Способ проведения восстановительного периода в электропечи

Способ проведения восстановительного периода в электропечи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДА В ЭЛЕКТРОПЕЧИ, включающий раскисление металла кусковыми раскислителями: ферросилицием , марганцем, алюминием, наведение рафинировочного шлака известью и плавиковым шпатом, порционную присадку на шлак порошкообразного алюминия, введение титана в количестве 0,05-0,10%, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения служебных свойств выплавленной стали, металл после скачивания окислительного шлака обрабатывают смесью ферросилиция, марганца, кускового алюминия и плавикового шпата в соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

g 1) С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .-; (...

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3464778/22-02 (22) 07.07.82 (46) 07.04.84. Бюл. - 13 (72) Н.А. Тулин, А.Ф. Каблуковский, В.М. Бреус, M.Ä. Шувалов, А.Г. Шалимов, А.А. Дедюкин, E.ß. Чернышов,, Б.Г. Вайнштейн, Л.И. Сенюшкин, А.И.Захаров, В.П. Беляков, Г.А. Степанов, Л.К. Лоханкина и В.Н. Любимов (7 1) Челябинский ордена Октябрьской

Революции и Ьрдена Трудового Красного Знамени металлургический завод и Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной метат(лургии им. И.П. Бардина (53) 669.187.2 (088.8) (56) 1. Строганов А.И., Рысс М.А.

Производство стали и ферросплавов.

N., "Металлургия", 1979, с. 504, 2. "Черная металлургия", Бюллетень НТИ, 1976, 9 1, с. 40-41. (54)(57) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДА В ЭЛЕКТРОПЕЧИ, включающий раскисление металла кусковыми раскислителями; ферросилицием, марганцем, алюминием, наве( дение рафинировочного шлака известью и плавиковым шпатом, порцион. ную присадку на шлак порошкообразного алюминия, введение титана в количестве 0,05-0,107, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения служебных свойств выплавленной стали, металл после скачивания окислительного шлака обрабаты\ вают смесью ферросилиция, марганца, кускового алюминия и плавикового шпата в соотношении 1:(1,7-5):

:(3,3-10):(5,8-17,5) соответственно в суммарном количестве 1,4-2,0Х от массы металла, при этом титан вводят через 10-30 мин после присадки на шлак 0,5-0,6% порошкообразного алюминия, а после введения титана на шлак дополнительно вводят порошкообразный алюминий в количестве

0,8-1,2 от введенного титана.

1084307

Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому является способ проведения восстановительного периода в электропечи, включающий 55 раскисление металла кусковыми раскислителями; ферросилицием, марганцем, алюминием, наведение рафинироИзобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке сталей и сплавов в дуговых электропечах.

При производстве высококачествен- 5 ных сталей и сплавов специального назначения в крупных дуговых электропечах решающее значение для качества стали и сплавов имеет практика проведения восстановительного периода. Прецизионные сплавы выплавляют в дуговых электропечах небольшого тоннажа — не более 10 т, где влияние внешних факторов сказывается в меньшей степени, чем в 15 крупных печах. Попытки производства прецизионных сплавов в большегрузных печах с проведением восстановительного периода по режимам, применяющимся при выплавке высоколегированной стали, оканчивались неудачами либо из-за неудовлетворительных эксплуатационных свойств получаемых сплавов, либо из-за их низкой технологичности при прокатном переделе 25 и низкого выхода годного проката.

Известен способ выплавки конструкционной стали после скачивания окислительного шлака. Металл раскисляют ферросилицием и ферромарганцем, вводят смесь извести (2025 кг/т), плавикового шпата (35 кг/т), шамотного боя (3-5 кг/т) и иногда кварцита (3,5 кг/т). Затем в ванну вводят легирующие и шлак

35 раскисляют смесью коксика (0,6 t,2 кг/т) и порошкообразного ферросилиция (1,8-2 кг/т), а затем порошком ферросилиция в количестве

3,5-5 кг/т. Перед выпуском плавки металл раскисляют кусковым алюминием на штангах в количестве 0,4-1 кг/т.

Ферротитан до О, t% вводят в ковш во время выпуска плавки (11 .

