Способ рафинирования нержавеющейстали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Сеюз Советскнх

Соцнаннстнчесних

Республик б (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 291179 (21) 2844986/22-02 (5Ф)М. Кл.з с присоединением заявки М—

С 21 С 5/52

Гоеударствемиый комитет

СССР во делам изобретений и открытмй (23) Приоритет—

Опубликовано 150781. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 150781 (53) ÓÄÊ669. 187. .25(088.8) Ц.Л.Кацман, Л.Я.Рудашевский, В.С.ГаЛян, Ю.В.Уткин, Е.С. Голиков, P. В. Суэтин, E.ß.×åðíûàîâ,р.A.Гудим и Ю.Я. Мельников (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ НЕРЖАВЕЮЩИХ

СТАЛЕЙ

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано нри производстве нержавеющей стали.

Широко известны способы выплавки нержавеющей стали, которые предусмат ривают введение в состав шихты алюмосодержащих и магнезитосодержащих материалов с целью удешевления выплавки нержавеющих сталей, уменьшейия потерь хрома и улучшения качества металла. Они, основываются на улучшении шлакового режима периода плавления за счет повьтаения активности окислов хрома в шлаке (11..15

Однако окись магния образует с окисью хрома трудновосстановимые шпинелиды,тем савым приводя к потерям хрома. Кроме того, при исполь-, зовании магнезитосодержащих материалов шлаки получаются гетерогенными и вязкими. Это затрудняет проведение окислительной продувки. Струя кислорода, проходя через такой шлак, значительно ослабевает и слабо перемеши- 25 вает металл, ухудшая кинетические условия протекания процесса обезуглероживания и приводя к дополнительным потерям металла и легирующих. При этом также наблюдается ухудшение 30 усвоения кислорода и увеличение продолжительности плавки.

Наиболее близкий по технической сущности способ рафинирования нержа- веющих сталей, включающий присадку на подину перед завалкой извести, а также введение в состав шихты в качестве алюминийсодержащего материала желобного шлака электротермического силикоалюминия и хромсодержащик отходов и последующую окислительную продувку расплава. Соотношение желобного шлака, электротермического силикоалюминия и извести составляет

7,80-11,70 и 14,80-24,80.кг/т шихты соответственно (2).

Однако при введении желобного шлака электротермического силикоалюминия в завалку содержащиеся в нем алюминий и кремний окисляются во время плавления шихты и в период от начала продувки до начала интенсивного окисления углерода уже не несут защитных функций по отношению к легируюшим, например, к хрому. Этот способ не позволяет использовать 100% отходов своей марки стали (например 100% Б26), так как при окислении кремния, имеющегося в шихте и в желобном шлаке электротермического алюминия, обра846569 зуется большое количество двуокиси кремния, что приводит к образованию кислого шлака и большим потерям хрома. Невозможность использования

100% отходов своей марки стали приво- . дит к повыаенному расходу дорогих малоуглеродистых сплавов хрома.

Образующаяся при окислении крем ния шихты и желобного шлака силикоалюминия двуокись кремния взаимодействует с основной футеровкой печи и способствует ее повышенному износу.

Несмотря на оптимальный состав шйака по содержанию в нем AI 09, все таки часть SION.. взаимодействует с закисью хрома, образуя трудновосстановимые силикаты хрома. Это обстоя- Я тельство также увеличивает потери хрома.

Цель изобретения — снижение расхода малоуглеродистых сплавов хрома и сокращение потерь легирующих при 2О повышении стойкости футеровки плавильного агрегата.

Указанная цель достигается тем. что согласно способу, включающему введение в состав шихты хромсодержащих и алюминийсодержащих материалов, окислительную продувку расплава, в печь после расплавления 60-80% шихты вводят отходы алюминиевого производства, содержащие 0,1-1,0% кремния, в количестве 7-15 кг/т из 30 расчета получения общего содержания кремния в шихте 0,2-0,6%.

Для предохранения окисления хрома в периоды плавления и начала окислительной продувки (от начала продувки до начала интенсивного обезуглероживания) в состав шихты вводят кремнийсодержащие материалы. При окислении кремния образуется двуокись кремния, которая,.взаимодействуя с 40 окислом хрома, образует трудновосстанавливаемые силикаты хрома. Это обстоятельство приводит к понижению активности окислов хрома в шлаке и способствует переходу хрома из 4я металла в шлак. Увеличение добавок извести не приводит к значительному возрастанию основности шлака, а лишь увеличивает его количество. Кроме того, наличие больших количеств дву- кф окиси кремния в шлаке вызывает повышенный износ основной футеровки печи в районе шлакового пояса и ведет к возникновению аварийных ситуаций на печи. С учетом этого необходимо отказаться, т.е. исключить присадку кремнийсодержащих материалов в шихту.

