Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали

Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к способам производства хромомарганцевых нержавеющих сталей. Целью изобретения является снижение угара марганца, сокращение длительности плавки и улучшение качества стали. Способ включает завалку отходов и окислительное рафинирование. Расплавляют шихту, содержащую 0,20-0,35% углерода и 25-75% от среднего содержания марганца в марке при их определенном соотношении. Присаживают на шлак смесь, состоящую из извести, ферросилиция и алюминия в соотношении 1:(0,8-1,0):(0,8-1,0) в количестве 8-10 кг/т стали. Окислительное вакуумирование осуществляют при остаточном давлении 13-16 кПа. 6 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4707720/02 (22) 03,05.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (71) Московский институт стали и сплавов (72) Д.И. Бородин, А.А.Тимофеев, И, В, Неклюдов, Н,Л.Белянчиков, В.Г.Федоров, В,А.Минченко, А.Д,Леонов, Ю, В.Дружинин, В.А.Орешин, В,Ф.Коняхин, В.M,Àðõèïîâ и

В,Е,Семин (53) 621.02.27 (088,8) (56) Сборник технологических инструкций завода "Электросталь". — Минчермет СССР, 1979, с. 259-261.

Авторское свидетельство СССР

N 499319, кл. С 21 С 5/52, 1976. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХРОМОМАРГАНЦЕВОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам производства хромомарганцевых нержавеющих сталей, Цель изобретения — снижение угара марганца, сокращение длительности плавки и улучшение качества стали.

Сущность предполагаемого способа заключается в том, что в ходе вакуум-кислородного рафинирования расплава указанного состава в соответствии с предлагаемым режимом обеспечивается получение требуемого содержания углерода при предохранении марганца от окисления. Путем легирования металла титаном достигается повышение устойчивости металла против межкристаллитной коррозии (МКК), бором— улучшение механических свойств стали (прочности, обрабатываемости), а совместная присадка ферротитана и ферробора с

„„. ЫÄÄ 1678850 А1 (57) Изобретение относится к черной метал.лургии, а именно к способам производства хромомарганцевых нержавеющих сталей.

Целью изобретения является снижение угара марганца, сокращение длительности плавки и улучшение качества стали, Способ включает завалку отходов и окислительное рафинирование, Расплавляют шихту, содержащую 0,20 — 0,35% углерода и 25 — 75% от среднего содержания марганца в марке при их определенном соотношении. Присаживают на шлак смесь, состоящую из извести, ферросилиция и алюминия в соотношении

1;(0,8 — 1,0):(0,8 — 1,0) в количестве 8 — 10 кг/т стали. Окислительное вакуумирование осуществляют при остаточном давлении 13 — 16 кПа. 6 табл. алюминием пОзволяет достичь высокого коэффициента усвоения титана и бора, Проведение вакуум-кислородного рафинирования (ВКР) легированного расплава позволяет достичь требуемых содержаний углерода при предохранении марганца и других легирующих компонентов расплава от окисления. Установлено, что передаваемый для BKP расплав должен содержать

0,20 — 0,35% углерода, (0,25 — 0,75) х Mn1% марганца. Заданные пределы содержания углерода и марганца в готовой стали обусловлены необходимостью создания условий, обеспечивающих минимальные потери марганца. Отклонение от приведенного соотношения в большую сторону приводит к росту себестоимости стали за счет увеличения расхода металлического марганца, отклонение в меньшую сторону приводит к повышенному угару марганца. При содер1678850 жании углерода по расплаву выше 0,35;/, имеет место затягивание процесса кислородной продувки в ходе ВКР в связи с необходимостью окисления большего количества углерода. Получение содержания углeðîäà менее 0,2,ь, связано с использованием в эавалку практически 100 j, отходов собственной марки или применением кислородной продувки в печи, что в первом случае трудно практически осуществимо в связи с отсутствием возможности проведения плавок только на собственных отходах иэ-эа их недостаточного количест, ва, а во втором — приводит к невозвратным потерям марганца. При значении коэффициента для расчета содержания марганца менее 0,25 возрастает количество металлического марганца, которое надо ввести после проведения окислительного периода в ковше, что повышает себестоимость стали, При значении коэффициента более 0,75 наблюдается повышенный угар марганца в ходе окислительного вакуумирования, Отказ от окислительного периода в печи связан с тем, что продувка кислородом приводит к невозвратным потерям марганца, снижает производительность печи, Раскисление шлака осуществляют путем присадки смеси в количестве 8-10 кг/т стали, В состав смеси входят известь, ферросилиций, алюминий в отношении 1:(0,81,8):(0,8-1,0). Присадка смеси в указанном количестве обеспечивает достаточно полное раскисление шлака. Присадка смеси в меньших количествах не обеспечивает требуемой полноты раскисления шлака, Увеличение количества смеси более 10 кг/т стали ведет к ее перерасходу без существенного улучшения раскисленности шлака.

