SU602560A1

SU602560A1 - Одношлаковый процесс выплавки нержавеющих стелей

Info

Publication number: SU602560A1
Application number: SU762364997A
Authority: SU
Inventors: Александр Федорович Старцев; Николай Тимофеевич Заозерный; Сергей Серафимович Попов; Тимофей Матвеевич Бабков; Александр Тимофеевич Перевязко; Григорий Дмитриевич Данченко; Артур Васильевич Губенко
Original assignee: Запорожский индустриальный институт
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1978-04-15

Description

(54) ОДНОШЛАКОВЫ НЕРЖАВЕЮЩ Изобретение относитс к электрометаллургии стали и может быть использовано при выплавке легированных сталей в основных дуговых печах. Способы выплавки нержавеющих сталей в основных дуговых печах переплавом отходов с применением газообразного кислорода одношлаковым процессом предусматривают восстановление окислительного шлака в печи и проведение доводки металла под восстановленным известково-силикатным шлаком с последующим раскислением стали в печи или в ковше. Известен способ выплавки нержавеющих сталей в основных дуговых печах переплавом отходов с применением кислорода одношлаковым процессом, заключающийс в том, что. с целью повышени извлечени хрома и сокращени длительности плавки,после продувки расплава кислородом в печь присаживают до ввода феррохрома известь (25-35 кг на 1 т расплава ), кусковой 45%-вый ферросилиций в количестве 28-50 кг/т; во вре.м плавлени феррохрома и в дальнейщем шлак раскисл ют порошком 65%-ного ферросилици (8 кг/т); после расплавлени феррохрома металл раскисл ют в печи кусковым алюминием (1 кг/т); конечное раскисление металла производ т алюминием (1 кг/т), присаживаемым на струю при РОЦЕСС ВЫПЛАВКИ ТАЛЕЙ выпуске плавки или в ковш вместе с ферротитаном перед выпуском плавки. Повышение расхода извести до 35 кг/т и раскислителей до 50 кг/т позвол ет получить перед выпуском плавки достаточно раскисленный шлак, в котором суммарное содержание окислов железа, марганца и хрома составл ет 7-12°/о, а сквозное извлечение хрома при выплавке нержавеющих сталей без скачивани окислите.1ьного шлака повышаетс на б- 12 отн.о/с. Однако при таком способе выплавки нержавеющих сталей увеличение расхода извести до 35 кг/т дл повыщ-ени основного шлака способствует значительному насыщению металла водородом (особенно в летнее врем года) и увеличению отбраковки металла по поверхностным дефектам, в результате чего допускаютс сушественные потери дорогосто щего металла в стружку при переобдирке проката; снижаетс производительность печи на 10-20 мин за счет удлинени периода шлакообразовани . Большой расход кремнийсодержаших раскислителей (28-50 кг/т) увеличивает содержание кремни в металле до 0,70-0,80%, который существенно понижает пластические свойства нержавеющих сталей и увеличивает отбраковку металла на первом переделе по «рванинам.

а при производстве тонкостенных труб - по внутренним «пленам.

Большой расход дефицитного бЗ /о-ного ферросилици (8 кг/т), необходимость применени дефицитного и дорогосто щего порошкообразного алюмини .

Больша кратность шлака {более 7% от веса металла) с содержанием 7-12% т желых окислов снижает усвоение титана с 50-60% до 30-45% и не позвол ет обеспечить стабильное получение химсостава нержавеюших сталей с узким пределом содержани хрома и титана особенно при использовании дл легировани стали отходов производства металлического титана.

Целью изобретени вл етс улучшение качества стали и снижение расхода дорогосто щих ферросплавов и раскислителей.

Поставленна цель достигаетс тем, что шлак окислительного периода раскисл ют шлаком электротермического силумина в количестве 8,00-10,20 кг на 1 т-расплава при соотношении извести, ферросиликохрома и шлака с силумина 1,00:0,67-0,71:0,66-0,76, шлак дополнительно раскисл ют порошком 65%-ного ферросилици в количестве 2,0 кг/т, и плавку сливают при одновременном легировании в ковше стали титаном и раскислении металла кусковым алюминием (1 кг/т) в отличие от известного способа выплавки нержавеюших сталей одношлаковым процессом, согласно которому после продувки расплава кислородом в печь присаживают известь (25-35 кг/т), 45%-ный ферросилиций (28-50 кг/т), во врем плавлени феррохрома и в дальнейщем шлак раскисл ют порошком 65%-ного ферросилици (8 кг/т), после расплавлени феррохрома металл раскисл ют в печи кусковым алюминием (1 кг/т), конечное раскисление металла, не легированного титаном, производ т кусковым алюминием (1 кг/т), присаживаемым на струю при выпуске плавки, а стали, легированные титаном, присадкой порошкообразного алюмини (1 кг/т) в ковш вместе с ферротитаном перед выпуском плавки.

