Способ выплавки среднеи высокоуглеродистых легированных сталей

 

О П И,С А Н И Е

ИЗОВРВтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)986936

Союз Совет скнк

Соцнаннстнчесннк республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 01.04,81 (21) 3267541/22-02 с присоединением заявки М (23}Прнорнтет(51) N..К.а.

С 21 С 5/52

Геаудерстеенеье1 кеинтет

СССР ае делен езееретенкй н етерыткй

Опубликовано 07.01.83, Бюллетень М 1 (53) и (бб9.18..27(088.8,) .

Дата опубликования описания 09 01.,83

Н. Г. Гладьеаев, А. Г. Зубарев, А.А. и В.П. Саванн

/ лубев:„E..Í.

Ц

А ::- : „ 4 °;

Ф

Научно-производственное объединение тулачермет" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВИПЛАВКИ СРЕДНЕ"

И ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ

j1ff НР0ВАННМХ СТАЛЕЙ т

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к способам выплавки средне" и высокоуглеродистой легированной стали, преимущественно в дуговых сталеплавильных печах, и может быть также использовано при выплавке стали в конвертерах, качающихся мартеновских печах и других плавильных агрегатах, обеспечива-. ющих воэможность дискретного выпусто ка металла.

Известен способ выплавки средне- и высокоуглеродистой стали, включаю" щий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, обработку полупродукта углеродсодержащими добавками и ввод в науглероженный металл ферросплавов в сталеразливочном ковше 1 1.

Однако этот способ йе обеспечивает возможность перевода части полупро дукта перед вводом в него ферроспла:. вов в высокоуглеродистый расплав, зна2 чительно перегретый над точкой плавления и обладающий повышенной растворяющей способностью по отношению к тугоплавким легируюцим элементам, большинство из которых является карбидообразующими.

Известен способ получения стали, включающий выплавку железоуглеродистого полупродукта совместно с синтетическим шлаком в одной электропечи и жидкого лигатурного сплава в другой и ввод алюьюнля в ковш во время выпуска полупродукта перед смешиванием его с лигатурным расплавом 2).

Известен также способ получения легированной стали, включающий выплавку низ коуглеродистого полупродукта, лигатурного сплава и синтетического шлака в отдельных плавильных агрега" тах, слив синтетического шлака на дно сталеразливочного ковша и выпуск в него одновременно лигатурного сплава и полупродукта (3).

98693б

Рассмотренные выше два способа обеспечивают возможность получения легированной стали любого химического состава, однако необходимо при ... этом использование нескольких плавиль-з ных агрегатов, что существенно удоро- жает стоимость стали и создает значительные трудности в синхронизации

i производственных процессов.

Наиболее близиим по технической 10 сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплавки средне- и высокоуглеродистых низколегированных сталей, включающий обез» углероживание металла в сталеплавиль- М ном агрегате до содержания углерода ниже марочного его оодержания в готовой стали, разделение жидкого полу продукта на две части, науглерожива" ние, раскисление и легирование одной 20

Мз его частей и смещение полученного лигатурного сплава с полупродуктом 4).

Известный способ обеспечивает зна" чительное улучшение основных технико- « экономических показателей процесса вы-1 плавки легированной стали, однако не» достатками его являются ограниченные технологические возможности, в частности, затруднение выплавки сложнолегированных марок стаЛи с высоким содержанием тугоплавких легирующих элементов из-за дефицита тепла, обусловленного внепечным науглероживанием и легированием металла; сложность 35 оптимизации процесса выплавки стали вследствие трудности получения стабильных результатов по науглероживанию и легированию части полупродукта в ковше и практической невозможности 4 современного корректирования химического состава лигатуры; значительные тепловые потери вследствие слива в ковш относительно небольшого (0,2"

0,5 от веса плавки),количества полупродукта на первой стадии выпуска

Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа и оптимизация процесса выплавки стали.

Поставленная цель достигается тем, в что в известном способе выплавки сред не" и высокоуглеродистых легированных сталей, включающем обезуглерожива" ние металла в стапеплавильном агрега" те до содержания углерода ниже мароч- 5s ного его содержания в готовой стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание, раскисление и легирование одной из его частей и смешение полученного лигатурного сплава с полупродуктом, из сталеплавильного агрегата в ковш выпускаf ют 0,5-0,8 полупродукта, а науглероживание, раскисление и легирование остальной части полупродукта производят в сталеплавильном агрегате.

