CS271791B1 - Method of chrome-nickel steels production with high content of manganese and titanium and equipment for vacuum oxidizing decarburization - Google Patents

Description

Vynález ee týká způsobu výroby chromniklovýoh ocelí a vysokým obsahem manganu a titanu, jako jsou oceli s nízkým obeahem uhlíku, obsahující 15 až 30 % hmot. chrómu, až 30 % hmot. niklu, až 5 % hmot. molybdenu á dále legované 5 až 9 % hmot, manganu a 0,5 až 1,5 % hmot, titanu, na zařízení vakuového oxidačního oduhličení.

Na zařízení vakuové oxidačního oduhličení jsou vyráběny oceli s nízkým obsahem uhlíku. Tento Široký sortiment zahrnuje oceli auatenitlckého, ferltlokého i dvoufázového typu, chromové, chromniklové, ohrommolybdenové i komplexněji legované, a co do účelu použití korozivzdorné, zárupevné, žáruvzdorné a speciální. Jejich společným znakem je vždy vysoký obsah ohromu a nízký obsah uhlíku. Základní předností zařízení va- r kuově oxidačního oduhličení je přenesení procesu oxidaoe vysokoohromových tavenin do hlubokého vakua, kde snížení paroiálního tlaku oxidu uhelnatého přináěí významně nižší stupeň oxidaoe ohromu a preferenci oxidace uhlíku. Zařízení vakuové oxidačního oduhličení pracuje vždy s natavovacím agregátem, kterým je nejčastšji elektrická oblouková peo. Tento agregát natavuje vsázku potřebného chemického složení s vysokým obsahem uhlíku, tj. nad 0,3 % hmot., a ohřívá ji na potřebnou teplotu. Takto natavená vsázka je bezatruakově odlita do pánve zařízení vakuového oxidačního oduhličení, ve kterém pokračují další procesy, tj. oxidaoe zabezpečující požadovaný nízký obeah uhlíku, předběžná desoxidaoe kovu i oxidační etrusky, přeměna oxidační etrusky na rafinační, rafinace, odsíření, delegování a konečná desoxidaoe. Navíc je důležité dodat, že proces v pánvi zařízení vakuově oxidačního oduhličení nemá vnější zdroj tepla a že teplotnš-tepelná bilance je úzce spjata a charakterem metalurgiokýoh procesů, tedy jejich exotermičnosti, rep. enďotermičnosti. Dále je z výše uvedeného zřejmé, že proces v pánvi zařízení vakuově oxidačního oduhličení je jednostruskový, v němž při oxidaoi vznikající silně oxidační struska, bohatá na oxidy ohromu, železa a manganu muaí být převedena na bazickou, silně redukční rafinační atrusku.

Výroba ocelí s vysokým obsahem manganu a navío současně legovaných titanem v zařízení vakuového oxidačního oduhličení klade. mimořádně vysoké nároky na tepelnou bilanci prooesu, poněvadž převážný podíl manganu a celý obsah titanu lze dosazovat až po oxidaci taveniny vzhledem k postavení manganu a titanu v oxidační řadě prvků a vzhledem k vysoké schopnosti manganu k vypařování vs vakuu. Navío musí být mangan přlsazován až po předběžné desoxldaci a vytvoření rafinační, redukční a bazické etrusky v pánvi zařízení vakuového oxidačního oduhličení, a to před dávkováním titanu. Pokud má být dále dosažena potřebná míra jistoty v legování silně oxidačním titanem, nesmí rafinační etruská po legování manganem obsahovat vysoké procento oxidu manganu a musí být dokonale desoxidována a bazická. Tyto faktory spolu s potřebným časem zpracování dále vyhrocují jak tepelnou, tak metalurgickou stránku problematiky. Proto jsou v současnosti vysocelegované oceli a nízkým obeahem uhlíku a současně legované 5 až 9 % manganu a 0,5 ’ až 1,5 % hmot. titanu vyráběny na otevřených indukčních pecích, elektrických obloukových pecích (případně i doplněných pánvovou pecí s ohřevem), vybavenýoh zásaditými vyzdívkami technologií přetavby čistých, nízkouhlíkovýoh surovin. Nevýhodou uvedených způsobů výroby je především vysoká cena čistých vsázkových surovin s nízkým obsahem uhlíku, a to zejména feroohromů, a dále vysoký obsah plynů (a tím i nekovových vměetků), z něhož vyplývají i značné obtíže při dalším zpracování, zejména pak při tváření litého stavu. Zároveň, zejména při legování titanem, je u indukční peoe reálné nebezpečí nehomogenního rozložení titanu v objemu vyrobené oceli.

