Способ обезуглероживания нержавеющих сталей

Способ обезуглероживания нержавеющих сталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ни

Соцнаянстнческнк

Респубики

«»901298

1 (63 ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлеио22.04.80 (21) 2945486/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень №4

Дата опубликованию описания 30.01 82 (Sl)M. Кл.

С 21 С 7/10

Ркудерстмииый комитет

СССР ие делам изобретений и открытий.(53) УДК 669.18. .27 (088.8) (72) Авторы изобретенияКоемянский, Q;.С.r Сивков,:, А.A. Иванов, Д.И. Бородин, С. И. Быстр

В.И. Мирошниченко, B.Ñ. Петров, В.М. Б

В.А. Минченко и В.П. (71) 3» T b Московский .ордена Трудового Красного стали и сплавов (54) СПОСОБ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ НЕРЖАВЕЮШИХ СТАЛЕЙ

Изобретение относится к черной металлургии, а конкретнее к вакуумной об работке высоколегированных расппавов.

Известен способ получения низкоуглероднстых нержавеющих сталей, заключающийся в том, что из сталеплавильного агрегата в ковш выпускают расплав, содержащий соответственно углерода 0,20,5% и хрома более 10%. Для получения низких (менее 0,03%) концентраций yv лерода расплав продувают кислородом

1О под вакуумом при остаточном давлении в камере 2-5 мм рт. ст. (11 .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к пред15 лагаемому, является способ обезуглерожнвания нержавеющих сталей, заключающийся в том, что расплав с содержанием углерода 0,3-0,5% и хрома 17-19% обдувают кислородом в вакуумной камере.

Кислород подают сверху через водоохлаждаемую форму с интенсивностью 1520 нм lт ° ч. Гасстоянне от среза фурми до поверхности металла в спокойном ссстоянии составляет 800-1000 мм. Одновременно с продувкой кислородом металл перемешивают аргоном, подаваемым через пористую пробку в днище ковша и интенсивностью О, 005-0,020 нм /т мин (2 .

Недостатками известного способа являются сосредоточенная подача окислителя в верхние горизонты металла, что замедляет процесс обезуглерожнвания вследствие лимитирования последнего массопереносом углерода в металле, увеличивает угар хрома и способствует повышенному испарению компонентов расплава (марганца, хрома и других. элементов невозможность гибко регулировать температуру металла, что часто приводит к его перегреву к концу окислительной продувки и резко снижает стойкость футеровки, низкая стойкость пористых пробок для продувки аргоном, высокий удельный расход аргона.

11ель изобретения — повышение производительности, уменьшение потерь цен901298

ЗО ных компонентов расплава, увеличение стойкости футеровки и снижение удельного расхода аргона.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обезуглероживания нержавеющих сталей, включающем продувку металла кислородом под вакуумом с одновременным перемещением его аргоном через пористую пробку, совместно с аргоном в ковш подают углекислый t0 газ в количестве 5-50 от общего раохода смеси, причем соотношение аргонуглекислый газ поддерживают 1:(0.1-0,3) при температуре металла 1650l 700 С, 1: (0,5-0 7) при температуре металла 1700-1750 С и 1:(1-1,2) при температуре последнего более 1750 С.

Подача совместно с аргоном окислителя, которым является углекислый газ, способствует ускорению и смешению процесса обезуглероживания в объем ме . талла, что усиливает циркуляцию ванны и сокращает продолжительность обработки металла в целом. Реакция окисления уг,лерода, железа, марганца углекислым га- >1 зом носит эндотермический характер, что снижает температуру металла как в объеме последнего, так и особенно в зоне, прилегающей к пористой пробке. Это, в свою очередь, способствует увеличению стойкости пористой пробки и футеровки в целом.

Сокращение продолжительности продувки, усиление циркуляции ванны, час 35 тичное перемещение окислительных процессов в нижние горизонты металла способствуют сокращению потерь компонентов расплава испарением. Изменение соотношения аргон - углекислый газ позволяет 4g гибко регулировать температуру металла в процессе вакуумного обезуглероживания, не допускать его перегрева и способст вует повышению стойкости футеровки.

