Способ выплавки среднеи высоко-углеродистых низколегированныхсталей

Способ выплавки среднеи высоко-углеродистых низколегированныхсталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетских

Социалистическик

Республик

Оп ИСАНИЕ

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.02.79 (2) ) 2720529/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (51)М. К.п.

С 21 С 5/52

Гесудерстееииый комитет

СССР

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень № 6 по Аелем изобретений и аткрытий (53) УДК 669.187.. 25 (088.8) Дата опубликования описания 19.02,81

Н. Г. Гладышев, А. Г. Зубарев, Л, К. Косыре, с, В. H. Алифанов, А. А. Голубев и А. И. Лу фтин с г t

Научно-производственное объединение Тула ерме1»" и Злектрометаллургический завод Электросталей = им. И. Ф. Тевосяна (72) Авторы изобретения (7!) Заявители (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СРЕДНЕИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ

СГАЛЕЙ

Изобретение относится к черной Me=

1 таллургии, а именно к способам выплавки средне- и высокоуглеродистой низколегированной стали.

В процессе выплавки используют технологический прием обработки металла

5 углеродосодержашими материалами, с целью его раскисления и науглероживания, что обеспечивает повышение качества стали и улучшение технико -экономических

10 показателей работы сталеплавильных агрегатов, Известен способ выплавки стали, включающий обработку металла углеродсодер15 жащими материалами (коксиком), загружа- емыми на дно сталеразливочного ковша перед выпуском плавки 1 .

Известен способ внепе ной обработки низкоуглеродистой кипящей стали, предусматривающий проведение обработки ме20 талла углеродсодержащими материалами до раскисления его ферромарганцем в ковше (2) .

Недостатком известных способов является узкая область их применимости, конкретнее только для стабилизации окисленности низкоуглеродистой стали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемомуl эффекту является способ выплавки средне- и высокоуглеродистой стали, включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, обработку металла углеродсодержашими материалами и ввод в науглероженный металл ферросплавов в сталеразлнвочном ковше (3).

Этот способ применим для выплавки средне- и высокоуглеродистой стали с любым содержанием углерода и обеспечивает снижение расхода ферромарганца, ферросилиция и алюминия, присаживаемых

B сталеразливочный ковш. Однако он не обеспечивает возможность обработки углеродсодержашими материалами определенной части металла и превращение ее перед вводом ферросплавов в высскоугпеI родистый (при необходимости в чугун), значительно перегретый над точкой плавления расплав, обладающий повышенной растворяющей способностью по отношению: к тугоппавким легируюшим элементам, бопьшинство иэ которых является карбидообразующими.

Этот недостаток ограничивает, а в некоторых случаях исключает полностью, 1о воэможность ввода в металл в ковше тугоппавких пегирующих добавок, например безугперодистого феррохрома (4

-1600-1640 С/ферровопьфрама (Ф ц, =2600 С) и других .

Кроме того, известному споробу присущи и такие недостатки как низкая усвояемость металлом углерода добавок, вводимых в сталеплавильную ванну, возможность значительного восстановления фосфора иэ шлака повышенный угар легкоокисляющихся элементов-раскислитепей при выплавке среднеуглеродистой стали, относительно низкая скорость плавления и растворения ферросплавов.

Цель изобретения - интенсификация процесса раскисления стали, уменьшение угара легкоокиспяющихся элементов и осуществление возможности ввода в мезо талл тугоппавких легирующих добавок.

Поставленная цель достигается тем, что обработку металла углеродсодержащими металлами и ввод в науглероженный металл ферросплавов в сталеразпивочном ковше, производят внепечное наугпероживание металла из расчета получения в нем 0,2-0,6% углерода после наполнения 0,2-0,5 объема ковша, прерывают выпуск металла и последовательно вводят в него ферромарганец, углеродсодержащие материалы и пегирующие ферросплавы в порядке убывания температуры их плавления . из расчета получения отношения содержания углерода в металле к содержанию углерода в готовой стали в пределах 2-4 и производят выпуск с с° тального металла в ковш, Содержание углерода в пределах 0,20,6% является оптимапьным с точки зрения концентрации кислорода в нерас- 50 кисленном металле. При содержании в металле менее 0,2% углерода резко возрастает окиспенность металла, а при увеличении содержания углерода бопее 0,6% концентрация киспорода в металле практи- 55 чески не уменьшается, оставаясь íà одном уровне. Такое содержание yrnepoaa в металле обеспечивает достаточно вы Я

4 сокое ускорение им марганца, который в дальнейшем вводят в расплав в виде угродистого ферромарганца.

