого и второго этапов, соответственно приводит к увеличению потерь хрома, В случае, если мощность перемешивания эа счет продувки аргоном превышает 1,0 Вт/т на первом этапе и 1,65

Вт/т на втором, возможны выбросы металла из ковша, чта влечет за собой приваривание крышки к ковшу.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом, На установке внепечного рафинирования и вакуумирования стали (УВРВ-1) обрабатывали полупродукт стали ООХ18Н10 массой 500 кг, выплавленный в дуговой печи, содержащей 0,2-0,6% углерода, 17 — 18% хрома, 9-10% никеля, 0,1-0,4% кремния, 0,2-0,8% марганца. После подогрева металла производили замер температуры и отбор проб. Далее, зная начальное содержание углерода, массу плавки, требуемое конечное содержание углерода и выбрав, исходя из конкретных условий плавки, расход кислорода, по выражениям (1) и (2) определяли длительность первого и второго этапов продувки, Зная массу плавки, температуру металла пеоед обработкой, определяли расход аргона, необходимый для обеспечения заданной мощности перемешивания по выра>кению1 я =0,644 Т V ln(1+ ), ро где о — мощность перемешивания за счет продувки аргоном, Вт/т;

Ч вЂ” расход аргона, м /(мин . т);

Т вЂ” начальная температура, К;

h — высота столба металла, м; р> — остаточное давление над расплавом, ГПа.

Определив расход аргона, сни>кали давление над расплавом до 530 кПа и одновременно с понижением давления начинали продувку кислородом и аргоном, Через некоторое время изменяли расход кислорода

М и аргона, заканчивали продувку, снимали вакуум, проводили раскисление и корректировку состава.

При начальной концентрации углерода и расходе кислорода 0,7 мз/(мин ° T)

55 длительность первого этапа составляла

07 +11-16,4 мин.

0,42

Расход аргона на первом этапе при начальной температуре 1873 К, остаточном

1756366 сп пл

Прототип 0,5

O,O1

Предлагаемый

0,8

0,7

0,9

0,5 оэ7

0,7

0,6

0,8

0,7

0,83 5

0,83 10

0,83 5

0,83 6

0,41 6

1.25 6

0,67 4

1,О 5

0,83 5 о,оа1 .0,001

О, ОО1 .о,ао1

0,0005

0,0015

0,0008

0,0012 а, оо1

0,5

0,5 о,7

0,3

0,5 о,5

О, 4

0,5

0,45

0,07 15

0,03 20

0,03

0,07 16

o,o3 18 о,03 18

О, 02 16.

o,а3 17 о,а3 17

0,5 о,4

0,4 а,з о,3

0,3

0,5

0,5

0,5 давлении 530 кпа и выбранной мощности перемешивания 0,75 Вт/т составлял

0,75

6958 0,4

0,044 1873 "In (1 +-- — = )

0,053

= 0,00089 мз/(мин т), Длительность второго этапа при заданной конечной концентрации углерода 0,03 / и расходе кислорода 0,4 м /т мин составляла т 2 =-1,g In (0,4 0,03)+10=5,13 мин, Расход аргона на втором этапе продувки при выбранной мощности перемешивания 1,5 Вт/т и остаточном давлении 0,05 атм составлял

1„5

0 44 1873ln 1 + 6958 О;4 )

0,053

= 0,0018 v8/. (мин, r)

Результаты испытаний приведены в табл, Как видно из табл, на плавке М 1 получена повышенная конечная концентрация углерода вследствие того, что длительность обработки меньше, чем расчетная по уравнениям (1) и (2). На плавке ¹ 2 наблюдали повышенные потери хрома, а также большую длительность обработки, вследствие того, что длительность обработки больше, чем расчетная по уравнениям (1) и(2). На плавке ¹ 3 наблюдали повышенный угар хрома вследствие того, что расход кислорода был выше рекомендованного. На плавке № 4 получили выСокое конечное содержание углерода вследствие того, что расход кислорода для расчетной длительности обработки был ниже рекомендованного..На плавке ¹ 5 высокие потери хрома происходили из-за того; что для столь большого расхода кислорода мощность перемешивания за счет продувки аргоном была ниже рекомендованной, На плавке ¹ G происходили технологические характеристики и результаты коррооаионно-стойкой стали опасные выплески металла из ковша, вследствие слишком большой подводимой мощности перемешивания. Использование заявляемого технического решения (плавки № 7 — 9) позволяет снизить потери хрома, 5 уменьшить длительность обработки по сравнению с прототипй01;

Формула изобретения

Способ выплавки коррозионно-стойкой

10 стали, включающий выплавку полупродукта в дуговой печи, перелив расплава в рафинировочный ковш„продувку его под вакуумом кислородом сверху и аргоном снизу, раскисление расплава и корректировку соста15 ва, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса при одновременном снижении себестоимости стали за счет уменьшеяйя угара хрома, продувку расплава проводят в два этапа, на

20 первом из которых продолжительностью

<1 К1" +К2 (") где (С)н — начальная концентраЦия углерода, %;

25 Q — расход кислорода, м /(мин т);

К1 = 9 — 10 M /т; К2 = 10 — 11 мин, — Змпиз рические коэффициенты, кислород в расплав подают с расходом 0,6 — 0,8 м /(мин т), з а мощность перемешиванйя за счет продув30 ки аргоном составляет 0,65-1,0 Вт/т, а на втором этапе продолжительностью; т2 "= Кз In(Q (С)к) + К4, (2) где (C)p — заданное конечное содержание углерода, j;

35 Кз =- 1,1 — 1,3 т/мз, K4 = 9 — 11мин — эмпирические коэффициенты, кислород B расплав подают с расходом 0,4 — 0,5 м /мин, а мощность перемешивания за счет продувки аргоном составляет 1,35 — 1,65 Вт/т.

40 испытаний способа выплавки

1756366

Продолжение таблиць1

ПотеСпособ выплавки стали

Средний расход аргона ма/мин т

Даалеие над асплаом, гПа ри х рома,3 °

О 00064 О 69

Прототип

Предлагаемый

0,4

0,026 1873 30

1,66 0,73

1,66 0,64

1,66 0,88

1,66 0,45

0,83 0,65

3,0 0,65

1,35 0,56

1,65 0,73

1,5 0,64

Составитель Д. Сидоренко

Техред М,Моргентал Корректор,П. Гереши

Редактор Л. Волкова

Заказ 3063 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета г1о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,-1О1

2 .

4

6

8

Расход а ргона на втором этапе, ма/мин т

0,002 .0,002

0,002

0,002

0,001

0,003

0;0016

0,002

0,0018

Мощность переме шивания на втором этапе, Вт/т

Средий расход кисло" рода, м /мин

О, 0013

0,0013

0,0013

0,0013

0,0006

0,0018

0,0009

0,0013

0,0012

Средняя мощ" ность перемешивания

Вт/т

1,03

1,10

1,03

1,06

0,52

0,05

0,84

f,15

0,98 аачальая емпература еталаэ

0,05 1873

0,05 1883

0 05 1873

0,05 1863

0,05 1873

1893 1893

0,05 1973

0,05 1883

0,05 1873

Дли" тельность обработки, мин

22

24

24

22

О 9

2,2

2у1

0,8

2,3

1,0

0,8

1,0

lij