Способ рафинирования стали и сплавов

 

(72) Авторы изобретения

В. Т. Якубов, О. Н. Крепышев и В. А. Корнилов

/, / .:/ (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ И СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано дпя получения стали с низким содержанием вредных примесей, неметаллических включений и газов.

Известен способ разливки стали, при

5 котором металл в продессе разливки пропускают через огнеупорный фильтр, разогретый до 1200 - 140д С ) 1) . ,Недостатком известного способа является, то что он позволяет удалять из ста1в пи только крупные и средние неметаллические включения (бопее 100 мк), но не может обеспечить удаление более мелких неметаллических включений, а также качественную очистку металле от таких вред- g ных примесей, как фосфор, сера, мышьяк, сурьма, висмут и др.

Известно, что прн обработке нержаваюшей стали шлаком состава 90% CaF j и 10% Са содержание фосфоре снижается го с 0,03 до 0,01%(2) .

Наиболее близким по технической cymности и достит аемому результату к яэоб ретению является способ рафинирования

2 стали и сплавов, включающий фильтрование металла (3)

Недостатком известных способов является, то, что активный шпакометаллический расплав, состоящий из дорогостоящих компонентов, используется неэффективно, так как значительная его часть идет на взаимодействие с крупными неметапличес» кими включениями.

Ileaa изобретения — повышение качества металла и уменьшение расхода шлакометаппической смеси.

Указанная дель достигается тем, что в известном способе рафинирования стали и сплавов, включающем фильтрование металла, согласно изобретению, метали после фильтрования пропускают через слой активного шлако-металлического расплава.

Рафинирование металла осуществляют в вакууме ипи нейтральной атмосфере.

При этом осуществляется эффективная сорбпионная очистка жидкого металла от неметаплических включениЯ в пропессе его прохождения через фильтр, а затем от

3 9869 вредных примесей и газов при прохождении капель металла через слой активного шлако-металлического расплава. Только фильтрование не обеспечивает рафинирование металла от вредных цветных примесей,y а пропускание капель металла, содержащего : неметаллические включения, не позволяет полностью очистить его от неметаллических включений. B результате совокупности фильтрования с рафинированием металла в 10 слое шлако-металлического расплава получают металл более чистый, чем по каждому способу рафинирования раздельно. Кроме того, данный способ позволяет значительно уменьшить расход дорогостоящей ак- д тивной шлако-металлической смеси (от

15-20% до 7-10% от веса металла).

Способ предусматривает также осуществление фильтрования„ рафинирования в вакууме или в инертнрй атмосфере (аргон).

Способ осуществляют следующим образом, В установке глубокого рафинирования обрабатывают 10 кг стали марки

38ХНМФА с содержанием вредных примесей, %: фосфор 0,040, сера 0,035, висмут 0,024. Для этого в рабочее пространство камеры установки загружают компоненты рафинировочного шлака в количестве 10% от веса обрабатываемой стали. Состав рафинировочного шлака следующий, %: CaFg 90, Ь< 010. Кроме того, к приведенным компонентам шлака добавлены металлический литий и кальций в количестве 5 и 10% соответственно от

35 общего веса рафинировочного шлака. При этом литий для лучшего усвоения вводят в кассете, изготовленной иэ стали, которая подвергалась обработке. Над слоем шихты располагают фильтр из магнеэито- 4О вой крошки фракцией 5- 10 мм, насыпанной толщиной 25 мм. Затем камеру закрывают крышкой и устанавливают воронку.

После этого включают вакуумный насос и по достижении разрежения 0,5 мм рт. ст.

g$ камеру заполняют аргоном. Затем вклюо чают инцуктор и по достижении w 1200 С шлаковая смесь расплавляется. После выдержки; необходимой, для выравнивания состава рафйнировочного расплава, в воронку заливают металл. После завершения рафиИ нировочного процесса, который продолжал39 4, ся 7-8 мин, металл сливают в изложницу.

Проведенный химический анализ показывает что содержание фосфора снизилось до

0,002%, серы - до 0,003%. Кроме того, отмечено значительное снижение содержания водорода (в 4-5 раз).

Таким образом, более высокая степень очищения достигается при меньшем расходе рафинировочных материалов. Расход до- рогостоящей шлако-металлической смеси уменьшается в 2 раза. Стоимость компонентов шлако-металлической смеси составляет (из расчета за 1 кф руб.: СаГ 0,3, О0,5, Са 1,35, Lq 1,5. Таким образом, стоимость шлако-металлической смеси при использовании обычного метода рафинирования (20% от веса обрабатываемого металла) составляет:

1,8 0,3 + 0,2 0,5 + 0,2 1,35 +

+ 0,1 1,5 1,06 руб.

При использовании данного изобретения она уменьшается в 2 раза и равна:

1,06;2 - 0,53 руб.

Иэ расчета на 1 т обрабатываемой стали экономическая эффективность равна Э. . (1,06 0,53) 100 53 руб.

Формула изобретения

1. Способ рафинирования стали и сплавов, включающий фильтрование металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла и уменьшения расхода шлако-металлической смеси, металл после фильтрования пропускают через слой активного шлако-металлического расплава.

2.Способпоп. 1, отличаюшийся тем, что, с целью интенсификации, процесса, рафинирование металла осуществляют в вакууме или нейтральной атм осфере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 42 9878, кл. С 21 С 7/00, 1974.

2. Патент Японии Ж 54-3122, кл. 10 T 154, 1973.

3. Патент Японии Ж 51-49567, кп. 10 А, 1975.

ВНИИПИ Заказ 10213/3 Тираж 566 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4