Способ выплавки никельсодержащихсталей и сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистические

Реслублии (iii823433 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

С 21 С 5/52 (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2801734/22-02 с присоединением заявки И

Гесудерстееиный комитет

СССР (23) Приоритетдо делам изобретений и открытий (53) УДК 669. .18.27 (088.8) Опубликовано 23.04.81. Бюллетень М15

Дата опубликования описания 23.04.81

l1. И. Рыжонков, С. Н. Падерин, Г. В. Серов, С. И. Чемерис, B. А. Колчанов, В. С. Римкевич, В. М. Караваев, Д. К, Косырев, E. Н. Банденков, К. Я. Федоткин и А. П. Сисев (?2) Авторы изобретения

Изобретение относится к черной метал лургии и может:быть использовано при выплавке никельсодержаших сталей и сплавов с применением продувки расплавленного металла кислороцом или газокисло5 родмэн смесью.

Одним из важных процессов при производстве металла в сталеплавильных агрегатах является окисление примесей, растворенных в металлической ванне (в тО первую очерець углерода. и в отдельных случаях кремния, марганца и т. ц.) Рафинирование металла от этих элементов обеспечивается кислородом, поступают5 шим либо из атмосферы печи, либо из кислородного или газокислородного дутья, либо из присаживаемой железной руды и окалины, либо из всех источников одновременно. При использовании в качестве твердого окислителя железной руцы практически невозможно постигнуть содержа» ния углероца в расплаве менее 0,03% и цостаточно эффективно проводить процесс

2 обезуглероживания хромосодержащего расплава.

Известен способ использования в качестве окислителя закиси никеля цля металлических расплавов (в том.числе, соцержащих хром). В этом случае процесс характеризуется более высокой скоростью обезуглероживания. Никель в раси» лаве повышае скорость окисления углерода и понижает угар хрома. Это объясняется повышением активности углерода в присутствии никеля fl).

Однако при повышенном содержании хрома в расплаве эффективное оксиление углероца газообразным кислородом происходит лишь до определенных прецвлов (0,15-0,20%), после чего дальнейшее использование кислорода приводит к повышенному угару всех элементов металлической ванны и значительному понижению скорости обвзуглвроживания..

Наиболвв близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства

Таблица 1

0,05

0,2

0,8

3 82 низкоуглеродистой нержавеющей стали, включающий применение твердого окислил теля и электромагнитное перемешивание, согласно которому для получения особо низкоуглеродистой нержавеющей стали (С 0,02%) плавку осуществляют в вакуумной индукционной печи с введением в завалку твердого окислителя в вице закиси никеля. После расплавления металла поверить жидкой ванны Обдувают окисликальным лалом f2 j.

Недостатком данного способа является невозможность или малая эффективность- использования твердого окислителя (закиси никеля) .в случае применения исходной шихты с высоким содержанием углерода (более 0,5%) с вводом закиси никеля и завалку из-эа бурного протекания процесса, что приводит к черезмерному разрушению футеровки сталеплавильного агрегата и создание опасных условий труда и потерь металла из-эа его выбросов.

Бель изобретения - снижение потерь металла, создание безопасных условий труда и увеличение срока службы футеровки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе выплавки ниэкоуглеродистой нержавеющей стали, включающем использование в качестве твердого окислителя закиси никеля, высокоуглеродистый расплав с содержанием углерода более 0,5 предварительно продувается киспородом или гаэокислородной смесью до содержания углерода 0>08-0,15, а затем допол» нительно обрабатывается жидкий расплав закисью никеля в количестве 0,5-10,0 кг/т.

3433 4 онной поверхности, в результате чего увеличивается скорость процесса обезуглероживания расплава, протекающего как в объеме, так и на поверхности.

Кроме того, введение в расплав твердой фазы дает дополнительный импульс к облегчению зарождения газовой фазы (CO), что приводит к резкому увеличению скорости и глубины завершающей фазы процесса обеэуглероживания. Реализация данного процесса не влечет за собой дополнительные потери хрома или других металлических составляющих. Снижение количества углерода ниже 0,08 приво15 дит к повышенному угару хрома при понижении скорости обезуглероживания, а при увеличении свыше 0,15% процесс обезуглероживания проходит при сравнительно высокой скорости обезуглероживания и незначительном угаре хрома.

Пример . Расплав содержит,%: хрома 18, никеля 10 и углерода 0,10.