В период продувки хромсодержаш,его расплава кислородом окись хрома (СгоОз) образует в шлаке нерастворимые тугоплавкие кристаллы хромшпинелидов состава (СаС), MgO, FeO) , чрезмерно загущаюшие шлаки, а закись хрома (СгО) в силикатной части гетерогенного шлака образует р д трудновосстановимых силикатов хрома состава типа АСгО, ySiOj. Повышение основности шлака путем увеличени расхода извести до 25-35 кг/т приводит к образованию в реальных услови х электроплавки хромитов кальци типа лСаО, . снижающих реакционную способность шлака. В силу физико-химических свойств глинозем (AlgOs) может одновременно замещать окись хрома в шпинельных группировках , в хромитах кальци и закись хрома в силикатах хрома. Учитыва это, дл ограничени возникновени хромсодержащих комплексов и облегчени их разложени необходимо увеличить содержание глинозема в хромистых шлаках при соответствующем уменьшении содержани окиси кальци , а дл более полного и ускоренного восстановлени из шлака хрома, марганца и железа примен ть алюминий, продукт которого (AlaOO существенно уменьшает 5 активную концентрацию кремнезема (SiOj) и повьипает раскислительную способность кремни . Введение в состав магнезиально-силикатного хромсодержащего шлака, алюмини , глинозема и криолита в виде шлака электротермического силумина, необходимого количества кремни и окиси кальци позвол ет значительно ускорить шлакообразование и создать благопри тные термодинамические и кинематические услови дл быстрого и полного восстановлени хрома, марганца и железа при совместном раскислении шлака алюминием и кремнием.. Увеличение содержани глинозема (АЬЮ;) до 28-33 вес.% в шлаке, содержашем. вес.%: СаО 28-33, SiO. 28-33, MgO 10-15, способствует эффективному разжижению хромсодержащего шлака. Шлак такого состава при

0 весовых соотношени х SiOo: СаО 1,00: : 0,85-1,00 : 1,00-0,85 имеет температуру плавлени 1450-1480°С. Легкоплавкие известковые алюмосиликатные шлаки обладают высокой реакционной способностью инициируют переход серы из металла в шлаковую фазу, обладают

меньшей газопроницаемостью, чем известковосиликатные , способствуют повышению и стабилизации усвоени титана.

Снижение расхода извести в период рафинировки с 25-35 кг/т до 10,5-15,5 кг/т за

Q счет соответствующего увеличени содержани глинозема (А12Оз) в шлаке уменьшает насыщение металла водородом.

Шлак электротермического силумина содержит ингредиенты в соотношени х, вес.%: алю .миний 25; кремний 8; глинозем 55, криолит 5;

остальное железо, марганец и титан до 100. Введение на щлак окислительного периода шлака силумина и ферросиликохрома с добавкой извести ускор ет шлакообразование, обеспечивает снижение активности кремнезема и повышает раскислительную способность кремни , в результате чего содержание окислов хрома в щлаке через 10-12 мин после ввода раскислителей снижаетс с 28-35 вес.% до 3-4 вес.%.

Дополнительна обработка шлака порошком 65%-ного ферросилици позвол ет довосстановить из цдлака хром, марганец, железо и поддерживает достаточную его жидкоподвижность до выпуска плавки. При этом содержание кремни в металле устойчиво сохран етс в пределах 0,25--0,35%.

0 Расходы шлака силумина, ферросиликохрома и порошка 65%-ного ферросилици завис т от фактического содержани в шихте лекоокисл ющихс элементов, состава футеровки печи и окисленности расплава после продувки его га5 зообразным кислородом.

