Способ выплавки стали и сплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистичесник

Респубнин

<11950775 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 01. 81(21) 3234337/22-02

t51)hh Кй з с присоединением заявки М—

С 21 С 5/52

Государственный комитет .

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 669 187 .25(088.8) Опубликовано 150882. Бюллетень М30

Дата опубликования описания 15.08.82 (72) Авторы изобретения,с, / (71) Заявитель (54) СПОСОБ BMIJIABKH СТАЛИ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переделе в дуговых электропечах сложнолегированных металлоотходов, в том числе буровых долот, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен способ выплавки стали, включающий расплавление легированных металлоотходов, продувку металла кислородом, скачнвание окислительного шлака и последующую доводку металла до заданного химического состава (1).

При выплавке сталей и сплавов по известному способу используется ограниченное количество металлоотходов, со-15 держащих легирующие элементы, входящие в состав выплавляемого металла.

В процессе плавки окисляется и теряется со шлаком 20-40% хрома и 10-50% вольфрама и увеличивается расход

20 ферросплавов при выплавке сталей и сплавов.

30

Наиболее близким к предлагаемому является способ рафинирования от молибдена стали с высоким содержанием никеля и (или) кобальта, заключающийся в расплавлении, окислительном рафинировании металла при температуре 1500-1650ОС, обработке его npu температуре 1400-1550оC двойным окислом (содержащим, по крайней мере, один основной окисел из группы щелочных и щелочноземельных металлов и один кислотный окисел) и, по крайней мера, одним окислителем из группы, вкюпочающей твердый окислитель, газообразный кислород, богатый кислородом газ и их смесь для образования двойI .ной соли окислов молибдена с после-! дующим удалением и использованием шлака 2).

При выплавке металла по данному способу не достигается достаточно высокая степень рафинирования его от хрома, вольфрама н других легирующих элементов и не обеспечивается эффективное использование при выплавке стали и сплавов сложнолегированных металлоотходов.

Целью изобретения являетея более полное использование сложнолегированньпс металлоотходов, повькаенне степени рафинирования металла от легирующих элементов.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе выплавки стали я сплавов, включающем расплавление, окислительное рафийирование при 15001650 С, обработку металла шпакообразующими и газообразнькк кислородом, 950775 удаление шлака у металл об а эатыюсаюх галоген ной солью щелочного и (или) щелочноземельного металла в количестве 3 + 15 кг/т, при этом цикл обра- ботки металла и удаления шлака, повторяют. от 1 до 2 раэ. 5

Расплав может быть обработан смесью галогенной соли щелочного и/или шелочноэемельного металла с глиноземом, взятых в соотношении l0 от 3 до 5.

Использование в качестве шлакообраэуюших при обработке металла галогенной соли щелочного и/или шелочноземельного металла в количестве 3 +

+ 15 кг/т обеспечивает в процессе последующей продувки металла газообразным кислородом быстрое формирование жидкоподвижного шлака с высокой рафинируюшей способностью в отношении хрома, вольфрама и других легирующих элементов. Это позволяет эффективнее исполЬэовать сложнолегированные металлоотходы, повысить степень рафинирования металла и снизить расход ферросплавов при выплавке сталей и сплавов при дальнейшем использовании шлака. .При обработке металла галогенной солью щелочного и/или шелочноэемельного металлов в количестве менее

3 кг/т уменьшается жидкоподвижность и количество шлака, что не обеспечивает повышения степени рафинирования металла от легируюш ;х элементов.

Обработка металла солью щелочного и/или щелочноземельного металла в количестве более 25 кг/т не приводит к повышению степени рафинирования металла от хрома, вольфрама и других легирующих элементов. При этом40 увеличивается расход шлакообразующих материалов и трудоемкость обработки металла.

Повторение цикла обработки металла шлакообразуюшими и газообразным кислородом и скачивания шлака от 1

45 до 3-х раз позволяет повысить степень рафинирования металла от хрома, вольфрама и других легирэлементов, более полно использовать сложнолегированные отходы при выплавке стали и спла. вов.

При отсутствии повторного цикла обработки металла и скачивания шлака не достигается глубокое рафинирование металла от хрома, вольфрама и других легирующих элементов, затрудняется получение иэ сложнолегированных металлоотходов стали или сплава, не содержащего указанных элементов (например, сталь 17НЗМА). 60

Повторение цикла обработки металла и скачивания шлака более 3-х раз не приводит к повышению степени рафинирования металла от легирующих элементов, но увеличивает трудоемкость 65 и продолжительность процесса. Обработка расплава смесью галогенной соли щелочного и/или щелочноэемельного металла и глинозема в соотношении от

3 до -5 позволяет дополнительно повысить степень рафинирования металла ьт хрома и вольфрама и эффективнееиспользовать сложнолегированные металлоатходы при выплавке стали и сплавов.

