CS197464B1 - Postup při zkujnováni oceli v jednotlivých technologických fázích - Google Patents

Description

Vynález se týká postupu při zkujnováni oceli v jednotlivých technologických ř&zích, kde jednotlivé technologické fáze představují spalování křemíku, dále postupné spalování manganu, fosforu a uhlíku a to dniýcháním kyslíku do ocelové taveniny nebo na ni, zejména ve vakuu, s přídavným nuceným promícháváním ocelové taveniny inertním plynem v technologických úsecích.

Při známém oxidačním vakuovém zpracování nerezavějících ocelí se ocel, roztavená v ocelářské peci, oduhličuje po odpichu v pánvi, umístěné v kesonu tak, že se při sníženém tlaku dmýchá na její hladinu kyslík a současně se lázeň promíchává argonem nebo indukčním míchačem. Nedostatkem tohoto pochodu jsou obtíže při seřizováni optimální intenzity dmýchání kyslíku na lázeň, a zejména potom určení přesného okamžiku, v

kdy má být dmýchání ukončeno. Při nízké intenzitě dmýchání kyslíku se doba zpracování prodlužuje, vznikají značné tepelné ztráty a v důsledku poměrně nízké teploty lázně se zvyšuje propal chrómu. Při vysoké intenzitě dmýchání kyslíku nastává zase značný rozstřik taveniny a propal chrómu se zvětšuje přebytkem kyslíku v ohnisku reakce. Pokud se pochod ukončí předčasně, nedosáhne se požadovaného konečného obsahu uhlíku v lázni, a naopak při zbytečném prodlužování doby dmýchání kyslíku se podstatně zvyšují ztráty chrómu. Určování doby dmýchání kyslíku pouhým odhadem je přitom spojeno

197 464

197 494 se značným risikem nedodrženi požadovaného chemického naloženi lázně. Určováni doby dmý ohání kyslíku podle tlaku nebo teploty spalin je značné nepřesná a nespolehlivá. Rovněž tak řízení procesu podle složeni spalin, určované známými analyzátory, je nevyhovující, protože analýza se uskutečňuje e časovým zpožděním a není dostatečně přesná, zejména pří nízkém tlaku ve vakuovém prostoru a při poměrně malá konoentraol plynů, hlavně kyslíku ve spalinách. Požadávanáho složeni oceli při tomto pochodu lze v tomto případě docílit teprve po několikerém odebráni vzorků ve vakuu, provedení jejioh analýzy a po následujícím dostatečném dmýchání kyslíku nebo nauhličeni. I za těchto podmínek je propal chrómu proměnlivý, nehledě na časová ztráty a dalěi negativní faktory, způsobované přerušením procesu.

Uvedené nedostatky stávajícího stavu techniky se odstraní postupem při zkujňování oceli v jednotlivých technologických fázích, stanovených spalováním křemíku a postupným spalováním manganu, fosforu a uhlíku, a to dmýcháním kyslíku do ocelové taveniny nebo na ni, zejména ve vakuu, s přídavným nuceným promícháváním ocelové taveniny inertním plynem v technologických úsecích. Podstatou vynálezu je, že se v technologické fázi spalováni křemíku oromíchává ocelová tavenina inertním plynem za současného dmýchání kyslíku a v technologické fázi spalováni uhlíku ae do taveniny přivádí inertní plyn v množství o 10 až 40 % menším než ve fázi předchozí, přičemž se v této technologické fázi od počátku snižování rychlosti uhlíkové reakce přivádí do tavenlny kyslík v množství o 10 až 40 % menším než činilo jeho původní dmýchané množetvl a současně se přivádí inertní plyn v množství shodném jako v předchozí technologloká fázi, a že se při ukončení zkujňování za dosaženi konečného obsahu uhlíku přívod kyslíku zastaví.