Прекращение выпуска металла из craлеплавильного агрегата после наполнения 0,2-0,5 обьема ковша обусловлено необходимостью превращения этой части металла в высокоугперодистый расплав, а затем и в лигатуру соответствующего состава, определяемого маркой выплавляемой стали.

Минимальное количество выпускаемого из сталеппавильного агрегата металла составляет 0,2 общего его веса и определяется максимальным количеством легирующих добавок, которые можно ввести в ковше в металл, предварительно подвергнутый наугпероживанию, Наугпероживание металла наиболее целесообразно производить до содержания углерода в нем около 3%, при этом повышение концентрации углерода на 0,01% сопровождается снижением температуры о металла на 0,5 С. Введение в металл 3% углерода понизит температуру металла на 150 С.

Средняя. температура металла на выпуске из современных сталеплавильных агрегатов составляет около 1650 С. Науглероженный до 3% металл имеет темпеО ратуру 1500 С при температуре его плавления 1300 С в соответствии с дио аграммой состояния железо-углерод" В такой металл можно ввести 11% от ro веса легирующих добавок с температурой плавления 1450-1470 С (феррованадий, О феррохром) или 26% добавок с темпера турой плавления 1250-1300 С (ферроО марганец, ферросилиций), что соответственно составляет 2,2 и 5,2% от веса всей плавки, Смешение 0,2 части металла (=1300 С) и 0,8 частей металла (=

=1650 С) -дает среднюю температуру

1580 С, что является необходимым и о достаточным дпя нормальной разливки.

Суммарное содержание легирующих элементов в ниэкопегированной стали не превышает, как правило, 3-3,5%. Таким образом, выпуск из агрегата 0,2 части металла обеспечивает возможность выплавки ниэкопегированной стали с вводом всех раскиспитепей и легирующих в ковш.

Максимальное количество выпускаемого из агрегата металла составляет .

0,5 общего его веса и опредепяется допустимым содержанием углерода в гото1 вой стали. Науглероживание 0,5 плавки до 3% С обеспечивает получение стали с содержанием углерода 1,5%.

После наполнения металлом (0,20,6% С) 1/5-1/2 объема ковша вводят ферромарганец иэ расчета получения марочного содержания марганца в стали.

Присадка марганца увеличивает растворимость углерода в железе, что интенсифицирует процесс дальнейшего науглероживания металла. Высокая концентра. ция марганца (4-6%) уменьшает угар легкоокисляющихся элементов-раскислителей. дальнейшее науглероживание металла (ao 3% С) обеспечивает увеличение ра.створяющей способности расплава по от- . ношению к вводимым в него легирующим добавкам с высокой температурой плавления. Науглероживание более 3% нецелесообразно иэ-эа уменьшения скорости процесса и увеличения расхода углеродсодержащих материалов.

При выпуске в ковш 0,2 части металла для получения среднеуглеродистой стали с минимальным содержанием углерода (0,25%) металл необходимо науглеродить до 1% С. При выпуске в ковш 0,5 части металла для получения . высокоуглеродистой стали с максимальным содержаниемуглерода (1,5%) в науглероженном ме;талле необходимо иметь 3% С Следовательно, отношение содержания углерода в обрабатываемом металле к содеражнию углерода в готовой стали должно находиться в пределах 2-4.

Легирующие добавки присаживают в порядке убывания температур их плавления, что обеспечивает ввод более туго плавких добавок в более горячий металл.

Иеремешивание высокоуглеродиотого легированного полупродукта (лигатуры) преследует цель выравнивания ее температуры и химического состава перед вы пуском в нее остального металла.

Пример 1. В 20т электропечи производят выплавку среднеуглеродистой конструкционной низколегированной стали 50X, содержащей 0,47-0.55% С» 0»5»»

0,80% М 0,17-0,37% 5 ; 0,81,1% С - не более 0,030% 8, не более

0,035% P.

