SU1030412A1

SU1030412A1 - Method for smelting chromium steel

Info

Publication number: SU1030412A1
Application number: SU823388109A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Салаутин; Нил Васильевич Гавриков; Ефим Захарович Кацов; Владимир Викторович Тиняков; Евгений Яковлевич Чернышев; Рашад Фасхеевич Максутов; Леонид Иванович Сенюшкин; Михаил Семенович Пчелкин; Николай Андреевич Волощук
Original assignee: Челябинский металлургический завод
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1983-07-23

Abstract

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ХРОМИСТОЙ СТАЛИ, включающий загрузку в печь металлошихты, расплавление, продувку газообразньм кислородом, присадку металлических охладителей, раскисление и доводку, отличающийс тем, что, Ь целью повышени качества стали и снижени ее себестоимости, все компоненты металлошихты с содержанием хрома 30,1-95% и углерода :1,01-8,0% ввод т в печь до начала кислородной продувки, а дл охлаждени металла после кислородной продувки используюг компоненты с содержанием хрома 0,1-30% и углерода 0,051 ,0%. 2.Способ по п. 1, о-т л и ч а ющ и йен тем, что продувку металла кислородом заканчивают при содержании углерода на 0,01-0,03% ниже нижнего предела ус учетом разбавлени или до-, бавлени углерода металлическими охладител ми .( 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и (Л чаюцийс тем, что растворение охладителей и раскиЪление металла и шлака интенсифицируют вдуванием инертного газа в металлический расплав .1. METHOD OF MELTING CHROME STEEL, including loading of a metal charge into the furnace, melting, blowing with gaseous oxygen, an additive of metal coolers, deoxidation and debugging, characterized in that the quality of steel and its cost, 30, 1-95% and carbon: 1.01-8.0% is introduced into the furnace prior to the start of oxygen blowing, and for cooling the metal after oxygen blowing using components with a chromium content of 0.1-30% and carbon 0.051, 0%. 2. The method according to claim 1, in which the metal is purged with oxygen at a carbon content of 0.01-0.03% below the lower limit, taking into account dilution or the addition of carbon with metal coolers. (3. The method according to paragraphs 1 and 2, of tl and (l) with the fact that the dissolution of the coolers and the dilution of the metal and slag are intensified by injecting an inert gas into the metal melt.