Проводят присадку в сочетании с газокислородной продувкой с интенсивностью

25 3

0,8 м /т. СмесЬ состоит из 50% кислорода и 50% аргона., В табл. 1 показана зависимость степени обезуглероживания от количества закиси никеля. зо Кроме того, закись никеля может быть дана на шлак перильца расплавления с использованием кислорода без его обновления, либо после частичного или полного удаления этого шлака, а также может быть введена в ванну в потоке газокислородной смеси во время продувки металла.

Закись никеля может быть введена в объем металла или на поверхность металлической ванны.

В завершающем периоде процесса обезуглероживания, когда в условиях низких. содержаний углерода резко снижается интенсивность перемешивания ванны (кипение ванны) выделяющимися пузырьками

СО, резко снижается реакционная поверх-, ность, и, скорость процесса значительно замедляется. Применение твердой закиси никеля в сочетании с газокислородной ! продувкой дает резкое увеличение реакци0,3

0,5

1;0

3,0

1,2

0;020

0,015

5,0

1,5

8,0

2,0

0,014

3,2, 0,015

" 0,015

3,5

5,2

Как видно из табл. 1, оптимальная концентрация достигается при использо55 ванин закиси никеля в пределах 0,510 кг/т металла. При меньших количествах процесс не достигает достаточной глубины по степени обезуглероживания.

0,032

40 0,034

0,025

0,022

10,0

12,0

14,0

0,75 .

0,90

0,97

При увеличении количества закиси никеля более 10 кг/т процесс. сопровождается увеличением потерь хрома и не дает к . желаемого эффекта по степени обезугле роживания.

Способ может быть осуществлен в электродуговой печи при выплавке хромо. содержащих нержавеющих и др. сталей. Продувку металла начинают чистым кислородом и ведут до содержания углерода 0,08 0,157о .при 1800 С. Далее на металл присаживают закись никеля в количестве 0,15-10 кг/т, определяемом составом металлической ванны и необходимой степенью дальнейшего обеэугле- 1 роживания. После присадки закиси никеля металл продувают газокислородной смесью кислорода и аргона или чистым кйслоро дом; Закись никеля присаживают на шлак либо после .его предварительного скачивания или частичного подкачивания.

234фй

Таблица 2

0,6

0,8

0,5

0,8

0,4

О, 3

0,4

0,4

0,2

0,4

0,4

0,15

0,1

0,4

0,07

0,4

0,05

0,4

0,03

2О.)

0,025

0,4

0,4

0,012

0,4

0,5 0,5 . 0,5

0,15

0,012

0,5 0,5 0,5 .

$0 Формула изобретения

В табл. 2 приведены способы реализации процесса, включающие введение в металл NiO при газовой продувке при достижении определенных значений углерода.

Использование предлагаемого способа выплавки никельсодержащих сталей и сплавов обеспечивает по сравнению с нз; вестными следующие преимущества; а) возможность получения в готовом металле углерода не более 0,03% по тех нологии с использованием хромосодержащих сплавов при выплавке в цуговых электропечах; б) снижение безвозвратных потерь хрома; в) экономию никеля эа счет исполь зования более дешевой закиси никеля, В табл. 3 приведены вариантй реализации процесса, включающие Различные ,. способы ввода NjO и.его количество в зависимости от наличия продувки или без нее.

Та блина . 3 г) улучшение условий труда за счет. снижения пылеобразования íà завершаю -. щем этапе продувки.

1 ° Способ выплавки никельсодержащих сталей н сплавов в дуговых печах, включающий завалку металлической шихты и расплавление металла с обработкой кислородом или его смесями, о т л и«ч а ю шийся тем, что, с целью снижения угара легирующих, дополнительного легирования металла, повышения

823433 качества металла и увеличения срока службы футеровки печи, при достижении концентрации углерода 0,08-0,15% расплав обрабатывают закисью никеля в количестве 0,5-10 кг/т.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что закись никеля вводят в кислородную или Г&зокислородную f смесь.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что закись никеля присаживают на шлак периода расплавления.

4. Способпопп. 1-3, отл ич а ю шийся тем, что закись никеля присаживают после скачивания 2050% шлака периода расплавления.

5. Способ по пп. 1 - 4, о т л и ч аю шийся тем, что закись никеля присаживают после полного скачивания шлака периода расплавления, Источники информации, Io принятые во внимание. при экспертизе

1. Исследование процесса электроплавки. М., МиСиС, 1949, с. 51-58.

2. Авторское свидетельство СССР

М 199171, к . С 21 С 5 - 52, 1967;

Составитель А. Шербаков

Редактор Г. Кацалап Техред Н.Баб ка Корректор М Шароши

Заказ 2006/33 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.,Ужгород, ул. Проектная, 4