Способ производства сталей и сплавов

Способ производства сталей и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки сталей и сплавов. Цель - повышение усвоения легирующих элементов и снижение длительности плавки. В печь или внепечной агрегат на шлак перед проду.вкой металла кислородом присаживают смесь кокса и порошка высококремнистого силикомарганца при их соотношении по массе 60:(0,3-1 ,0). Происходит повышение усвоения хрома на 0,5- 1,6% и уменьшение длительности плавки на 7-21 мин. 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (s1)s С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЪ|И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698320/02 (22) 31.05.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) Г,И.Капланов, В.А.Воронов, B.В,Шевчук, А.П.Александров, В.М.Архипов, Б.С.Петров, П.Б.Белявский, А,Д.Леонов, В.П.Кирпичников и В.Д.Христич (53) 669.046.54(088.8) (56) Есин О.А., Гельд П.В, Физическая химия пирометаллургических процессов. Ч.1 — М.:

Металлургия, 1950, с.211.

Авторское свидетельство СССР

t4 1407064, кл. С 21 С 5/52, 1989.

Авторское свидетельство СССР

М 1501515, кл. С 21 С 5/52, 1988.

Изобретение относится к черной метал-. лургии, в частности к способам выплавки сталей и сплавов в печи или внепечном агрегате.

Целью изобретения является повышение усвоения легирующих элементов и сокращение длительности плавки.

Используемый высококремнистый силикомарганец имеет состав, (:

Марганец 45-60

Кремний 30-45

Углерод 0,06 — 0,20

Фосфор 0,08 — 0,30

Железо и примеси Остальное

В ысококремнистый силикомарганец является саморассыпающимся сплавом, что позволяет исключить операцию дробления или распыления при использовании в качестве катализаторов чугуна и стали.

ЕТЕНИ „,— :,-,,"::":.и ., (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛ БЙ

И СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки сталей и сплавов. Цель — повышение усвоения легирующих элементов и снижение длительности плавки. В печь или внепечной агрегат на шлак перед проду.вкой металла кислородом присаживают смесь кокса и порошка высококремнистого силикомарганца при их соотношении по массе 60:(0,3 — 1,0). Происходит повышение усвоения хрома на 0,51,6 и уменьшение длительности плавки на 7 — 21 мин. 1 табл.

Высококремнистый силикомарганец позволяет уменьшить краевые углы смачией вания хромсодержащих и марганецсодержащих шлаковых расплавов на границе с коксом от 55 — 70 до 5 — 18 С и увеличить тем "0 самым адгезию шлаковых расплавов.к коксу (д) на 25ь. Это обеспечивает увеличение кон- С) тактной поверхности кокса со шлаковым с расплавом, сокращает длительность плавки и увеличивает усвоение легирующих элементов.

При углетермическом восстановлении легирующих элементов из шлака, где в качестве углеродсодержащего материала используется, например, кокс, степень восстановления элементов за определенный промежуток времени при прочих равных условиях (температура процесса, печь, количество углеродсодержащего материала, находящегося на шлаке) определяется

1693077

Отношение кокса к высококремнистому силикомарганцу

Длительность плавки, мин

Усвоение хрома, 4 ка к коксу, м.qN/ì смачивания шлака на границе с кок-, . сом, град

24.

2чО

231

234

241

252

43

18

1 1

5

0,779

0,877

0,891

0,898

0,898

0,668

60: 0,2

60:0,3

60:0,5

60:1,0

60:2,0

15:1 (прототип) 91,1

91,7

92,2

91,5

91,2

90,6 контактной поверхностью углеродсодержащего материала со шлаком. Последняя определяется адгезией шлака к коксу, Адгеэия или работа адгезии определяется из уравнения А = o M (1 + cos О), где оу — поверхностное натяжение шлака; О— краевой угол смачивания. Для заданного состава шлака работа адгезии определяется краевым углом смачивания. При краевом угле смачивания 180 работа адгезии равна нулю, при краевом угле смачивания 0 работа адгезии максимальна и равна 26.

Усвоение легирующих элементов происходит за счет увеличения адгезии (работы адгезии) шлаковых расплавов к коксу, кото, рая приводит к увеличению контактной поверхности кокса со шлаковым расплавом. В первом приближении можно сказать, что контактная поверхность пропорциональна адгезии шлака к коксу или обратно пропорциональна величине краевого угла смачивания, т.е.

S=К 61 где 3 — контактная поверхность;

К вЂ” коэффициент, пропорционально зависящий от плотности и вязкости шлакового, расплава;

Π— краевой угол смачивания.

При предлагаемом способе краевые углы смачивания шлака на границе с коксом уменьшаются с 55 — 70 (прототип) до 5 — 18 .

Применение смеси кокса и порошка силикомарганца позволяет исключить дробление металлической фазы и тем самым снизить трудоемкость приготовления смеси, сократить длительность плавки и повысить усвоение легирующих элементов.

Отношение массы кокса к массе высококремнистого силикомарганца установлено эмпирически. Верхний предел (60:0,3) ограничивает область резкого увеличения краевого угла смачивания шлаковых расплавов на границе с коксом. При отношении выше верхнего предела снижается адгезия шлаковых расплавов к коксу, что приводит к уменьшению контактной поверхности кокса со шлаком, увеличивает длительнсть плавки, понижает усвоение элементов.

Нижний предел (60:1) обусловлен повыше-.

5 нием стоимости, так как при отношении менее 60:1 краевые углы смачивания практически не изменяются, а стоимость смеси за счет большей доли высококремнистого силикомарганца растет.

10 Пример. Кокс смешивали с порошком высококремнистого силикомарганца, имеющим следующий состав, мас. ;

Кремний 41,2

Марганец 54,6

15 Фосфор 0.15

Углерод 0,11

Железо и примеси Остальное в соотношении по массе 60:(0,2 — 2,0) присаживали перед продувкой металла кислоро20 дом в дуговую печь емкостью 100 т, в которой выплавлялась сталь марки

12Х18Н10Т, Для сравнения проводили плавки по способу-прототипу. Смесь кокса и металлического порошка (чугуна) в соотно25 шении 15:1 присаживали в печь перед продувкой металла кислородом. Период рафинировки приводился одинаково.

Показатели плавок приведены в таблице.

Как следует или полученных результа30 тов, предлагаемый способ позволяет повысить усвоение хрома на 0,5-1,6 и уменьшить длительность плавки на 7 21 мин, Формула изобретения

35 Способ производства сталей и сплавов, включающий присадку в печь или внепечной агрегат смеси кокса и металлического материала на шлак перед продувкой кислородом, отличающийся тем, что, с целью

40 повышения усвоения легирующх элементов и снижения длительности плавки, в качестве металлического материала используют порошок высококремнистого силикомарганца при соотношении массы кокса к массе по45 рошка 60:(0,3 — 1,0).

Краевой угол i Адгезия шла