Description

соwith

4 IvD Изобретение относитс к черной металлургии, конкретнее к произволству в дуговых электропечах.,хромистой стали, характеризуемойпри комнатной температуре наличием а струк туре феррита,,перлита и труднорастворимых карбидов. Известен способ выплавки xpoMcoV держащей стали методом переплава с применением продувки газообразным кислородом. Этот способ включает введение в завалку различных видов металлической шихты, в том числе части феррохрома, требующегос по расчету. О1Етавшуюс часть феррохром используют как охлаждающую добавку дл присадки в прокаленном виде в ванну по окончании кислородной продувк ,и 1 . ., Но даже при использовании низкоуглеродистых ферросплавов така об затёльналприсадка материала с повышенным содержанием хрома в ванну со сравнительно высоким содержанием углерода (О,6-0,8%) создает предпосьшки . к формированию уже в расплаве группировок, близких по структуре К Карбидам, если не образование нёпо . средственно карбидов, О такой возможности свидетельетвуют,. в Част йОс ти, данные по температурам Шхавлёнй соответствукщщх карбидов: - 1665°С, CrjjCg - 1550°G, Fe-jG Д 165D°G; т.н. смешанны карбиды типа (Gr, Fe)7G3, (Fe, Gr)3G и (Gr, S зависимости. от соотношени Cr tFe также температуру плавлени в пределах G. Опасность возникновени карбидообразных группировок существует так же и при введении в р.асплав высокоуглеродистых материалов в частности науглероживателей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ выплавки хромистой стали, включающий загрузку в печь . металлошихты, расплгшление, -продувк газообразным кислородом, присадку металлических охладителей, раскисле ние и доводку t2.. Недостатком известного способа вл етс об зательный ввод в ванну по окончании кислородной продувки феррохрома - сплава с содержанием хрома 65-75%. В совокупности с допустимым вводйк науглероживателей ванны (из-за чрезмерного окислени углерода) при .кис лородной продувке така последовательность операций (при выплавке металла с содержанием углерода боле 0,50%) ведет к формированию в метал ле карбидообразных группировок , станов щихс более стабильными с понижением температуры, а при последующей кристаллизации стали таки группировки служат подложками, на которых растут крупные единичные карбиды , сохран ющиес вплоть до грт.ового проката. Другим недостатком вл етс ограниченна возможность использовани вь сокоуглеродистых (а следовательно, наиболее . дешевых): сортов феррохрома, так как содержание углерода в ферросплавах,присаживаемых после окислительного перисда , должно обеспечивать попадание в заданные пределы содержани углерода в- стали (значительно меньше, |чем, например, у феррохрома марки ФХ8|00) . Дл -изучени природы происхо дени карбидов в готовой стали в jia6oраторной индукционной печи емкостью 10 кг провели две серии экспериментов . Во всех плавках расплавл ли шихту с получением содержани Gr 12,513% и с .0,65-0,70%. После нагрева металла до 1730-iy50G в вайну присаживают металлические охладители в количестве 10% веса садки. В перовой серии плавок охладители имели посто нное содержание углерода, равное Q,70%, а содержание хрома измен ли от 6,1 до 99,5%. Во второй серии ;плав Ok Посто нным Иали содержание хрома (12,8%) Bf; то врем как содержание углероМа йэмей лй в пределах от 0,05 ДО 2 5%. Как. показали результаты проведенйых плавокf размер единичных карбидов начинает резко возрастить при прэвышеНИИ содержани в охладител х ма - уровн 30, а углерода - уррви 1,0%. На. основании результатов эг.огЬ исследовани был сделан вывод о . зли НИИ последовательности ввода хром .и углеродосодержащкх материалов в печь и св зи состава такого рода присадок с развитием карбидных включений. Целью изобретени вл етс по|вы шение качества стали и снижение |ее себестоимости. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу выплавки хромистой стали, вклю чающему загрузку в печь металлошихты, padплaвлaниe, продупку газообразным кислородом, присадку металлических охладателзй раскисление- и доводку, все компо1}енты металлошихты с содержанием хрома 30,1-95% и углерода 1,01-8,0% ввод т в печь ДО начала кислородной про.цувки , а дл охлаждени металла посае кислородной продувки Используют компоненты с содержанием хрома 0,1-30% и углерода О,О 5-1 О %. Причем продувку металла кислоЬодом заканчивают при содержании у.глерЬда на 0,01-0,03% ниже нижнего предела с учетом разбавлени иди добавление углерода металлическими охладител ми. Кроме того, растворение охладителей и раскисление металла и шлак а4 IvD The invention relates to ferrous metallurgy, more specifically to arbitrariness in electric arc furnaces, chromium steel, characterized at room temperature by the presence of a perlite structure and pearlite and hardly soluble carbides. There is a method of smelting xpoMcoV holding steel by melting using gaseous oxygen blowing. This method includes the introduction into the filling of various types of metal charge, including parts of ferrochrome, required by calculation. O1This part of the ferrochrome is used as a cooling additive for the additive in the calcined form in the bath at the end of the oxygen purge, and 1. ., But even with the use of low-carbon ferroalloys, such an injection of a material with a high content of chromium into a bath with a relatively high carbon content (O, 6–0.8%) creates pre-pimps. to the formation already in the melt of groups that are close in structure to the carbides, if not the formation of nypo. mediocre carbides, testify about this possibility. In the Part of YOSti, the data on the temperatures of the water of the corresponding carbides: - 1665 ° C, CrjjCg - 1550 ° G, Fe-jG D 165D ° G; so-called mixed carbides of the type (Gr, Fe) 7G3, (Fe, Gr) 3G and (Gr, S dependencies. on the Cr tFe ratio also the melting temperature is within G.) The danger of occurrence of carbide-like groups also exists when introduced into a high-carbon materials melt. In particular, carburizers.The closest in technical essence and the achieved result is a method for smelting chromium steel, including loading into a furnace of a metal charge, spreading, -produce with oxygen gas, an additive of metal coolers, deoxidation and fine t2. The prosperity of this method is the obligatory introduction into the bath at the end of the oxygen blowing of ferrochrome - an alloy with a chromium content of 65-75%. In conjunction with the allowable injection of carburizers of the bath (due to excessive oxidation of carbon), this procedure (with melting of a metal with a carbon content of more than 0.50%) leads to the formation of carbide-like groups in the metal, which become more stable with decreasing temperature, and during the subsequent crystallization they become substrates on which grow large single carbides propelling maintained until grt.ovogo rolled. Another disadvantage is the limited possibility of using carbon-rich (and therefore the cheapest) ferrochrome grades, since the carbon content in ferroalloys sown after the oxidative perisd must ensure that the carbon content in steel (significantly less than | For example, ferrochrome FH8 | 00). In order to study the nature of the occurrence of carbides in the finished steel in a jia6aratory induction furnace with a capacity of 10 kg, two series of experiments were conducted. In all heats, the charge was melted to obtain a Gr content of 12.513% and from .0.65-0.70%. After the metal is heated to 1730-iy50G, metal coolers are placed in a vine in the amount of 10% of the weight of the charge. In the first series of melts, the coolers had a constant carbon content equal to Q, 70%, and the chromium content varied from 6.1 to 99.5%. In the second series; melt Ok Permanent Yali chromium content (12.8%) Bf; While the content of carbon is in the range from 0.05 to 2 5%. How. The results of the conducted heats showed that the size of single carbides begins to increase sharply at a higher level of content in the mA - level 30 coolers, and carbon - in the amount of 1.0%. On. Based on the results of the study. For example, the research institute of the chromium input sequence and carbon-containing materials into the furnace and the composition of such additives with the development of carbide inclusions. The aim of the invention is to increase the quality of steel and reduce its cost. The goal is achieved by the fact that according to the method of smelting chromium steel, which includes charging of a metal charge, padding, propelling with gaseous oxygen, an additive of metal cooling deoxidation and debugging, all the components of the charge metal with a chromium content of 30.1-95% and carbon 1 , 01-8.0% are introduced into the furnace BEFORE the start of the oxygen production, and for cooling the metal, an oxygen blowing site is used. Components with a chromium content of 0.1-30% and carbon О, О 5-1 О% are used. Moreover, the metal purging with acid is completed when the content of carbon dioxide is 0.01-0.03% lower than the lower limit, taking into account dilution or the addition of carbon by metal coolers. In addition, the dissolution of the coolers and deoxidation of the metal and slag

