Способ производства стали

Способ производства стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(1) 670377

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.02.77 (21) 2449250/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.в

В 22 D 7/00

С 21 С 7/10

Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 669.18.046..554 (088.8) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 30.06.79 (72) Авторы изобретения М. В. Жемчужный, М. Д. Чувилов, Е. Ф. Мазуров, A. М. Евграшин, Б. Г. Восходов, Г. М. Бегун, Г. И. Фетисов, А. И. Мохов, В. Н. Лебедев, H. С. Цветаев, В. П. Нагайцев и В. И. Чухлов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали и ее разливке в слитки.

Известен способ модифицирования стали в изложнице, заключаю!цийся в обработке сс во врсмя разливки хлористым натрием (1).

11едостатком способа является собходиMocTb прсдварительногo рафинирования стали от серы и кислорода.

Известен способ модифицировани" стали в изложнице кусковыми комплексными сплавами либо шлакообразующпми брикетами (2).

Недостатки способа состоят в ToAI, что требуется прсдваритсльнос par)III»IIpollall»c стали от ссры и кислорода; использование элементов модификаторов нестабильно.

Известен способ получения стали, включающий расплавление шпхты, окисление примесей, легированпе в сталеплавильном агрегатс, выпуск металла в ковш, разливку в изложницы, введение в струю разливаемого металла смеси IIOpOIII I<08 железа, сп лпкокальция и ферроцерия в количестве

0 3 — 2%; 0,15 — 0 25% и 0,10 — 0 25% и от веса металла соответственно (3).

Недостаток способа состоит в том, что в струе металла порошкообразная смесь интенсивно окисляется; перемешиванпе мсталла в изложнице недостаточное, десульфурацпя не получает значительного развития. При использовании известного способа десульфурацию стали осуществляют в сталсплавпльном агрегате, что связано со снижением его производительности.

Цель изобретения состоит в увеличении произ водитсл ьности с T Iлспл а в ильног0 агрегатаа и повышении качества стали.

Достигастсл цель тем, что в предлагаемом способе производства стали, включающем расплавление шпхты, окисление 11pllмссей, лсгированпс в сталсплавильном агрегате,выпуск металла в ковш, разливку в пзло>кппцы, ввсдсцис в металл во врсх!я ртlзлпвкп смеси сплпкок11с!ьцпя ll жслсзного порошка, K cìñc!! спл11кОкяльция II жслсзного порошка добавляют порошок магния до соотношения компонентов (0,1 — 6): (0,3—

20 — 9): (0,5 — 7) соответственно и полученную смесь в количестве 9 — 11 кг/т стали вводят в металл струей инертного газа после наполнения 1/4 высоты изложницы. Стальной расплав может быть предварительно рас25 кислен алюминием н вакуумпрован.

Присутствуюп1пс в смеси кальций и магний активно взаимодействуloT с металлом и растворенными в нем примесями, модифицируют образующуюся нсметаллпческую

30 фазу и облегчают сс удаление из стального

67037

30 расплава при интенсивном его перемешивании.

Оставшиеся в металле включения распределяются в его объеме более равномерно.

Железный порошок выполняет роль охладителя в зоне реакции и создает дополнительную поверхность, на которой протекает реакция. Присутствие в смеси кальция имеющего упругость пара 1,6 атм, недостаточно для интенсивного перемешивания расплава.

Эта задача решается введением в смесь магния, имеющего упругость пара 24 атм.

KBK показали эксперименты, магний и кальций несмотря на близкие свойства — высокое сродство к кислороду и сере — оказывают различное действие на стальной расплав. В частности, магний оказывается более эффективным раскислителем, а кальций более эффективным десульфуратором.

В стальных расплавах с высоким содержанием углерода, где процессы десульфурации протекают легче, а также в сталях, где сера не оказывает существенного влияния на служебные свойства, целесообразно использовать смеси с максимальной раскисляющей способностью, т. е. с повышенным количеством магния, такие смеси эффективны при производстве подшипниковой стали.

В конструкционных сталях, где решающее влияние на свойства оказывает сера, наилучшие результаты дают смеси с повышенным содержанием силикокальция. Оп- 35 тимальный расход смеси — 9 — 11 кг/т стали.

Для подшипниковой стали наилучшие результаты дают смеси с соотношением силикокальция, железного порошка и магния 40

0,1: 9:7 соответственно, для конструкционной и нержавеющей — 6: 0,3: 0,5.

Количество железного порошка в смеси целесообразно регулировать в зависимости от количества магния: при увеличении ко-. 45 личества магния количество железного порошка в смеси увеличивают. Введение смеси струей инертного газа обеспечивает защиту компонентов смеси от преждевременного окисления кислородом воздуха и увеличи- 50 вает эффект перемешивания расплава, а введение смеси после наполнения изложницы на 1/4 высоты обеспечивает наибольший эффект модифицирования неметаллических включений, измельчает кристаллическую 55 структуру слитка, повышает однородность и плотность ее.