При этом при расходе углекислого газа в количестве менее 5% от общего раохода смеси процесс не имеет существенных технологических преимуществ по сравнению с продувкой металла снизу одним . аргоном, в то время как конструктивно установка усложняется. При расходе углекислого газа более 50% от общего ðàñхода смеси эндотермические реакции приобретают черезмерное развитие, что приBol1MT K значительному cKQKe81Bo TBMBB y . ратуры расплава и делает невозможным ввод в металл требуемых количеств ферросплавов.

При температурах металла по 1700

1750 и более 1750 С содержание СО в продувочной смеси составляет соответственно 10-30, 50-70 и 100-120% от расхода аргона. При более низком расходе

СО уменьшается охлаждающий эффект и подача окислителя в объем металла., при более высоком расходе СО> черезмерное развитие получают эндотермические реакции окисления компонентов расплава, ухудшается тепловой баланс процесса и термодинамический стимул для окисления углерода в объеме расплава на поверхнос ти пузырей СО-Av, Способ позволяет также производить непрерывное плавное pery1 лирование соотношения Av: СО в про-! дувочной смеси в зависимости от температуры, содержания углерода, хрома, никеля и других элементов в расплаве, глубины продуваемой ванны, остаточного давления в вакуумной камере и т. д. На- конец, применение углекислого газа позволяет существенно снизить расход дорогостоящего аргона.

Пример. Легированный расплав, содержащий, : углерод 0,22, хром 19,2 и никель 10;1 при 1750 С из двадцатитонной электродуговой печи выпускают в ковш и помешают в вакуумную камеру.

Вакуумирование проводят при остаточном давлении 10 мм рт. ст. с продувкой кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму с расходом кислорода 350 нм /ч.

В течение первых 5 мин продувку через пористую пробку проводят смесью ар гон — углекислый газ в соотношении

1:0,1 при расходе смеси 35 нм /ч, пос= ле повышения температуры металла боо лее 1700 С в течение 5 мин продувку через пористую пробку ведут с расходом

35 ньР/ч смесью аргон — углекислый газ в соотношении 1:0,5, После повышения температуры более 1750 С в течение 6 мин ведут продувку смесью аргон— углекислый газ в соотношении 1:1 (расход смеси 35 нм / ч), причем последние

2 мин кислород для продувки сверху не подают. Содержание элементов после продувки составляет соответственно, : yr лерод 0,03; хром 18,6, никель 10,1, при 1740 С. Продолжительность окиолительного вакуумирования составляет

16 мин, температура металла не превышает 1760 (кратковременно).

Зкономический эффект за счет повышения стойкости футеровки, снижения расхода феррохрома и снижения расхода аргона соСпособ обезуглероживания нержавеющих сталей, включаюший продувку металла кислородом под вакуумом с одновре = менным перемешиванием его аргоном че- 20

Составитель А; Шербаков

Техред С. Мигунова Корректор А. Ференц

Редактор С. Крупенина

Заказ 1 2303/24 Тираж 586

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

5 901298 6 ставляет соответственно 0,5; 3; О,5 руб- рез пористую пробку, о т л и ч а ю— лей на т выплавляемой стали. шийся тем, что, с целью повышения

При годовой производительности производительности, уменьшения потерь

50 тыс. т суммарный экономический ценных компонентов расплава, увеличения эффект составляет 4К50=200 тыс. руб. s стойкости футеровки и снижения удельного

Таким образом, способ обезуглеро- расхода аргона, совместно с аргоном поживания нержавеющих сталей позволяет дают углекислый газ в количестве 5-50% существенно повысить стойкость футеров- от общего расхода .смеси, при этом соки, снизить угар хрома и других легирую- отношение аргон -. углекислый газ под щих., а также уменьшить расход аргона >о держивают 1:(0,1-0,3) при температуза счет использования перемешивания ре металла 1650-1700 С; 1:(0,5-0,7)

O металла в ковше углекислым газом. при температуре металла 1700-1750 С и 1:(1-1,2) при температуре выше

1750 С.

Формула изобретения 15 Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент США N 4001009, кл. кл. 75-49., опублик. 1978.

2." Sta.h я с1 Gis6, .1976, М 96, N20,,с. 934-945.