Недостаток способа состоит в том, 1 что при выплавке сплавов специального назначения в металле формируется повышенное количество силикатных включений, снижающих пластичность.его при прокатке и вакуумную плотность. вочного шлака известью и плавиковшм шпатом, порционную присадку на шлак порошкообразного алюминия, введение титана в количестве 0,050,10% t.ë").

Недостаток способа состоит в том, что он не обеспечивает эффективного снижения в металле неметаллических включений и не улучшает свойства сталей и сплавов ни при горячей прокатке, ни при изготовлении изделий методом сварки. Вследствие повышенного содержания неметаллических включений листовой металл в тол-! цинах 4-5 мм не имеет удовлетворительной вакуумной плотности.

Цель изобретения — повышение служебных свойств выплавленной стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу проведения восстановительного периода в электропечи, включающему раскисление металла кусковыми раскислителями: ферросилицием, марганцем, алюминием, наведение рафинированного шлака известью и плавиковым шпатом, порционную присадку на шлак порошкообразного алюминия, введение титана в количестве 0,05-0,10%, металл после скачивания окислительного шлака обрабатывают смесью ферросилиция, марганца, кускового алюминия и плавикового шпата в соотношении 1:(1,7-5):(3,3-10):(5,8-17,5) соответственно в суммарном количестве 1,4-2,0% от массы металла, при этом титан вводят через 10-30 мин после присадки на шлак 0,5-0,6% порошкообразного алюминия, а после введения титана на шлак дополнительно вводят порошкообразный алюминий в количестве 0,8-1 2 от введенного титана.

Способ осуществляют следующим образом.

После скачивания окисленного шла» ка на оголенное зеркало металла вводят смесь ферросилиция, марганца, алюминия и плавикового шпата в количестве 1„4-2%. При раскислении металла смесью ферросилиция, марганца, кускового алюминия и плавикового шпата, взятых в соотношении

1:(1,7-5):(3,3-10) (5,8-17,5),формируются комплексные неметаллические включения, легко удаляющиеся из металла при последующей обработке его основным рафинировочным пластичности металла при горячей прокатке и сварке, а большее количество титана отрицательно сказывается на условиях разливки металла и в конечном итоге уменьшает выход годного проката.

После введения титана на шлак дополнительно вводят порошкообразный алюминий, количество которого

10 непосредственно связано с количеством вводимого титана и составляет 0,8-1,2 от его количества. Роль этой присадки алюминия состоит в предохранении введенного в сталь

15 титана от взаимодействия с атмосферным воздухом. При уменьшении количества введенного алюминиевого порошка менее 0,8 от количества введенного титана снижаются плас20 тичность металла при прокатке и свариваемость вследствие окисления титана, а увеличение количества алюминиевого порошка более, чем в 1,2 раза по отношению к введенному

25 титану, приводи- к формированию хрупких при прокатке включений, увеличивающих количество дефектов проката, и снижающих выход годного.

Присадкой последней порции алюмиЗ0 ниевого порошка и последующей выдержкой в течение 5-10 мин восста- . новительный период плавки заканчивается, и металл выпускают из печи.

Пример ы 1-4. В 40-тонной дуговой электропечи выплавляют

° инварный сплав для трубопроводов криогенной техники.

После проведения окислительного периода окачивают окисленный шлак и на оголенную поверхность металла вводят смесь кусковых раскислителей — ферросилиция, марганца, алюминия с плавиковым шпатом, взятых

45 в соотношениях: 1:(1,7-5):(3,3-10):

:(5,8-17,5) в суммарном количестве

1,4-27. от массы металла. Конкретные расходы и соотношения компо;нентов смесей приведены в табл.

Затем в ванну присаживают 1,6-2Х извести и после ее расплавления и формирования шлака приступают к обработке ванны порошкообразным алю55 минием, который вводят 3-4 порциями по 0,04-0,257 в каждой. С перйой порцией вводят, как правило, 0,16-0,25Х алюминия.

3 1084307 шлаком, который наводят присадками извести. Соотношение между компонентами смеси найдено экспериментальным путем и его отклонение от указанных пределов отрицательно ска зывается на загрязненности металла неметаллическими включениями, пластичности при прокатке, свариваемости и вакуумной плотности выплавляемого металла.