Пример 1. При выплавке стали марки

5ХНМ в печи расплавляют шихту, состоящую из 50 т отходов марки 5ХНМ, 40 т чу- 60 гуна и 22 т шихтовой заготовки, нагревают металл, окисляют фосфор и углерод, легируют металл феррохромом в количестве

150 кг, ферромарганцем марки Мп-6 в количестве 500 кг и ферросилицием марки 55

4

Си — 45 в количестве 400 кг. Затем расплав выпускают в ковш и металл разливают в изложницы под вакуумом. В изложнице в процессе ее наполнения металл продувают рафинированной смесью, подаваемой в глубь металла в токе аргона (расход аргона 0,03 м /мин). Расход компонентов рафинировочной смеси: магний 3,0 кг/т, силикокальций 4,0 кг/т, железный порошок 4,0 кг/т.

Время обработки — 8 — 12 мин.

Пример 2. При выплавке стали марки

ШХ-15 в печи расплавляют шихту, состоящую из 25000 кг чугуна, 75000 кг отходов углеродистой стали, нагревают металл, окисляют фосфор и углерод, легируют металл феррохромом в количестве 1500 кг и ферромарганцем в количестве 200 кг, позволяющими получить после выпуска плавки из печи содержание углерода около 1О/о. Затем расплав выпускают в ковш и присаживают кусковой 75О/о-ный ферросилиций в количестве 125 кг. Поверхность металла в ковше засыпают порошком магнезита, и сталь разливают в изложницы. В процессе наполнения 1/4 части изложницы в глубь металла подают рафинировочную смесь в токе аргона. Расход аргона 0,03 м /мин, расход компонентов,рафинировочной смеси: магний 4 кг/т, снликокальций 1 кг/т, железный порошок 5 кг/т (4 ъ1: 5). Время обработки — 8 — 10 мин.

П р и мер 3, При выплавке стали марки

ОХ19Н9 в печи расплавляют шихту, состоящую из отходов Я1Т-75000 кг, ХГС-22000 кг, ФХ800 — 4000 — 5000 кг, ФХ100 — 7500 KI, никеля (НЗ) — 300 кг, окисляют примеси, в том числе углерод, до 0,3% путем продувки кислородом. Производят корректировку химического состава. Выпускают расплав в ковш. Вакуумируют с одновременной продувкой кислородом и аргоном при Рост

0,5 — 1 мм рт. ст. в течение 15 мин. После вакуумирования присаживают FeSi 65—

300 кг, ГеМп 1000 кг, А1 кусковой 50 кг и металл разливают.

Во время разливки стали в изложницы, в процессе ее наполнения, металл продувают рафинировочной смесью, подаваемой в глубь его после наполнения 1/4 части изложницы в токе аргона. Расход компонентов рафинировочной смеси: магний 0,25кг/т, силикокальций 8 кг/т, железный порошок

1 кг/т (0,2: 8: 1). Время обработки — 8—

12 мин, В результате использования предложенного способа при производстве подшипниковых марок сталей конечное содержание кислорода находится в пределах 0,001—

0,003 /о серы — 0,003 — 0,009 /О, при производстве конструкционных марок стали—

0,001 вЂ,003 и 0,005 вЂ,015О/о соответственно, а при производстве крупных слитков значительно повышается качество металла за счет снижения количества неметаллических включений, изменения их природы и

670377

Составитель В. Бреус

Техред Н. Строганова

Редактор 3. Ходакова

Корректор P. Беркович

Заказ 1316/5 Изд. № 385 Тираж 945 Подписное

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 более равномерного распределения по объему. При этом происходит модифицирован не сульф иди ых включений, изменение структуры литого металла и повышение плотности слитка. Сокращается длительность плавки на 1,0 — 0,5 ч, что позволяет снизить себестоимость на 1,5 — 2,0 руб. на

1 т стали.

Формула изобретения

1. Способ производства стали, включающий расплавление шихты, окисление примесей, легированис в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в ковш, разливку в изложницы, введение в металл во время разливки рафинировочной смеси, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения производительности сталеплавильного агрегата и повышения качества стали, рафинировочную смесь силикокальция, железного порошка и магния 9 — 11 кг/т стали вводят в металл струей инертного газа после наполнения 1/4 высоты изложницы, прп соотношении компонентов (0,1 — 6,0): (0,3—

5 — 9,0): (0,5 — 7,0).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сталь предварительно раскисля|от алюминием.

3. Сгособ по и. 1, отличающийся

10 тем, что сталь предварительно вакуумируют.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Научные труды МИСиС, 1973, № 79, 15 с, 65, 2. Теория и практика получения и применения комплексных ферросплавов. Тбилиси, 1974, с. 288 — 293.

3. Авторское свидетельство СССР

20 о 336083, кл. В 22 D 7, 00, 1970.