Postup při zkujňování oceli podle vynálezu je tedy založen na základě technologických zásahů v jednotlivých technologických fázích zkujňování oceli a na základě přímáhó určení počátků a konců jednotlivých teohnologiokýoh fází a provádí se tak, že při poklesu elektromotorického napětí galvanického článku, umístěného v odtahu spalin, ✓

se zmenšuje intenzita dmýchání kyslíku a zvyšuje intenzita promlohávánl lázně inertním plynem nebo indukčním míchačem. Podle velikosti osoilaoi eloktromotoriokáho napětí galvanického článku se mimoto koriguje intenzita promíchávání lázně. Pří snížení elektromotorického napětí galvanického článku pod vymezenou hodnotu se ukonči dmýchání kyslíku nejpozdéji v okamžiku, kdy jo patrné úplné zastavení osoilaoi elektromotorického napětí. Galvanický článek, který je umístěn napřáklad v aaoím potrubí, tedy mezi pracovním kesonem a vývěvami, odděluje od sebe jednotlivá okamžitá teohnologioká fáze postupu bez časového zpožděni a charakterizuje okamžitý stav procesu včetně změn, probíhajících ve zlomku sekundy.

Na přiloženém výkresu je diagranaticky znázorněna velikpst eloktromotoriokáho napětí galvanického článku v čase, kdo tontó galvanický článek, opatřený povným elektrolytem, je umístěn v proudu spalin při oxidačním vakuovém zpracováni nerezavějící ooell

187 4

V časovém okamžiku A začíná dmýohání kyslíku tryskou na lázeň roztavená oceli v pánvi_; elektromotorické napětí galvanického článku je poměrně nízké. Až do časového okamžiku B je spalování uhlíku velmi malé, přednostně se okysličuje křemík.

V tomto období se zvýší Intenzita promíchávání lázně, nebol k varu lázně dochází vlivem uhlíková reakce až po časovém okamžiku B, tedy při vzniku oscilací elektromotorického napětí galvanického článku. V okamžiku, kdy dochází ke snižování elektromotorického napětí galvanického článku, tj. v časovém okamžiku C, je obsah uhlíku v lázni již poměrně nízký a je proto účelné snížit intenzitu dmýchání kyslíku a v závislosti na velikosti oscilací elektromotorického napětí galvanického článku zvýšit intenzitu dmýchání argonu. Jakmile oscilace elektromotorického napětí galvanického článku zcela ustanou, což je na výkresu znázorněno jako záznam v časovém okamžiku D, je nutno ukončit dmýchání kyslíku, protože uhlíková reakce je prakticky plně potlačena a dalěí okysličování lázně by vedlo ke spalování chrómu a dalších kovových složek lázně.

K bližšímu osvětleni podstaty vynálezu se dále uvádí příklad výroby nerezavějící ohromníklové oceli s nízkým obsahem uhlíku.

V elektrické obloukové peci byla natavena ocel o chemickém složeni v množství podle hmotnosti uhlík 0,35 %. mangan 1,02 %, křemík 0,38%, fosfor 0,020 %, síra 0,010 %, nikl 10, 00 %, chrom 19,80 %, zbytek železo a obvyklé příměsi. Po dosažení teploty 1650 °C byla ocel odpíchnuta do pánve s bazickou vyzdívkou, pánev byla umístěna v kesonu a bylo zahájeno dmýchání argonu do pánve porézní tvárnicí, umístěnou v pánevním dnu. Po uzavření kesonu byly uvedeny do chodu vývěvy a keson byl «vakuován. Vylučující se plyny byly odsávány potrubím, do něhož byl vestavěn elektrický ohřívaný galvanický článek s pevným elektrolytem, tvořeným kysličníkem zirkoničitým, stabilizováným kysličníkem výpenitým. Elektromotorické napětí tohoto galvanického článku bylo měřeno a registrováno liniovým rychlozapisovačem. Jakmile tlak * kesonu dosáhl hodnoty 1,3 kPa, bylo započato s dmýcháním kyslíku tryskou, umístěnou ve víku kesonu rychlostí 800 n|3/h, přičemž tryska byla spuštěna do vzdálenosti 700 mm od hladiny lázně.

