Способ получения низкоуглеродистой нержавеющей стали

Способ получения низкоуглеродистой нержавеющей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения низкоуглеродистых нержавеющих сталей методом вакуумно-кислородного рафинирования. Цешь изобретения - повьшение качества металла за счет снижения содержания азота и неметаллических включений.Способ получения низкоуглеродистой нержавеющей стали включает расплавление шихты в печи, бесшлаковый вьтуск расплава в ковш, обезуглероживание кислородом под вакуумом при продувке аргоном, введение нитридообразующих элементов и флюса с повышением интенс гвности продувки аргоном в период их введения и раскисление. Расплав после вьшуска в ковш выдерживают 6-10 мин под вакуумом , вводят нитридообразующие элементы, флюс в количестве 2-5 кг на 1 т расплава, проводят обезуглероживание и раскисление, а затем в течение 4-8 мин осуществляют продувку аргоном при расходе 0,2-0,5 нм /ч на 1 т расплава. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Sl)4 С 21 С 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "":

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4139б81/23-02 (22) 24,09 ° 86 (46) 30.05.88, Бюл. У 20 (71) Научно-исследовательский институт металлургии (72) М.Н.Мартынов, Ц.Л.Кацман, Л.Я.Рудашевский, Д.И.Бородин, Л.П,Ефремов, В.П.Кирпиченков, В.И.Мирошниченко, В,А,Минченко и В,А.Сафонов (53) 669.046.517(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1027235, кл. С 21 С 7/10, 1982.

Заявка Японии У 58-16018, кл. С 21 С 7/10, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИС

ТОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения низкоуглеродистых нержавеющих сталей методом вакуумно кис.80 1 9 53 А1 лородного рафинирования. Цель изобретения — повышение качества металла за счет снижения содержания азота и неметаллических включений. Способ получения ниэкоуглеродистой нержавеющей стали включает расплавление шихты в печи, бесшпаковый выпуск расплава в ковш, обеэуглероживание кислородом под вакуумом при продувке аргоном, введение нитридообраэующих элементов и флюса с повышением интенсивности продувки аргоном в период их введения н раскисление. Расплав после выпуска в ковш выдерживают 6-10 мин под вакуумом, вводят нитридообраэующие элементы, флюс в количестве 2-5 кг на 1 т расплава, проводят обезуглероживание и раскисление, а затем в течение 4-8 мин осуществляют продувку аргоном при расходе 0,2-0,5 нм /ч на 1 т расплава. 1 табл.

1399353

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологии получения никзоуглеродистых нержавею) щих сталей методом вакуумно-кислород5 ного. рафинирования, Цель изобретения — повышение ка,чества металла за счет снижения со держания азота и неметаллических включений. l0 .В результате проведения обезугле1 роживания методом вакуумно-кислород ного рафинирования образуется значи! тельное (3-4 от веса металла) количество шлака. Присадка на большое ко-15 ,;личество шлака флюса СаО-CaF значи тельно снижает его деазотационную способность (т.е, ассимиляцию нитридов алюминия и других включений) из-за эффекта разбавления и, как 20 следствие, существенного изменения зико-химических свойств флюсующих обавок.

Присадка алюминия, обладающего значительным средством как к кислоро- 25 у, так и к азоту после окислителього обезуглероживания приводи к тоу, что большая часть его расходуется на связывание кислорода и лишь неначительная — на связывание азота. 30

3то обусловливает повышенный расход алюминия или при постоянном расходе алюминия уменьшает нитридообразование, Й следовательно, и деазотацию ме

1 галла . 35

За счет интенсивной циркуляции еталла и шлака в результате укаэанноо режима продувки аргоном на заклюительной стадии процесса часть шлаовых частиц запутывается в металле, 10 то приводит к его загрязнению так

Наэывае.:ыми экзогенньми неметалличес кими включениями.

Кроме того, при по,учении низкоуг1перодистой нержавеющей стали с увели- 45 чением содержания в ней хрома (13%)

1повьппается растворимость азота и значительно усложняются условия его удаления.