Обезуглероживание металла производят до 0,1% С, что дает возможность получить в металле низкое содержание фосфора. Прн температуре металла

1650 С из печи выпускают 0,2 о плавки (4т) в сталераэливочный ковш, оборудованный пористой огнеупорной вета вкой в днище для продувки металла инертным газом. В процессе выпуска на струю металла присаживают 22,2 г молотого г электродного боя. Прекращают выпуск ме-: талла и вводят в ковш 213,3 кг 75%-ного ферромарганца. U струе азота в находящийся в ковше металл вдувают 26 кг молотого электродного боя и приступают к легиоованию металла хромом, Присажи вают 338 кг углеродистого феррохрома (65% Сr, . 7% С) и 2-3 мин продувают металл азотом, Окончательное раскисление стали производят вводом 164 кг

45%-ного ферросилиция и 10 кг алюминия (на штанге). B процессе обработки .металла в ковше контролируют температуру расплава, недостаток температуры компенсируют соответствующим перегре-вом находящегося в печи металла, Перед окончательным сливом металла из печи лигатура имеет следующий химический состав: 2,1% G; 3,25% Мв;

1,35%5 4,75% Ст; 0,2% М.

Общее количество легирующих присадок составляет 3,6% от веса всей плавки . (в том числе,1,7% тугоплавких прпсадок).

Продувают расплав азотом и выпускают остаток металла.

Пример 2. И 130 т кислородном конвертере производят выплавку стали

3D

ШХ15СГ, содержащей 0,95-1,05% С;

0,90-1,2% М ;0,40-0,65% Sj 1,30-

1,65% Cy, Обеэуглероживание металла в конвертере ведут до 0,1% С. При температуре металла 1 650 С выпускают О, 3 плавки (43,3 т) в ковш с пористой огнеупорной вставкой в днище. В процессе выпуска ца струю металла присаживают 241 кг коксика фракцией 1-3 мм. Прекращают выпуск металла и вводят в ковш 2080 кг

750/-ного ферромарганца. Продолжают науглероживание металла вдуванием в него в ковше 670 кг молотого коксика. Легируют металл хромом, присаживая

3000 кг 65%-ного углеродистого феррохрома, после чего металл продувают 35 мин аргоном и вводят 1125 кг

75%-ного ферросицилия и 26 кг алюминия.

Перед окончательным выпуском плавки иэ конвертора лигатура имеет следукший

50 химический состав: 2,8% С; 3,15% М»ц

1,6% ; 4,2% Ст; 0,05% AR.

Общее количество легирующих присадок составляет 4,8% от веса плавки, Продувают расплав аргоном и выпускают осS5 тальной металл, Способ может быть использован для выплавки углеродистых марок стали с любым содержанием углерода.

8048Ì

Составитель А. Шербаков

Редактор Ю. Ковач Техред M.Ðåéâåñ" Корректор О, Билак

Заказ 10821/41 Тираж 629 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a.. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение способа наиболее перспек- тивно в кислородно-конвертерных и электросталеплавильйых цехах, специализирующихся на выплавке низколегированных сталей с содержанием углерода 0,255

1,5%.

Предлагаемый способ обеспечивает снижение расхода ферросплавов, ускорение их плавления и растворения в метал ле, расширение марочного сортамента ки- 10 слородно-конверторной стали и может быть рекомендован для внедрения на электрометаллургическом заводе "Электросталь" и Новолипецком металлургическом заводе. Ожидаемый экономический эффект 15 от внедрения способа по предварительным данным, составляет около 250 тыс,р. в год на каждом из,заводов, Формула изобретения

Способ выплавки средне- и высокоуглеродистых низколегированных: сталей; включающий обезуглероживание металла в сталеплавильном агрегате до содержания углерода ниже марочного его содержания в готовой стали, обработку металла углеродсодержащими материалами и ввод в науглероженный металл феооосплавов г сталеразливочном ковше, о т л и ч à гошийся тем, что, с целью интенсификации процесса раскисления стали, умень--, шения угара легкоокисляющихся элементов и осуществления возможности ввода в металл тугоплавких легирующих добавок, производят внепечное науглероживание металла из расчета получения углерода в количестве 0,2-0,6% после наполнения 0,2-0,5 обьема ковша, прерывают выпуск металла и последовательно вво-. дят ферромарганец, углеродсодержащие материалы и легирующие ферросплавы- в порядке убывания температур их плавле. ния из расчета получения отношения углерода в металле к содержанию углерода в готовой стали в пределах 2-4 и производят выпуск остального металла в ковш.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бюллетень института "ЧерметинфорMBUHH>¹ 7 197 «С, 42 43, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 55143, кл. С 21 С 7/00, 1977.

3. Сидоренко М. Ф. Теория и практи.ка продувки металла порошками, "Металлургия", 1973, с. 195.