ин,тенсйфицируют вдуванием инертного газа в металлический расплав.in, tenfitsiruyut injection of inert gas into the metal melt.

Таким образом, последовательностьSo the sequence

ввода компонентов металлошихты в. печь сводитс к тому, чтобы, с одной стороны, все без исключени потенциально карбидосодержащие (или способствующие образованию карбидных группировок) материалы, а именно компоненты шихты с содержанием хрома . более 30% и углерода более 1,0%/загружались в печь с завалкой или подв ,алкой и подвергались интенсивной высокотемпературной обработке в процессе кислородной продувки, в то врем как дл охлаждени ванны после кислородной продувки используют только часть тех компонентов металлошихты , у которых содержание хрома не превышает 30%, а углерода - 1,0%, Граничное критическое содержание хрома (3Q%) и углерода (1/0%) определено , исход из результатов лабораторного исследовани , Било установлено , что содержание хрома И; углерода в присадках ниже критического (т,е. меньше 30% и 1,0% соответственно ) обеспечивает получение металла с карбидами, размеры которых неinput components of the charge in. the furnace is reduced to, on the one hand, all without exception potentially carbide-containing (or contributing to the formation of carbide groups) materials, namely the components of the mixture containing chromium. more than 30% and carbon more than 1.0% / were loaded into the furnace with filling or basement, alkali and subjected to intensive high-temperature processing during the oxygen blowing process, while for cooling the bath after the oxygen blowing only part of the charge metal components, whose content is chromium does not exceed 30%, and carbon - 1.0%. The boundary critical content of chromium (3Q%) and carbon (1/0%) was determined, based on the results of laboratory research, Bilo found that the content of chromium I; carbon in additives below critical (t, e. less than 30% and 1.0%, respectively) ensures the production of metal with carbides, whose dimensions are not