Состав смеси подобран таким образом, чтобы обеспечить раскисление шлака без снижения его основности, Снижение доли как ферросилиция, так и алюминия менее

0,8 от количества извести не обеспечивает получение раскисленного гомогенного шлака, а присадка ферросилиция в количестве более 1 от количества извести снижает основность шлака, и, как следствие, его десульфурирующую способность. Присадка алюминия в количестве более 1 от количества извести вызывает перерасход алюминия и удорожание стали.

Кратковременная (2 — 3 мин) продувка ванны аргоном способствует более полному и интенсивному протеканию массообменных процессов, Снижение интенсивности продувки менее 0,03 м /т мин не обеспечиз вает необходимую интенсивность перемешивания расплава. В связи с этим процесс раскисления замедляется и не протекает достаточно полно. Увеличение интенсивности продувки более 0,05 м /т мин приводит к пеоерасходу аргона без улучшения технологических показателей.

5 Скачивание шлака в печи производят с целью уменьшения количества шлака, попадающего в ковш при сливе металла, так как при проведении окислительной продувки под вакуумом наблюдается вспенивание

10 металла и шлака, что приводит к выбросам при избыточном количестве шлака.

Присадка марганецсодержащих материалов в количестве 1,5 — 2,5 кг/т стали обеспечивает необходимое содержание окислов

15 марганца в шлаке для предотвращения окисления марганца в ходе окислительного рафинирования под вакуумом. При меньшем количестве марганецсодержащих материалов не обеспечивается необходимое

20 содержание окислов марганца в шлаке, что увеличивает угар марганца, при увеличении их количества ухудшаются условия службы футеровки.

Продувку расплава кислородом и арго25 ном проводят при остаточном давлении 13—

16 кПа, Продувка при более высоком давлении не обеспечивает термодинамических условий для преимущественного окисления углерода, что увеличивает угар

30 марганца, а понижение давления менее 13 кПа приводит к повышенным потерям марганца за счет испарения, Присадка смеси, состоящей из алюминия, ферротитана, ферробора, в количестве

35 6,5 — 8,5 кг/т стали в соотношении (6 — 8);(3343):1 обеспечивает одновременно раскисление и легирование металла титаном и бором. Присадка смеси в меньших количествах не обеспечивает .получения требуе40 мых содержаний титана и бора, что снижает коррозион ную устойчивость металла и ухудшает механические свойства. Наблюдается также высокий угар титана из-за недостаточного раскисления металла. Увеличение

45 количества смеси более 8,5 кг/т стали ведет к ее перерасходу (в первую очередь к перерасходу ферротитана) и может привести к превышению допустимого количества титана в стали, что ухудшает механические свой50 ства стали.

Количество алюминия в смеси составляет 6-8 от количества ферробора. Присадка меньшего количества алюминия не позволяет качественно раскислить металл, что приводит к повышенному угару титана, Повышение доли алюминия отрицательно сказывается на себестоимости стали вследствие перерасхода алюминия без улучшения технологических показателей, 1678850

Количество ферротитана в смеси составляет 33 — 43 от количества ферробора и обеспечивает получение требуемого содержания титана в стали. Присадка меньшего количества ферротитана не обеспечивает 5 получение требуемого содержания титана, что снижает устойчивость стали против межкристаллитной коррозии. Увеличение доли ферротитана отрицательно сказывается на себестоимости стали, а также ухудша- 10 ет пластические свойства стали, повышая ее загрязненность неметаллическими включениями.

Способ осуществляют следующим образом, 15

Выплавляют сталь марки 08Х18Г8Н2Т.

Шихта состоит из легированных марганцем и хромом отходов, малоуглеродистых железистых отходов, среднеуглеродистого феррохрома. По расплавлении шихты в 20 электродуговой печи получают, : углерода

0,25; хрома 18,05; марганец 5,05 (а = 6,34).

На шлак. присадили смесь, содержащую

35 извести, 33% ферросилиция, 32 алюминия (соотношение компонентов 25

1:0,94:0,91). Расход смеси составляет 9 кг/т стали. Металл промешивают аргоном с интенсивностью 0,035 м /т мин в течение 3 мин. При слИве металла в ковш дают Мп-руду в количестве 2,2 кг/т стали, Ковш поме- 30 щают в вакуум-камеру. После набора вакуума при остаточном давлении 15,13 кПа начинают продувку расплава аргоном снизу с интенсивностью 0,015 м /т мин и кислородом сверху с интенсивностью 0 65 м /т 35 мин. Через 8 мин продувку кислородом прекращают, еще через 5 мин останавливают продувку аргоном и разгерметизируют вакуум-камеру. Открывают аргон и в ковш присаживают металл Мп в количестве 31 40 кг/т, затем дают смесь, содержащую

15,76 алюминия, 82,19 ферротитана, 2,05 ферробора (соотношение компонентов 7,68 кг/т стали), В результате в готовом . металле получают, : углерод 0,065; хром 45

17,91; марганец 7,61; титан 0,34; бор 0,0015, В табл. 1 — 6 приведены результаты опытных плавок, позволяющие более полно

50 обосновать предлагаемые технологические режимы обработки расплава.