Claims

При выплавке нер: ;авеющих сталей переплавом отходов с применением кислорода в основных электропечах, имеющих хромо-магнезитовую футеровку свода и стен, магиезитохромитовую подину, после продувки-расплава, со0 -держащего вес./о: хром 8,0-14,0; марганец 0,3-2.0; кремний 0.3-0,5; железо 70,5-91,0, образовави ийс шлак содержит, кг/т расплава: СгоО, 6,5-9,4; СгО 5,3-6,8; МпО 3,1-3,7; FeO 3,6-2,8; SiOo 2,5-3,2; MgO 3,6-5,2; AloO, 0,2-0,5; CaO 0,4-0,5; другие окислы 0,4-0,9. При коэффициенте использовани кре мни дл раскислени шлака и металла равном 0,85 дл полного восстановлени железа, марганца и хрома из окиси .хрома и дл введени в сталь 0,25-0,35 вес.°/о кремни суммарный расход его по стехиометрическому расчету составл ет, кг/т расплава: (2:&-3,6) (3,1 - 3,7). (6..5-Я4)/л5-35;Г 5.0 + Тб 6,7-8,7 Дл восстановлени хрома из закиси хрома расход шлака силумина при коэффициенте использовани алюмини равном 0,7 составл е кг/т: Mr||l 10QiiOO 8 00-10,20; Расход феррбсиликохрома, содержащего 50 вес.% кремни , с учетом кремни , внесенного силумина, порошком 65%-ного ферросилици и малоуглеродистым феррохромом, составл ет , кг/т расплава: ( 6,7-8,7)-С3,1-3,3)-100 7,о Подтвержденные практикой рекомендованные расходы извести, ферромиликохрома и шлака силумина, удовлетвор ющие услови м полного восстановлени хрома и получени легкоплавкого , реакционноспособного шлака при минимальной его кратности обосновываютс расчетом . При содержании хрома в штанге в пределах 8,0- 14,0 вес./о расходы шлака электротермического силумина и ферросиликохрома (ФСХ) 50/40 должны составл ть 8,00-10,20 и 7,,80 кг/т расплава соответственно. Дл более полного и быстрого восстановлени хрома и получени легкоплавкого известково-алюмосиликатного шлака, в котором соотношени , вес.% SiOj: А1 0.: СаО 1,00 : : 0,86-0,98 : 0,85-0,99, отношени расходов из вести, ферросиликохрома и шлака электротермического силумина должны быть в пределах 1,00:0,67-0,71:0,66-0,76. Дл получени в готовом металле рекомендуемого содержани кремни в пределах 0,40- 0,50 вес.% расчетный расход порошка 65%-ного ферросилици дл обработки шлака должен состовл ть 2 кг/т расплава . Выплавку нержавеющих сталей типа О 3- 12Х18Н1 ОТ, 08- 1 ОХ 17Н1ЗМ2МЗТ, 08-40Х13 и других одношлаковым процессом производ т следующим образом. Образовавшийс во врем плавлени шихты шлак удал ют на 70- 80% перед продувкой расплава кислородом. После продувки расплава отбирают две пробы металла на углерод, хром, никель и другие элементы, в печь ввод т в первую очередь ферросиликохром (7,20-10,80 кг/т расплава), затем на шлак присаживают 5,0-7,0 кг/т шлака силумина и известь в количестве 7,0-10,0 кг/т. Непосредственно после ввода раскислительной смеси в металл ввод т отходы соответствующих марок сталей дл охлах дени расплава и расчетное количество феррохрома. Печь включают на пониженную мощность, во врем плавлени феррохрома на шлак дают порошок 65%-ного ферросилици (1,0-1,5 кг/т), шлак и металл перемешивают в течение 10-15 мин. После перемешивани отбирают пробу металла на углерод, марганец, кремний, а .в необходимых случа х на хром, никель и другие элементы, замер ют температуру металла, котора должна быть в предела.х 1600-ШЗО С, и в расплав ввод т корректирующую добавку, величину которой определ ют по результатам анализа двух проб, отобранны.х в конце продузки расплава кислородом. Корректировку химсостава металла по хрому производ т на 0,20-0,40% ниже нижнего предела. Металл при необходимости подогревают, на шлак ввод т порошок 65 /0-ного ферросилици (0,5-1,0 кг/т), металл и шлак перемешивают. За 5-7 мин до выпуска плавки в печь ввод т зарезервированную часть шлака электротермического силумина (3,00-3,20 кг/т) и извести (3,50-5,50 кг/т), шлак перемешивают при включенном токе в течение 2-3 мин. Дл разжижени шлака за 1-2 мин до выпуска плавки в печь ввод т плавиковый шпат или флюоритовый концентрат (1,5-2,0 кг/т). Дл легировани стали титаном исп-ользуют 70%-ный ферротитан или отходы металлического титана, которые присаживают в ковш перед выпуском плавки вместе с кусковым а.лю.минием (1,0 кг/т). Благодар использованию предлагаемого способа выплавки нержавеющих сталей в ос-, новных дуговых печах переплавом отходов одношлаковым процессом у.меньшаетс газонасыщенность металла водородом за счет снижеи1 расхода извести и проведени периода рафинировки под известково-глиноземистым шлаком , в результате чего сокращаетс отбраковка металла; снижаетс расход порошкообразного алю.мини на 1-2 кг/т, порошка 65%-ного ферросилици в 2-4 раза, 45%-ного ферросилици (силикохрома) на 20-30 кг/т; сокращаетс длительность плавки на 20-25 мин; повышаетс и стабилизируетс усвоение титана с 30-45% до 50-60%. Формула изобретени Одношлаковый процесс выплавки нержавеющих сталей, включающий продувку расплава кислородом, раскисление шлака окислительного периода, раскисление металла и легирование стали титано.м в ковше, отличающийс тем, что, с целью улучшени качества металла и снижени расхода дорогосто щих ферросплавов и раскислителей, щлак окислительного периода Раскисл ют шлаком электротермического силумина в количестве 8,00-10,20 кг на 1 т расплава при соотношении извести, (.ерросиликохрома и шлака силумина 1,00:0,67-0,71:0,66- 0,76 и.шлак дополнительно раскисл ют порошком 65%-ного ферросилици (2 кг/т металла; затем плавку сливают.