Способ производства азотсодержащей стали
О П -И-"4Р -А=":и-И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6Ц Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0604?7 (21) 2473532/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.11.?8.Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 10.11.78 (51) М. Кл.
С 21 С 5/52
РС 21 С 7/00
Государственный коиитсг
Совета Министров СССР по делаи изобретений и открытий (53) УДК 621. 745 (088.8) (72) Авторы В.A. Салаутин, Б. Я . Валдаев, P .М. Мыльников, С. В. Климов, ИЗОбрЕтЕИИя А.Ф.Каблуковский, Э.В.Ткаченко, О.Е.Молчанов и Ю.A.Çàòàêoâîé
Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно(Я) Заявитель исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТBA АЗОТСОДЕРЖАЩЕЯ СТАЛИ
Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству азотсодержащих низколегированных и легированных сталей и сплавов.
Известен способ производства азот- б содержащих сталей, например в дуговых печах, при котором аэотированный феррохром вводят после легирования металла марганцем,и хромом (1) . усвоение азота при этом составля- 10 ет 60-?ОЪ. Такое низкое усвоение азота объясняется тем, что при введении азотированного феррохрома образуется область металла, пересыщенная азотом (в феррохроме до 10% аэо- lS та) и последний, не усваиваясь металлом, переходит в газовую фазу.
Известен способ производства азот" содержащей стали, предусматривающий частичное легирование металла азотом 20 в печи, а остальное в ковше 2) .
Способ не обеспечивает должного усвоения азота по той же причине.
Кроме того, известные методы не предусматривают глубокого раскисления 25 металла в момент его легирования азотом, что является определяющим для усвоения азота. Поскольку азот является поверхностно-активным элементом, степень азотации в микрообь- ЗО еме существенно зависит от уровня концентрации в нем кислорода.
Известен способ производства аэотсодержащей стали, при котором после расплавления шихты, окисления примесей кислородом, проведения раскисления и легирования металла, последний выпускают в ковш, на дно которого предварительно загружают аэотированный марганец и алюминий (3) .
Недостатками этого способа являются малое усвоение азота — 20-40%," большие колебания в конечном содержании азота (от 0,013 до 0,035%); низкий выход годной стали — иэ-за получения недостаточного содержания азота в стали или вследствие не )довлетворительной макроструктуры при высоких (выше 0,025Ъ) содержаниях азота.
Целью изобретения является повышение степени усвоения азота, снижение содержания серы, повышение выхода годной стали.
Эта цель достигается эа счет того, что металл во время выпуска в ковш, раскисляют алюминием в количестве 0,3-4 кг/т, переливают металл и шлак во второй ковш с одновременным введением в металл 0,1-1,5 кг/т,631539
ЦНИИПИ Заказ 6290/27 Тираж 674 Подписное
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 кальция, 0,5-3,0 кг/т нитридообра-. зующего элемента и 1-25 кг/л азотсодержащего материала.
Введение в технологию выплавки операции перелива позволяет дополнительно получать 0,002-0,007% азота эа счет инжекции струей воздуха и 5 понизить концентрацию серы в стали обработки шлаком, При этапы повышается усвоение азота эа счет предварительного раскисления металла алюминием. Введение кальция ка.-.". наи- Ц) более сильного раскислителя и модификатора позволяет также повысить усвоение азота н, кроме того, модифицировать сталь, т.е. понизить концентрацию серы, округлить неметаллические включения в стали изменить форму присутствия в ней сульфидны:-. включений.
Наличие в момент легирования ста.ли нитридообразующих элементов (ванадий, титан, ниобий и др.) позволяет повысить усвоение азота и связать его с нужным в каждом конкретном случае элементом, повышая тем самым механические свойства стали и выход годнягоа Совмещение ввода кальция с
:пе2эеливом позволяет существенно по-. низить содержание-серы. Указанные количества элементов и материалов позволяют производить азотсодержащие марки во всем диапазоне соотношения 30 компонентов в стали и применять имеющиеся ферросплавы и материалы с достаточной эффективностью легирования металла азотом и десульфурацией cтали 38
Ниже даны варианты осуществления изобретения.
Вариант 1. При выплавке стали
17Г2АФ в 100-тонную дуговую печь загружают скрап, чугун, известь (20 кг/т), железорудные материалы .(20 кг/т) . По расплавлении шихты в печь для удаления фосфора и углерода вводят железорудные материалы (15 кг/т) и известь (10 кг/т) . После продувки металла кислородом металл легируют кремнием и марганцем, раскисляют порошком ферросилиция и алюминия и выпускают в ковш. На.дно ковша загружают 30 кг вторичного алюминия. После выпуска металл и шлак через носок переливают во второй ковш, установленный на стенде.
В процессе перелива в -металл второго ковша вводят 20 кг кальция в виде сплава с кремнием, 200 кг пятидесятипроцентного феррованадия н
100 кг азотированного марганца. Усвоение азота составило 96%, ванадия
1ООЪ. Ударная вязкость готового лис2 О та составила 14 кгм/см при 60 С. 60
Выход годного 98%. Содержание серы в стали снизилось эа время перелива с 0,016 до 0,0043.
Вариант 2. При выплавке стали
16Г2йФ в 100 тонную дуговую печи загружают скрап, чугун, известь (20 кг/т), железорудные материалы (20 кг/т) . По расплавлении шихты s печь для удаления фосфора и углерода вводят железорудные материалы (15 кг/T} и (10 кг/т} . После продузки металла кислородом металл легиру ют кремнием и марганцем, раскисляют порошком ферросилиция и выпускают в ковш. На дно ковша присаживают
200 кг чушкового алюминия. После выпуска металл и шлак переливают через носок во второй ковш. В процессе перелива в металл вводят 100 кг кальция в виде сплава с кремнием и железом, 300 кг феррованадия и 1000 кг цианамида кальция. Усвоение азота составило 92Ъ, ванадия 100Ъ. Ударная, вяэкос .ь листа составила 16 кгм/см и при — 60 С. Выход годного 100%. Содержание серы и стали снизилось с
0,012 до О,ооза.
Вариант 3. При выплавке стали .25Х17Н4Г15АФ2 s 100-тонной дуговой печи после расплавления шихты, окисления примесей кислородом, легирования и раскисления металл выпускают в ковш. После выпуска в металл на штанге вводят 400 кг алюминия и затем переливают совместно со шлаком во второй ковш. В металл в процессе перелива вводят 150 кг кальция, 280 кг феррованадия и 2000 кг селитры (ЙаИОз) . СодеРжание азота за время перелива возросло на 0,34% абс.
Маркировочное содержание азота составило 0,363. Выход годного составил 93%. Содержание серы в стали снис 0 020 до 0 011%, Формула изобретения
Способ производства аэотсодержащей стали, включающий расплавление шихты, окисление примесей кислородом, легирование, раскисление алюминием в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в ковш, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения усвоения азота, степени десульфурации и выхода годного, 0Ä3-4 кг/т алюминия вводят в металл во время выпуска в ковш, а затем переливают металл и шлак в другой ковш, и в процессе перелива вводят 0 1-1,5 кг/т кальция, 0,5-3,0 кг/т нитридообраэующего элемента и 1-25 кг/т азотсодержащего материала.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Сталь, Р 5, 1969, с. 414.
2. Отчет ЦНИИЧМ арх. Р 3140, 1964.
3. Бюллетень ПНИИЧИ Ф 8, 1976 с. 38.