Выплавка стали в соответствии с предлагаемым способом позволяет сократить длительность плавки на 10-20 мин за счет умен ьш ения и родолжител ь ности кислородной продувки, снизить угар марганца на 34о, улучшить качество стали (плавки 1-3, 6, 7, 10 и 11. табл. 1).

Формула изобретения

Способ производства хромомарганцевой нержавеющей стали, включающий завалку отходов хромомарганцевых сплавов, расплавление шихты, слив металла в ковш, окислительное рафинирование расплава в ковше, отличающийся тем, что, с целью снижения угара марганца, сокращения длительности плавки и улучшения качества стали, шихту составляют таким образом, чтобы по расплавлении иметь 0,20 — 0,35 углерода, (0,25 — 0,75)хМп1, причем должно выполняться соотношение а — „— 5-13, IVh>

Мпг Сг где Мп — среднее содержание марганца в стали, ;

Mnz — содержание марганца по расплавлении в печи. ;

Сг — содержание углерода по расплавлении в печи,, а после расплавления на шлак дают смесь, состоящую из извести, ферросилиция, алюминия в отношении 1:(0,8 — 1,0):(0,8 — 1,0), в количестве 8 — 10 кг/т стали, ванну продувают аргоном с интенсивностью 0,03 — 0,05 м /т " з ччин, полностью удаляют кулак, при сливе металла в ковш вводят марганецсодержащие материалы в количестве 1,5 — 2,5 кг/т стали, ковш помещают в вакуум-камеру и после набора вакуума расплав продувают кислородом и аргоном при остаточном давлении 13 — 16 кПа до получения требуемого содержания углерода, затем вводят смесь алюминия, ферротитана, ферробора в отношении (6 — 8):(33 — 43);1 в количестве 6,5 — 8,5 кг/т стали.

1678850

Табли

0,4

0,4

0,4

0,53

4,5

5,2

6,2

1О

0,20

2 0,28

3 0,35

4 0>15

12,5

8,93

7, 14

12,58

6,5

10,8

14,5

> s > >

>1,5

0,9

0,9

1 8

>1,5

>I >5

0,9

0,9

0,9

0,9

0,9

0,9

>1,5

0,9

0,9

>1,5

0,9

0,8

Ь 9

>I,5

0,9

1,0

7 9

8 9

9 9

0,9

0,7

<1,5

0,9

1,15

>1,5

0,9

0,8

10 9

1! 9

12 9

>1,5

0,9

0,9

0,7

>I,5

0,9

1,15

13 9

6

8

1О

11

12

0,42

0>32

0,26

0,34

0>23

0,33

0,25

0,34

0,21

0,4

0,25

0,75

0,23

0,85

0,61

0,31

0,74

0,27

5,95

12,5

5,1

12, 79

5,1

13

3,96

17,64

1р одолл:и тельиост продувки кислород мип

13

9,8

14

13,5

9,2

14 .т

5,5

6,0

5,5

6,0

5 0

4,5

Удовлетворительная

Не удовлетвори- >1,5 тельная

Удовлетворительная

Удовлетворительная

Не удовлетвори- >l,5 тельная

Удовлетворительная

Не удовлетвори > 1,5 тельная

Удовлетвори« тельная

Необходима продувка 0 в печи

Рост себестоимос» ти в результате перерасхода смеси

Рост себестоимос» тн в результате перерасхода алюминия

Табл и ца3

Таблица 4

Таблица 5

1678850

ТвблицвЬ истикв

6,5

Удовлетворительные

Удовлетворительная

7,5

24

8,5

20

5,5

35

Не удовлетворительные

Склонность к МКК

9,5

18

7,5

28

Уловлетвори тельные

Удовлетворительная

38

»

38 а

20 а

10 7,5

25

25

Склонность к МКК

13 7,5

Не удовлетво» рительные

Удовлетвори» тельная

Корректор И.Муска

Редактор Н.Яцола

Заказ 3183 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7,5

7,5

7,5

11 7,5

12 7,5

Составитель АЛЦербаков

Техред М,Моргентал!

Удовлетворительнвя

Рост себестоимости в результвте перерасхода снеси

Рост eåáåñòîèìîeти в результате перерасходе влюниния

Рост себестоимости в результате перервсходв 4leppoтнтвнв