Смешение лигатурного сплава с полупродуктом производят в сталеплавильном агрегате.

Перед смешением полупродукта с лигатурным сплавом на поверхность полупродукта вводят шлакообразующую смесь.

Слив из стапеплавильного агрегата в ковш 0,5-0,8 частей полупродукта на первой стадии выпуска обеспечивает в сталеплавильной ванне. остаток полупродукта в количестве 0,2-0,5 от общего веса плавки, которого достаточно для того, чтобы в результате проведения комплекса технологических операций науглероживания, раскисления и легирования в той we последовательности, как в известном способе, получить лигатурный сплав требуемого химического состава. Проведение же этих операций непосредственно в стале. плавильном агрегате позволяет регулировать состав и температуру лигатур" ного сплава в широких диапазонах.

Кроме того, выпуск в ковш большей час ти полупродукта уменьшает тепловые потери в сталеразливочном ковше.

Смешение лигатурного сплава с по-, лупродуктом в сталеплавильном агрега" те позволяет дополнительно извлечь из шлака ценные легирующие элементы, частично окисленные кислородом низкоуглеродистого полупродукта при его смешении с лигатурой. В сталеразливочном ковше процесс окисления части легирующих элементов лигатурного. сплава кислородом полупродукта практичес" ки необратим.

Ввод шлакообразующей смеси на поверхность полупродукта в ковше перед смешением полупродукта и лигатурным сплавом дает дополнительный эффект рафинирования металла.от неметалли" ческих включений и серы при исполь" зовании для получения легированной стали одного плавильного агрегата.

Выплавку средне" и высокоуглеродистнх легированных сталей производят в 20"тонной основной дуговой сталеплавильной печи.

36 б чего полупродукт содержит 0,73 С и

2Ф Ип. Науглероживают марганецсодержа" щий полупродукт до 1,53 С с учетом углерода, который будет внесен ферросплавами, окисляют алюминием и вводят расчетное количество Ферросплавов .в следующей .последовательности: Ферромолибден (603 Ио, „„= I800 С), фер" рохром (703 Су, фп = 1650 С),, Ферросилиций {453, вл = 1326 С .

Полученный в печи лигатурный сплав имеет следующий химический состав:

1э53 Сэ5,2Я %3 э 2м0 М" ° 25>754 С -

6,75,". Ио, 0,13 А1, 0,030 Р, 0,005:,, остальное - железо. При температуре лигатурного сплава 1620 С его выпускают в ковш и перемешивают с полупродуктом с помощью аргонной продувки.

Готовая сталь при 1600 С имеет среднемарочный химический состав и незначительное содержание вредных примесей, неметаллических включений и газов.

При выплавке сложнолегированных марок стали, содержащих повышенное количество легкоокисляющихся элементов, переиешивание лигатурного сплава с полупродуктом наиболее целесообразно производить непосредственно в электропечи. 8 этих условиях часть легирующих элементов, окйсленная кислородом низкоуглеродистого полупродукта при смеи ении лигатурного сплава и полупро дукта, может быть достаточно полно восстановлена из шлака путем его обработки восстановительной смесью.

При выплавке легированной стали в двух электропечах по данному способу среднечасовое производство металла увеличивается на 103 по сравнению с базовой технологией. В результате увеличения производительности сталеплавильных агрегатов на 103 условно-постоянные расходы по переделу снижают-ся на следующую величину:

5 - 9869

П р.и м е р .1. Выплавляют леги". . рованную инструментальную сталь, содержащую 1,25-1,5Â C, «» 0,33 Йп, 0 ЗФ Si, 0,4-0,73 Cr, 4,5"5,5Ж

bl, 0 15-0,303 i, 0,25 t ai, w 0,0303 S, < 0,0303 Р.

