Способ обезуглероживания хромсодержащего расплава

Способ обезуглероживания хромсодержащего расплава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(Й>6584%Ъ. Л

Союз Соеетсних

Социалистических

Реапубпик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 27.12.76 (21) 2435158/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (5l) М, Кл.

С 21 С 7/00

Гщудвретееней юаао

СССР ю джемм м366РВинюФ в еткрмтюВ (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 86.04 . У (53) УДК 669.18..27 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. В. Яковенко, 1О. В. Герасимов, H. С. Чуватин, Г. А. Хасин, Л. М. Пучков, H. В. Снд,.ров, Р. A. Робак, В. А. Сухарев и А. Ф. Каблуковский

Златоустовский ордена Трудового Красного Знамени металлургический завод (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ

ХРОМСОДЕРЖАЩЕГО РАСПЛАВА

t

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке сложнолегированных хромиотых сталей и сплавов.

Известны способы выплавки нержавеющих и других хромнстых сталей переплавом легированных отходов с обезуглероживаннем расплава кислородом или его смесью с инертными газами.

Основной реакцией процесса выплавки стали такими способами является окисление углерода и сопутствующими реакциями-окисления хрома, железа н других элементов:

Для повышения эффективности процесса, обезуглероживания расплава применяются различные варианты:

1) обезуглероживаняе иержаветощих сталей в сталеразливочном. ковше в: вакууме путем продувки кислородом 11 . 2) обезуглероживание нержавеющих сталей в специальном ковше вагоно- (наро)-кислородной смесью 12).

При обезуглероживании хромистых расплавов в электродуговой печи продувкой кислородом с целью уменьшения угара хрома ограничивают его содержание в расплаве.

Иеобходимый для развития реакции. обезуглероживаиия перегрев металла достигаетстт за счет экзотермнческих реакций окисления алюминия, кремния, хрома, железа. Продувку расплава кислородом в процессе протекания реакции обезуглероживания ведут при отключенной электродуговой печи. 131.

Такой способ позволяет снизить содержание углерода в высокохромистом расплаве, однако, процесс обезуглероживання протекает прн перегреве ванны за счет сопутс вующих экзотермических реакций окистО ления хрома, железа и других элементов.

Особенно активно окисляются эти элементы после достижения в расплаве критического содержания углерода (менее 0,12—

0,15%), когда окисление хрома становится основным источником тепла для перегрева расплава. Окисление хрома уменьшается только после достижения температуры ванны более 1850 С.

Ухудшение термодннамнческнх условий процесса обезуглероживания, имеющее место при повышении концентрации хрома в распла ве, удл н няет время о кисл и тель ног периода, ухудшает состояние футер .. в, ки печи, не гарантирует получение тре6581?5

3 буемого низкого содержания углерода в металле, Значительное влияние на потери элементов при глубоком обеэуглероживании расплава кислородом оказывает соотношение концетрации хрома к углероду в металле.

Это отношение в реальных сталеплавильных процессах производства нержавеющих сталей находится в пределах от 20 до !000.

Имеется определенная зависимость этого отношения от температуры расплава. Причем для сохранения в металле максимально возможного количества хрома при повышении -соотношения Сг:С температура ванны должна повышаться в соответствии с изменением, этого соотношения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обезуглероживания хромсодержащего распчава, по которому при содержании в расплаве углерода на уровне 0,15 — 9,200/0 в ванну присаживают ферросилиций для разогрева расплава и увеличения скорости обезуглероживания. Од. нако дополнительное введение в расплав ферросилиция в укаэанных количествах недостаточно для получения избыточного тенла в расплаве, необходимого для глубокого обезуглероживания с требуемой скоростью процесса. В этом случае также не обеспечиваетея полная непрерывность процесса дополнительного подогрева ванны и, кроме того; на окисление вводимого ферросилиция требуется определенное количество кислорода, Окисление кремния вместо хрома не решает вопрос повышения экономичности процесса (4J

По предлагаемому способу процесс обезуглероживания хромистых расплавов продувкой кислородом или его смесью с инертным газом при регламентированном вводе тепла извне проводят в соответствии с изменением соотношения Cr:Ñ.

Такой. регламентированный ввод тепла в металл,: извне частично подавляет протекание экзотермических реакций окисления хрома и позволяет провести глубокое обезуглероживание хромистого расплава без больших потерь легирующих элементов.