После расплавления извести рафинировочный шлак обрабатывают присадками порошкообразного алюминия,: который вводят порциями по 0,040,25Х в 3-5 приемов. Причем с первой порцией вводят 0,16-0,257 алюминия. Экспериментально установлено, что наилучшие результаты достигаются при введении в этот период порошкообразного алюминия в суммарном количестве 0,5-0,67. от массы плавки. При введении порошка алюминия менее 0,57 неметаллические вклю.чения вытягиваются в тонкие нити, которые снижают вакуумную плотность металла, а при введении порошка алюминия более 0,67 в металле увеличивается количество хрупкоразрушен ных скоплений неметаллических включений.

После введения порошкообразного алюминия в количестве 0,5-0,67 от массы металла ванну выдерживают в течение 10-30 мин и вводят титан.

В этот момент целесообразно включать агрегат индукционного перемешивания или перемешивать ванну вручную

Длительность выдержки выбирают в зависимости от интенсивности перемешивания, но не менее 10 мин. Более короткая выдержка не обеспечивает эффективного снижения содержания не-. ,металлических включений, обогащенных окислами алюминия, отрицательно .влияющих на пластичность металла при горячей прокатке.

Продолжительность. выдержки более

30 мин приводит к формированию включений, содержащих избыточное количество окислов титана, ухудшающих свариваемость стали. Количество вводимого титана, достаточное для улучшения комплекса свойств выплавляемого металла при проведении восстановительного периода по предлагаемому способу составляет 0,04-0,0?Х от массы металла. Меньшее количество1 титана недостаточно для улучшения

1084307

После введения 0,5-0,6% алюминия и выдержки в течение 10-30 мин в ванну вводят титан в количестве

0,05-0,06%, а затем снова порошкообразный алюминий в количестве 0,81,2 от введенного титана. Через

5-10 мин плавку выпускают в ковш, а затем разливают на слитки 6,2 т.

Из слитков прокатывают блумы, а затем лист толщиной 5 мм, который

10 подвергают испытаниям на загрязненность неметаллическими включениями, свариваемость и вакуумную плотность. Пластичность при прокатке оценивают по наличию дефектов на поверхности проката и выходу готового проката. Результаты представлены в табл.2.

На плавках 5, и 6 восстановительный период проводят по режимам, отклоняющимся от предлагаемых. Так, на плавке 5 расход смеси составляет

1,3, а соотношение в смеси ферросилиция, марганца, алюминия и плавикового шпата 1:5,2-11:18, расход

25 порошкообразного алюминия при порционном его введении 0,64%, про должительность выдержки от момента

t введения последней порции алюминия до введения титана 5 мин., после . введения титана алюминий не давали.

На плавке 6 расход смеси составляет 2,1%, соотношение в смеси ферросилиция, марганца, алюминия и плавикового шпата 1: 1,6:3,2:5,6, 35 расход порошкообразного алюминия при порционном его введении 0,44%, длительность выдержки до присадки титана 35 мин, расход порошкообразного алюминия после присадки титана сос- 40 тавляет 0,7 от введенного титана.

На плавке 7 при выплавке сплава в

40-тонной печи восстановительный период проводят по способу-прототипу.

После скачивания окислительного шлака металл раскисляют кусковыми раскислителями, последовательно ферросилицием, марганцем и алюминием в количествах 60, 100 и 200 кг соответственно, затем вводят известь {1,8%) и плавиковый шпат (0,9%), а после их расплавления и формирования шлака на его поверхность порционно присаживают порошкообразный алюминий в количестве 0,3%. Через 5 мин после присадки алюминиевого порошка вводят титан в количестве 0,06%, и плавку выпускают из печи.

На плавках 5-7 разливку металла и прокатку осуществляют по таким же режимам; как и на плавках 1-4.Испытания проводят. по одинаковой методике. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Как видно из представленных в табл. 1 и 2 данных, металл плавок

1-4, при выплавке которых восстановительный период проводят согласно предлагаемого способа, существенно отличается от металла, полученного с использованием способа-прототипа, по всем качественным характеристикам. Он содержит меньше оксидных неметаллических включений, имеет лучшую пластичность при горячей прокатке и, соответственно, более высокий выход годного, лучшую свариваемость и удовлетворяет требованиям по обеспечению вакуумной плотности.