Uváděné nevýhody odstraňuje způsob výroby chromniklovýoh ocelí β vysokým obeahem manganu a titanu v zařízení vakuového oxidačního oduhličení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že natavená tekutá vsázka obsahuje 20 až 40 % manganu a 105 až 115 % ohromu, niklu a molybdenu z požadované koncentrace hotové tavby vyráběné oceli, vyjádřené v % hmot., a teplota netavené vsázky před oxidací v zařízení vakuového oxidačního oduhličení je v rozmezí 1 600 až 1 640 °0, přičemž oxidaoe v zařízení vakuovéCS 271791 Bl

O ho oxidačního oduhličení při příkonu kyslíku 300 až 600 Nm .h vyvolá při dmyohání, prodlouženém o 3 až 5 minut, v oblasti obsahu uhlíku pod 0,10 % hmot. zvýšení teploty na 1 720 až 1 760 °C, načež je přísadou 15 až 20 kg vápna na 1 t oceli a 4 až 8 kg hliníku na 1 t oceli vytvářena z oxidační strusky etruská rafinační, která je, po následném legování lázně manganem, redukována před přísadou titanu směsí 0,5 až 1,5 kg calciasilicia na 1 t oceli, kde vápník je v množství 30 až 40 % hmot. a 0,5 až 1,5 kg hliníku na 1 t oceli na obsah oxidu manganatého ve strusce max. 5 % hmot. a na obsah hliníku v lázni max. 0,050 % hmot.

Výhodou způsobu podle vynálezu je zejména možnost výroby výše uvedených ocelí z levných vsázkových surovin, včetně z feroohromů β vysokým obsahem uhlíku, vysoké výtěžky legur dané pochodem vakuového oxidačního oduhličení a nízké obsahy plynů. Další výhodou je homogenní rozložení titanu v objemu ingotu, čímž významně vzrůstá jakost vyrobených ocelí včetně technologické tvářitelnosti litého kovu.

Příklad

Na 25 t elektrické obloukové peci a v zařízení vakuového oxidačního oduhličení byla vyrobena tavba oceli, obsahující 0,07 % hmot. uhlíku, 6,27 % hmot. manganu, 19,28 % hmot. ohromu, 9»32 % hmot. niklu, 0,08 % hmot. molybdenu, 0,64 % hmot. titanu a 0,044 % hmot. hliníku. Produkt byl nataven v elektrické obloukové peci z požadovaného množství, potřebného k dosažení výše uvedeného konečného chemického složení. Absolutní obsah uhlíku poloproduktu činil před oxidací 0,73 % hmot. uhlíku a teplota dosahovala 1 625 °C. Po oxidaci na obsah uhlíku 0,017 % hmot. byla dosažena teplota lázně 1 740 °C. Po oxidaci byla lázeň a oxidační etruská desoxidována 4,3 kg hliníku na 1 t oceli a bylo přisazeno 16 kg vápna na 1 t oceli. Po nalegování lázně manganem byla struska opět redukována směsí 0,8 kg calciasilicia a 30 % vápníku na 1 t oceli a 0,8 kg hliníku na 1 t ooeli tak, že obsah oxidu manganatého ve strusce byl snížen na 3,7 % hmot. před přísadou titanu, přičemž obsah hliníku v lázni byl 0,044 % hmot.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob výroby chromniklových ocelí s vysokým obsahem manganu a titanu v zařízení vakuového oxidačního oduhličení, jako jsou oceli s nízkým obsahem uhlíku, obsahující 15 až 30 % hmot. ohromu, až 30 % hmot. niklu, až 5 % hmot. molybdenu a dále legované 5 až 9 % hmot. manganu a 0,5 až 1,5 % hmot. titanu v zařízení vakuového oxidačního * oduhličení, vyznačující se tím, že natavená tekutá vsázka obsahuje 20 až 40 % manganu a 105 až 115 % chrómu, niklu a molybdenu z požadované koncentrace hotové tavby vyráběné oceli vyjádřené v % hmot. a teplota netavené vsázky před oxidací v zařízení vakuového oxidačního oduhličení je v rozmezí 1 600 až 1 640 °C, přičemž se v zařízení vakuového oxidačního oduhličení při příkonu kyslíku 300 až 600 Nm .h dmýchání prodlužuje o 3 až 5 minut, v oblasti obsahu uhlíku pod 0,10 % hmot. až do zvýšení teploty na 1 720 až 1 760 °C, načež se přisazuje 15 až 20 kg vápna . t“¹ oceli a 4 až 8 kg hliníku . oceli a vytváří se z oxidační strusky struska rafinační, která se po následném legování lázně manganem, redukuje před přísadou titanu směsí 0,5 až 1,5 kg caloiasilicia na 1 t oceli, v nšmž vápník Je v množství 30 až 40 % hmot., a 0,5 až 1,5 kg hliníku . t“l oceli, na obsah oxidu manganatého ve strusce max, 5 % hmot, a na obsah hliníku v lázni max. 0,050 % hmot.