Снижение соотношения между галогенной солью и глиноземом менее 3 уменьшает рафинирующую способность шпака и степень рафинирования металла от хрома, вольфрама и других легируюших элементов.

Повышение соотношения между галогенной солью и глиноземом более 5 не повышает степень рафинирования металла от хрома, вольфрама и др, легирующих элементов.

Пример. В 30-тонной дуговой электропечи переплавляют шихту (бывшие в употреблении буровые долота) из хромоникельмолибденовой стали типа 14Х2НЗМА с ввертышами из карбида вольфрама.

Содержание легирующих элементов в шихте составляет, Ъ: хром до 1,6, вольфрам до 4, никель до 3,5, молибден до 0,4.

По расплавлении 70-80% шихты металл продувают кислородом через футерованную трубу диаметром 3/4. После расплавления металла присаживают хлористый натрий или фтористый кальций, или смесь глинозема с хлористым натрием и фтористым кальцием в различных соотношениях.

Расплав продувают кислородом до сформирования жидкоподвижного шлака и скачивают его полностью. Укаэанный цикл, включаюший обработку расплава и удаление шлака, повторяли различное количество раз.

Из железоникельмолибденового полупродукта выплавляют сталь марки

17НЗМА. Шлак, содержаший окислы вольфрама и хрома, после удаления, охлаждения и разделки используют для легирования вольфрамсодержащей стали

ХбВФ.

Результаты, полученные при опробовании испытаний предлагаемого и известного способов выплавки сталей и сплавов, приведены в таблице.

Выплавка металла по предлагаемому способу позволяет более эффективно использовать все имеющиеся в наличии сложнолегированные металлоотходы, содержашие хром, вольфрам, никель, молибден и др. легируюшие элементы.

При этом достигается высокая степень рафинирования металла от хрома и вольфрама и др. легирующих элементов и снижается расход ферросплавов за счет использования шпака при выплавке сталей и сплавов. Экономическая

950775

Х6Вф вольфрамсодержащим шлаком составляет 104,8 руб. на тонну полученной стали. имсостав полуодукта после ислительного финирования

Расход шпакообразуюших, кг/т

Соотношение между солью и глиноземом

Способ выплавки

Cr W

1 0,85 2,33

2 0,78 2,01

0,16

0,20

0,41 1,48

0,11 0,15

0,14

0,17

0,19

0,18

ИаСЗ

0,72 2,12

0,17 0,19

0,36 1,29

0,18

0,12

CaF

0,44

0,41

О, 15 0,.18

0,13

0,20

NaC2 + CaF 17

0,11 0 16

0,69

1,88

15

0,11

0,15

ХаС2 + СaF<+

+ AR O

0,13 0,14 эффективность от применения предлага. емого способа за счет полной замены ферровольфрама при выплавке стали

Шлакообразуюшие, используемые для обработки металла

Известный СаО + S10

Предлагаемый

Кратность цикла обработки. металла и удаления шлака

0,10 0,17

0,12 0 16

0,80 1,96

0,18 0,20

0 15 0,16

0,31 0,98

0,36 1,11

0,46 1 31

0,14 0,18

0,15 0,17

950775

Формула изобретения

Составитель Л. Иагаюмоэа

Редактор Л. Повхан Техред М.Надь Корректор C. Шекмар

Ю»

Эакаэ 5900/29 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Способ выплавки стали и сплавов, включающий расплавление, окислительное рафинирование при 1500-1650©С, обработку металла шпакообразующими ,и газообразным кислородом, удаление шпака, отличающийся тем, что, с целью обеспечения более полного использования сложнолегированных металлоотходов, повышения степе)О ни рафинирования металла, металл об,рабатывают галогенной солью щелочно го и/или щелочноземельного металла в количестве 3-15 кг/т, при этом цикл обработки металла и удаления шлака повторяют от 1 до 3;раэ.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что расплав обрабатывают смесью галогенной соли щелочного и/или щелочноземельного металла с глиноземом, взятых в соотнощении от 3 до 5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поволоцкий ц. Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., "Металлургия", 1974, с. 239.

2. Патент COIA Р 3867133 кл. С 21 С 7/04, опублик. 1975.