При выдержке в течение 6-10 мин

50 йод вакуумом при непрерывном переме1пивании аргоном металла в ковше проИсходит его раскисление собственным углеродом. За счет снижения парциальНого давления окиси углерода Р и

Наличия растворенного в металле кисло

1 I ,рода получает развитие реакция окисленин углерода в металле, Поверхность расплава покрывается равномерно пузырями окиси углерода (углеродное кипение).

Выдержка металла под вакуумом менее б мин при непрерывном перемешивании аргоном не приводит к полному раскислению металла, что в конечном счете ухудшает его деазотацию. Увели-. чение длительности выдержки металла свыше 10 мин при непрерывном перемешивании аргоном неэффективно ввиду значительного усиления износа футеровки ковша, что резко увеличивает загрязненность металла крупными неметаллическими включениями экзогенного характера (см. таблицу, опыт 5). Момент окончания выдержки металла под вакуумом наблюдается и визуально (прекращение углеродного кипения металла).

Последующая после вакуумного раскисления операция введения нитридообразующих элементов и присадка флюса, содержащего СаО и CaF в количестве

2-5 кг/т, с одновременной интенсификацией продувки аргоном позволяет связать имеющийся в металле азот и оставшийся кислород и перевести их в шлак.

Введение флюса в количестве менее

2 кг/т не обеспечивает достаточной степени удаления неметаллических включений, в т.ч. и нитридов. Введение флюса в количестве более 5 кг/т приводит к возрастанию количества шлака, что ухудшает в дальнейшем условия окислительного обезуглероживания, а улучшение показателей качества металла при этом не происходит (содержание, азота и количество неметаллических включений не снижается).

Очень важным моментом является введение нитридообраэующих элементов и флюса до обезуглероживания расплава кислородом. Связано это с тем, что даже при бесшлаковом выпуске из печи расплава последующее обезуглероживание его кислородом под вакуумом приводит к образованию на поверхности металла большого количества шлака.

Введение нитридообразующих и флюса на шлак снижает эффективность деазота" ции расплава иэ-за эффекта разбавления и изменения физико-химических свойств добавок. Поэтому в предлагаемом способе введение нитридообразующих и флюса осуществляется до образования большого количества шлака, т.е.

3 13993 до обезуглерояявания расплава кислородом.

После операции раскисления интенсивность подачи аргона снижают до

В

0,2-0,5 нм /ч ° т, чтобы минимально возможно ограничить взаимодействие металла со шлаком и, в то же время, обеспечить удаление продуктов раскис-. ления. 10

При интенсивности подачи аргона менее 0,2 нмз/ч.т процесс удаления продуктов раскисления затягивается, при этом увеличивается загрязнение металла неметаллическими включениями экзогенного характера. Если же повысить в этот период расход аргона более 0,5 нм /ч т, то возрастает соответственно интенсивность перемешивания металла со шлаком; частицы шла- 20 ка, запутываясь в металле, также увеличивают загрязненность последнего неметаллическими включениями и, кроме того, усиливается износ футеровки ковша, что также приводит к загрязнению металла неметаллическими включениями экзогенного характера.

При окислительной продувке распла« ва аргоном с интенсивностью 0,20,5 нм /ч т менее 4 мин степень за- 30 грязненности металла неметаллическими включениями остается высокой, Увеличение продолжительности ггродувки аргоиом с вышеуказанной интенсивностью более 8 мин нецелесообразно, так как не приводит к значительному улучшению чистоты металла по включениям, а лишь увеличивает продолжительность обработки и расход аргона, 40

Пример . Способ опробован при выплавке стали 02Х18Н11 в 100тонной печи с последуюпр м вакуумным . обезуглероживанием на установке ков- 4> шевого вакуумировакия УЗС-130. После установки ковша с расплавом в вакуумную камеру включали насосы и одновременно начинали продувку металла аргоном через пробку, установленную в днище ковша. Разряжение s вакуумной камере составляло па ходу процесса

20-80 мм рт.ст. (повышалась давление при продувке кислородом), интенсивность подачи аргона 1,0 1,5 нм /ч т, Э

При выдержке в течение 8 ьжн под вакуумом металл интенсивно кипел,проходило вакуумное раскисление его углеродом. В момент окончания угле

53 родного кипения в металл ввели нитридообразующие компоненты: аломнния

1 кг/т и титан — 0,5 кг/т, а на металл — флюс, содержащий СаО и CaF в количестве 4 кг/т.Во время введения этих добавок интенсивность подачи аргона увеличивали до 2,5 нм /ч т.