Po dobu 7 minut od počátku dmýchání kyslíku byl do lázně vháněn argon tlakem 0,25 MPa.

V tomto období se jen pozvolna zvyšovalo elektromotorické napětí galvanického článku, které je typické pro oxidaci křemíku a částečnou reakci kyslíku s uhlíkem, a tím signalizovalo průběh technologické fáze spalováni křemíku. Na konci tohoto období se náhle zvýšila intenzita varu lázně, charakterizovaná oscilací a dalším růstem elektromotorického napětí galvanického článku, což bylo signálem počátku technologické fáze spa lování uhlíku. Na základě toho byla ihned snížena intenzita promícháváni lázně snížením tlaku dmýchaného argonu na hodnotu 0,2 MPa. Střední hodnota elektromotorického napětí galvanického článku se zvyšovala s dosáhla konstantní hodnoty 350 mV. Po 27 minutách od počátku dmýchání kyslíku došlo k poklesu elektromotorického napěti galvanického článku, což bylo signálem ukončení technologické fáze spalováni uhlíku, načež byla

197 464 intenzita dmýcháni kyslíku snížena na 600 m³/h a tryska byla spuštěna na vzdálenost 450 mm od hladiny lázně. Po dobu dalších 5 minut se zmenšily oscilace hodnot elektro motorického napětí galvanického článku, intenzita dmýcháni argonu byla proto zvýěsna na 0,25 MPa. Po uplynuti 41 minut od počátku dmýcháni se oscilace elektromotorického napětí galvanického článku zastavily a elektromotorická napětí dosáhlo pro požadovaný obsah 0,015 % hmotnostních uhlíku v lázni stanovené mezní hodnoty 180 mV. Proto bylo zastaveno dmýcháni kyslíku a po dobu dalších 10 minut probíhala jen rafínace lázně argonem při jeho tlaku 0,3 MPa na vstupu do lázně. Potom byl do kesonu vpuštěn dusík, a nato byl keson zavzdušněn, bylo provedeno měřeni lázně, její delegování ferosiliciem a manganem a desoxidace hliníkem. Konečné chemické složeni tavby v množství podle hmotnosti bylo následující: uhlík 0,015 %, mangan 1,35 %, křemík 0,58 %, fosfor 0,021 %, síra 0,009 %, nikl 9,95 %, chrom 19,30 %,zbytek železo a obvyklé příměsi.

Obdobným postupem lze uskutečňovat rafinaci taveb uhlíkových nebo nízkolegovaných ocelí, a to jak v pánvi za podtlaku, tak i v konvertoru, přičemž kyslík lze dmý chat tryskou na hladinu lázně nebo přivádět do taveniny dnem konvertorové nádoby.

Claims (1)

1. Postup při zkujňování oceli v jednotlivých technologických fázích, stanovených spalováním křemíku a postupným spalováním manganu, fosforu a uhlíku, a to dmýcháním kyslíku do ocelové taveniny nebo na ni, zejména ve vakuu, s přídavným nuceným promícháváním ocelové taveniny inertním plynem v technologických úsecích, vyznačený tím, že se v technologické fázi spalováni křemíku promíchává ocelová tavenina inertním plynem za současného dmýcháni kyslíku a v technologické fázi spalování uhlíku se do taveniny přivádí inertní plyn v množství o 10 až 40 % menším než ve fázi předchozí, pMčétož se v této technologické fázi od počátku snižování rychlosti uhlíkové reakce přivádí do taveniny kyslík v množství o 10 až 40 % menším, než činilo jeho původní v dmýchané množství a současně se přivádí inertní plyn v množství shodném jako předcho zí^Éechnologické fázi, a že se při ukončení zkujňování za dosažení konečného obsahu uhlíku přívod kyslíku zastaví.