Зкономический эффект за счет увеличения выхода годного на 4% превышает 30 руб/т, при изготовлении иэделий за счет увеличения вакуумной плотности и уменьшения расхода металла — 5000 руб/т, при годовом производстве сплава более

20 т — 100 тыс.руб.

1084307

1 х.х. 1 и х 1

1=(х

t6 х я а g

О! .с о

О Со х- Ф са х х Ф Ф

Ф tf g

Ф. V

m o х х

Й о х

Ы

И

Я о

tf о

Х

<Ч л ь л л о о

Д gj

v ce х а х

I Гг сох ххх

Ц 6) g (U аО,а и

on g o О ь л о л о л о

t( о х и

С4 и о о л л о о

Щ о л ь О о л ь

<х х х

Ф. с х Ф,!" 11 х" х!

Е+ cd! ф ххg

Фхх х

Ели о х

ы а оох

v о х

1 х о о м сч ь а о с:( о а

1

1

1 Е а о

М о

I x

1 Р

I &

I сO

I ! о сч сО о л о О о л л о о сО ь л о

00 о л ь л,о л

Ф х ф о х

I х

Х

gj

1: и х а

М о х х х х о о х

qj а о о ! с

Н о а о

СО ь л о О О л л о о м

1

Г о л о

О О м л ° \ о о сЧ л о О сЧ л л о о О О л л о о

СО ь л ь о ь о

АГ сЧ л о О О л л о с О О л л о о б О О л л о о б л

C) сЧ О а л. л. о о

Н л о м л о! o л

N

v ф

Оо с:( о

И со л л сч

1

I

I

11

I

I

t

1 о х

О1 А л

C) Ф (ч

cd х ю о л о Ф х

v о сч л о

t(о

Ю Р

lXI х о

g ю л СО л

МЪ м сЧ л л О сЛ л о о х х

Й о х о о о

v с4

Си.

I х о

Ц

v Ъ сЧ л сч а

° 1

Ф л л

° сЧ

Я а0 х

1 1

1 Х я х х

Ф!

Е1 1 и! а х

1 Д aj Ф

1 I о а1

1 k3 И

3 Ф 1 и 1

С;(Ф л И окх аэа

Id v v o X X I. л

Л О о о о л л л о о о

О а а о о о л л л о о о

Ц Ф я х

К Е х о о н

5 а

1 И о л Q

Е о и

Е о и а х а о х и

fA о о х « о

ЪБ л а й,х

)Я х х

l1I А

1 OХФ

I а - х и о о х

О И

Х ИО

iq ж х

1084307

Таблица 2 а

Услов- Загрязненность металла оксидными вклюный но- чениями, колебаниями, а

Увеличение выхода годного при прокатке, 7. мер

Строчеч" Пластичные ные

Максимальный балл оксидов

4,4

1,0

1,5

0,5

1,0

1,0

1,0 3

3,9

1,0

1,0

1,5

4,1

0,5

1,5

2,5

f,3

2,5

2,0

2,5

1,5

0 (Прототип) 3,0

3,0

2,0

Продолжение табл . 2

Услов" ный ноХарактеристика вакуумной плотности мер

5000

В околошовной зоне

Уд.

5000

Уд °

5000

Уд.

5000

Уд

По шву

По шву

По шву

П р и м е ч а н и е: На плавках 6 и 5 восстановительный период проведен по по режимам, отклоняющимся от предлагаемых; на плавке

7 восстановительный период пр6веден по способу-прототипу.

Яцуба Заказ 1927/19 Тираж 540 Попписн е

Фвпвап ППП "Патевтт, t.Óçãoðîä. ул.Проеатааа, Е

Характер разрушения при испытании сварных образцов на растяжение

Неуд.

Неуд.

Неуд.

Снижение затрат при производстве изделий, руб/т

Не опред.

Не опред.

0 (Прототип)