После чего опустили кислородную фурму и начали продувку металла кислородом с интенсивностью 250П нм /ч -т.

Аргон в этот период подавали с интенсивностью 1,3 нм /ч ° т. Лостигнув тре3 буемой концентрации углерода (0,0157) продувку кислородом прекратили, ввели раскислители — ферросилиций (6 кг/т) и алнчиний (1,5 кг/т) и в течение 5 мин перемешивали расплав аргоном с интенсивностью 1,5 нмз/ч,т.

Затем подачу аргона снизили до

0,35 нм /ч т.и продували с таким рас" з ходом еще 6 мин. !

В результате проведения плавки по указанной технологии получали сталь с содержанием азота 0,010Х при исходном содержании азота 0,031Х, углерода 0,0157., неметаллических включений 1,5 включения 5 балла на площади !О см .

Результаты других опытов, проведенных по предлагаемому способу и способу-прототипу, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет получить по сравнению с прототипом сталь более высокого качества, с содержанием азота ме-. нее 0,0! и меньшим количеством неметаллических включений, потребность в которой испытывают химическая и азотная промышленность, атомная энергетика. формула из обретения

Способ получения низкоуглеродистой нержавеющей стали, включающий расплавление шихты в печи, бесшлаковый выпуск расплава в ковш, обезуглероживание кислородом под вакуумом при про» дувке аргоном, введение иитридообра» зующих элементов и флюса с повышением интенсивности продувки аргоном в пе риод их введения и раскислвние, о т л и ч а ю шийся тем, чта, с

1 целью повышения качества металла за счет снижения содержания азота и иеметаллических включений, расплав пос

1399353 6 обезуглероживание и раскисление, а затем в течение 4-8 мин осуществляют продувку аргоном при расходе 0 23

0,5 жч /ч на т расплава. л е выпуска в ковш выдерживают 61 0 мин под вакуумом, вводят нитридоо бразующие элементы, флюс в количестве 2-5 кг на 1 т расплава, проводят

I: 5

2! 6

3f Ь

0 35

23 3,0

1,9

l,9

1>5 0,8

l,6

0,35!,6

0,35

l 5

1,5

1,4

1,5

1,5

0,35

1,6

0,9

I 6 1,7

О ° 35

1,9

1,6

0,352 4

3,0

2,2

t 9

0 35

0>6

1,7

1,5

I 6 а

0,7

Ь

9, 1

0>35

t 4

l>5

l>5 о 35

5 6

1,3

1,6

0,5

1 5

За>>99>>О ао99осло жоли»естэо ааааа11родснт9>атель»оста окмслитЕЛВНО!! ПРОдуеиу уаеничнлас» на IOX

0,35

1,7

t 7

l>9

0,8

0 35 0,012

0,35 0,.008

4 3

4 б

2>5 2 ° 9

I 7 .15

1>8. 2,0

l б 0,8

1,5 0,7

1>4 0>4

l,5 0,9

0 35

1>5 1,4

4 Ь

0,35.2 Ь

11 Ь

0,35

О ° 15

1,9

2,0

0>35

l>5 0,7

l,б 0,8

1,3 О,б

1>9 2„0

0 20

111 8 Ь

20 Ь

0 50

0 005

0>010

Составитель А,Минаев .Техред М.Яндык Корректор 0.Кравцова

Редактор Н..Киштулинец .

Тираж 5.45 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

За3 аз М43/29

1Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

4 6

4 6

4 6

4 6

4 6

l 6

2 6

4 б

4 9

4 б

4 б

4 ° d

4 б

4 б

0,01 6

0,009

О,ОО7

0,007 п,п1п 0,017

0,009

О,ОО7

0,006

О,ОО7

0>007

0,007

0,009

0,015

0,007

0,009

1,4 1,5

1,6 I 8

2,5 3,0

1,5 t 4

1,8

l 4 1,4

2 ° 4 3>1