Йихтовку плавки производят из рас чета получения металла по расплавлении 0,5"0,6Ж С. Обезуглероживание металла производят до 0,13 С, что обеспечивает возможность осуществле" ния глубокой дефосфорации металла

При температуре полупродукта 1600 С из печи выпускают 10 т металла и sso" дят в ковш 200 кг экзотермической шлакообразующей смеси из извести, плавикового шпата, алюминия и натриевой селитры при соотношении компонентов 14:4:l 1. Оставшийся в печи полу" продукт науглероживают до 2,73 С с учетом углерода, который будет внесен с Ферросплавами, раскисляют алминием и вводят расчетное количество ле" гирукицих материалов в следующей последовательности: Ферровольйрам (70Ь.>>

+пА = 2600 С), йеррохром (703 Cv. пл == 165 С), Феррованадии (ЗМ Vý

1 450 С). Полученный в печи лига- вл

М турный сплав имеет следующии химический состав: 2 7Ж С, 103 М, 1,13 Сг, зо

0,44". Ч, 0,02 А1, 0,15ж Ь11, 0,103 йи, 0,0303 Р, 0,0063 S, остальное - железо (кремний и марганец вйесен с лига- турными добавками).

При температуре лигатурного сплаваэ>

1600 С его вьпускают s ковш и перемешивают с полупродуктом с помощью арговной продувки. Готовая сталь при

1570 С имеет среднемарочный химичес. кий состав и незначительное содержа-; в ние вредных примесей, неметалличес" ких включений и газов.

Пример 2. Выплавляют легиро . ванную конструкционную сталь, содержащую 0 ° 35-0,403 С, 0,9"1 23 91

0,3"0,53 Ни, 4,8"5,53 Ск, 1,2"1,53 0 773 1

Ио, 0,053 .э, а 0,0253.P.

Иихтовку..плавки производят из расчета получения-в металле по расплавлении 0,4-0,53 С. Обезуглероживание ме30 ,талла производят до 0,13 С., При тем" пературе полупродукта 1650 С иэ печи выпускают 16 т металла и вводят в ковш 200 кг экэотермической шлакообразующей смеси того же состава. Ос" тавшийся в печи полупродукт науглероживают до 0,53 С и вводят в печь

0,11 т 753"ного ферромарганца, после

+ (1 " 0,773) ° 18,39 - 1,3 руб., где 0 773 " доля постоянной части в расходе по переделу; "., 100 " производство стали в настоящее время, 110 " ожидаемое производство стали, 3.

В результате замены специально при. готовленного- в печи синтетического алака шлакообразующей смесью экономится .около 0,5 руб,/т стали. Эконо-

7 . 9869 мический эффект ориентировочно составляет 1,8 руб/т стали.

Формула изобретения 5

1. Способ выплавки средне- и высркоуглеродистых легированных сталей, включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержа в ния углерода ниже марочного его соединения в готовой стали, разделение жидкого полупродукта на две части, науглероживание, раскисление и легирование одной из его частей и смешение полученного лигатурного сплава с полупродуктом, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа и оптимизации процесса выплавки стали, из 20 сталеплавильного агрегата в ковш выпускают 0,5"0 8 полупродукта, а науглероживание, раскисление и легиро-

36 8 ванне остальной части полупродукта про изводят в сталеплавильном агрегате.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что смешение лигатур" ного сплава с полупродуктом производятт в ст алепла вил ьном агрегате.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что перед смешением полупродукта с лигатурным сплавом на поверхность полупродукта вводят шлакообразующую смесь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сидоренко И.ф. Теория и практика продувки металла порошками. И., "Иеталлургия", 1979, с. 195.

2. Авторское свидетельство СССР

М 490835, -кл. С 21 С 5/52, 1974. .3. Авторское свидетельство СССР

М 269179, кл. C 21 С 5/56, l968.

4. Авторское свидетельство СССР и 2720529, кл. С 21 C 5/5, 1979 °

Составитель А. Щербаков

Редактор К. Волощук Техред T.Ìàòî÷êà Коооектоо Е. Рошко

Заказ 10213/3 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11303 Иосква И-35 Рачшская наб. л. 4/5

»» ° «е»%»% % 4 ° ° ю Jt» ««% А э ъ»» »«» «»«L»8 «»

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