В принятом в практике производстве нержавеющих .сталей соотношение Cr:C в начале процесса обезуглероживания колеблется в пределах менее 100. Исходя иа. этого, необходимая температура процесса ооезуглероживания, протекающего без активного окисления хрома и других элементов, находится в пределах от 1600 до 1770 С. Эта температура в известном процессе достигается эа счет частичного перегрева металла от окисления около 1% (суммарного кремния, алюминия, титайа и частично хрома}. При соотношении Cr:Ñ в металле выше 100, а в отдельных случаях и выше 200 необходимо иметь температуру расплава выше 1800 С, что в известных способах достигается за счет окисления. 2 —,5 @ хрома.

Окпслительная продувка расплава кисчородом при включенной печи проводится с выбором мощности в пределах !50 —220 ква/т при соотношении Сг:С менее !00 и при больш м соотношении с выбором мощности в пределах 220 — 300 ква/т, что поз5 волит избежать значительные потери хрома, повысить скорость обезуглероживания, снизить общие потери расплава испарением и уменьшить общее время окислительной продувки, р6 Выбранные параметры нагрузки при определенном отношении Сг:С обеспечивают необходимый для протекания реакции обезуглероживания температурный интервал без существенного окисления хрома. В случае . соотношения Сг:C менее 100 снижение мощности менее 150 ква/т не позволяет нагреть металл для протекания процесса обеэуглероживания беэ потерь хрома; поддерживать мощность выше 220 ква/т при вышеприве,денном отношении нежелательно, так как это может привести к ненужному для данного отношения перегреву расплава и возможному срыву футеровки печи.

При соотношении Сг:С )100 необходима более высокая мощность, которая может обеспечить минимальный угар хрома,, так как в случае более высокого содержания хрома по расплавлению или при необходимости получения более низкого содержания углерода нужна более высокая тем-. зв пература ванны, что может быть обеспечено указанной мощностью. Превышение этой мощности может привести к перегреву металла и срыву футеровки печи.

Пример. В 10-тонную дуговую электропечь загружают отходы стали ОЗХН28МДТ, ферросплавы и другие близкие по химическому составу отходы. После расплавления ,широты температура расплава 1565 С. Окис. лительную продувку ванны газообразным. кислородом проводят при вкл|оченной печи.

При содержании в расплаве 0,39% креМния, @@ 0,31 /0 углерода и 12,2 /0 хрома момент ак;; тнвного окисления углерода (по пламени) наступает через 2.мин вместо обычных б—

7 мин. При этом отношение концентраций хрома к.углероду Сг:С составляет 39..Подводнмая удельная мощность тока 220 ква/т.

При получении в металле содержания углерода 0,09/0 н хрома 11,2 /р (при соотношении. концентрации Сг:С = 124) подводимую удельную мощность тока увеличивают до

250 — 280 ква/т. В этих условиях общая дли,тельность окислительной продувки уменьшается в два раза по сравнению с обычным процессом (продувка при отключенной печи) и составляет 21 мин. Скорость обеэуглероживания была выше.

По окончании окислительной продувки

И содержание углерода в расплаве О 025%, хрома 9,80%. При обычном процессе обеэуглерожнвания и аналогичном содержании углерода и хрома в начале продувки конечнос содержание хрома б — 6,5%. Безвозвратные пэтери металла за счет окисления и испарения расплава на данной плавке снизились более чем в два раза. Значительно уменьшились потери никеля, хрома и молибдена.

Фориула изобретения

Способ обезуглерожива ния хромсодержащего расплава путем продувки кислородом или газовыми смесями, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь хрома в окислительный период и увеличений скорости окисления углерода, продувку осуществляют с нагревом. расплава дугами электродов, при этом подводим а я удел ьн а я мощность тока прн соотношении Сг:С менее 100 поддерживается в пределах 150 — 220 ква/т, а при ссютношении Сг:С более 100 -- в пределах 220 — 300 ква/т. у Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шмидт М., Эттерих О. и др. Черные металлы. 1968, № 4, с. 10 — 15.

2. Стомахин А, Я., Левин В. Я. Бюллетень «Черметинформация», 1974, № 5, с, 3-—

Уб 18

3. Поволоцкий Д. Я., Рощин В, Е. и др.

Электрометаллургия стали и ферросплавов.

М., «Металлургия», 1974, с. 267, 4. Авторское свидетельство СССР у № 431228, кл. С 21 C 5/52, 1974.

Редактор Т Фадеева

Заказ 1993/33

Составитель А щ р@а

Техред О. Луговав Корректор N. Рвико

Тиров б32 Подписное

ЦН Н п ПИ . Государстиавпого комитета СССРпо делам азобуетеивй и открьттиб!! ЗОЗБ, йаоскаа, Ж вЂ” Зб, Рауаскав ваб., д, 4/б

Филиал ППП «Патеат», г. З/жтород, ул; Проектиаа, 4