Однако в связи с тем, что в хромсодержащих отходах, используемых в шихте, содержится кремний, то для понижения активности двуокиси крем- Щ ния, образующейся при окислении этого кремния, необходимо вводить в состав завалки известь. Для получения шлака достаточно основности, в зависимости от количества хромсодержащих отходов Я в шихте, количество извести изменяется от 3 до 12 кг/т. Минимальное, с точки зрения экономики и технологии, количество отходов своей марки стали, вводимых в шихту 0,20% кремния. При использовании 100% отходов своей марки стали максимально возможное расчетное содержание кремния составляет

0,60%. Для предохранения хрома от окисления и образования известковоглиноземистого шпака в шихту необходимо вводить алюминий. Так как первичный или вторичный алюминий дороги, то алюминий вводится в виде отходов алюминиевого производства, которые содержат, %:

А! 30-70

"9 2-5

Си с 0,5

РЬ (0,02

Sn (0,002

5 iOg. 1-3

Ai O Остальное

Введение в шихту алюминиевых отходов менее 7 кг/т не обеспечивает необходимой скорости подъема температуры и не предохраняет хром от окисления. Использование алюминиевых отходов в количестве более 15 кг/т приводит к повышению содержания А! 0% в шлаке более 20%. В этом случае, по законам термодинамики,А 0 начинает проявлять кислотные свойства по отношению к эакиси хрома и понижает,. ее активность в шлаке, что способствует увеличению потерь хрома. Введение алюминиевых отходов ранее, чем . расплавится 60% шкхты, приводит к преждевременному окислению алюминия и отсутствию его защитных свойств по отношению к хрому. При расплавлении более 80% шкхты начинается продувка расплава кислородом, и присадка алюминиевых отходов в это время не обеспечивает восстановление хрома, окисленного в период плавления.

При содержанки в алюминиевых отходах кремния в количестве более 1% наблюдается снижение эффективности использования предлагаемого способа выплавки. Получение алюминиевых отходов с содержанием кремния менее 0,1% затруднительно, ввиду наличия в них примесей кремния. Проведена серия опытных плавок по предлагаемому способу в 100 т дуговой печи при выплавке стали 08-12Х18Н10Т.

Выплавку ведут. следующим образом.

Состав шихты,%s отходы своей:марки стали (12Х18Н10Т) 80; 813 (лом и отходы конструкционных сталей, легирован-. ных никелем к хромом ГОСТ 2787-75)

16 углеродистый феррохром (ФХ800)

1,5, никель 1,5; известь 1,0. Расчетное содержание элементов в шихте, %:

Cr 15, 05

М! 9,5

Sl 0,48

846569

Износ футеровки в районе. шлакового пояса мм/за плавку

Количество отходов алю миниевого производства, кг/т

Расход малоуглероди того феррохрома, кг/т годного

Извлечение хрома, В

Расчетное содержание кремния в шихте, % Плавки

Количество расплавившейся шихты, Ъ

116870 7

117063 15

96683. 5

96694 20

116940 10

90,1 . 120

0,20

93,1

0,60

15

85,4

0,80

30

89,2

0,50

94,3

0,45

40

Формула изобретения

Составитель Л. Баркевич

ТехредМ:,Рейвес Корректор М. Пожо

Редактор М. Дылын

Заказ 5379/36 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

После расплавления 70% шихты на жидкий расплав задают 1200 кг отходов алюминиевого производства. Продувку расплава кислородом начинают при

1560 С и ведут по известной технологии. Шлак спускают самотеком от нача ла интенсивного обезуглероживания

Использование предлагаемого,,спо- ЗО соба рафинирования нержавеющей стали обеспечивает по сравнению с известными способами снижение расхода малоуглеродистых сплавов хрома на 510 кг/т; сокращение потерь:хрома эа З5, планку на 2-3 кг/т; экономию кремнийсодержащих ферросплавов в количестве

8=10 кг/т; повьиаение стойкости футеровки и снижение расхода заправочных материалов (магнезита), Способ рафинирования нержавеющей стали, включанщий введение в состав, 4 шихты хромсодержащих и алюминийсодо момента увеличения скорости окис:ления хрома. Доводку и легирование металла осуществляют по действукщей технологии.

Результаты отдельных плавок приведены в таблице. держащих материалов, окислительную продувку расплава, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью снижения расхода малоуглеродистых сплавов хрома, сокращения потерь легирующих и повьШения стойкости футеровки .плавильного агрегата, в печь после расплавления 60-80% шихты вводят отходы алюминиевого производства, содержащие 0,1-1,0% кремния, в коли-. честве 7-15 кг/т.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 655726, кл. С 21 С 5/52, 1979.

2. Еднерал Ф.Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., Металлургиздат, 1963, с. 212-213. г