нанос т ущерба качеству готового проката;напрртий, превышение указанкшЕ содержаний углерода и хрома в присйжйдааемом материале йеизбежгdamage to the quality of finished steel; for example, exceeding the specified carbon and chromium contents in the material

но приводит к формированию и развитию крупных карбидов, а в конечнрм итоге - в; браку в готовой продукций Нижний предел содержани -угдеррда и icpoMa в металлических охладител х По предлагаемому способу определен, исход из экономических соображений, а именно: использование дл охла} ше ни дорогосто щего чистого по примес м металлолома (с содержанием хрома ниже 0,10% и углерода ниже 0,05%) Приводит к неоправданному повышению затрат на мёталЛОшихту, не компенсируемому экономической выгодой от применени предлагаемого способа, А основной статьей экономического эффекта при использовании предлагаемого способа вл етс ввод в завалку всего треб4тощегос .феррохрома в виде самого дешевого сплава с максимальным содержанием углерода (вплоть до 8,0%), что не представл ет опасности (поскольку имеющиес but leads to the formation and development of large carbides, and in the end - in; rejects in finished products The lower limit of the content of uderd and icpoMa in metal coolers According to the proposed method, it is determined on the basis of economic considerations, namely, to use more expensive impurity scrap metal (with chromium content below 0.10%) for cooling} and carbon below 0.05%) leads to an unjustified increase in the cost of the metal charge, not compensated by the economic benefits from the application of the proposed method, And the main item of the economic effect when using the proposed method is od in filling all treb4toschegos .ferrohroma a very cheap alloy with the maximum carbon content (up to 8.0%), which does not represent a hazard (Commercially available as

в нем труднорастворимые карбиды не смогут сохранитьс в металле более, чем до окончани кислородной продувки ,in it, sparingly soluble carbides cannot be preserved in the metal more than before the end of the oxygen purge,

С другой стороны, присадка в ванну материалов, не содержащих карбидов и .не способствующих их образованию , удовлетв.ор технологическому требованию об зательного охлаждени металла, неизбежно нагреваемого до / чрезмерно высокой температуры в ходе кислородной продувки, соответствуетOn the other hand, the additive in the bath of materials not containing carbides and not contributing to their formation satisfies the technological requirement of the necessary cooling of the metal, which is inevitably heated to / excessively high temperature during oxygen purging, corresponds to

также задача предотвращени процес сов формировани карбидных группировок в жидком металле.also the task of preventing the formation of carbide groups in the liquid metal.

Здесь необходимо подчеркнуть, что науглерожийатели к числу которых относ тс кокс, электродный бой и т,п,, должны вводитьс до киОлородной продувки, котора в св зи с этим ограничиваетс глубиной обезуглеро сивани расплава до нижнего мароч10 ного содержани углерода или не более , чем на О,01-0,03% ниже нижнего предела его содержани ,It must be emphasized here that carburizers, including coke, electrode fights and t, n, must be injected before the oxygen purge, which is therefore limited by the depth of the carbon melt decarbonation to the lower grade carbon content or no more than Oh, 01-0.03% below the lower limit of its content,

Полезным дополните ль ньо4 приемом вл етс продувка ванны аргоном после ввода охладителей с цел&ю ускорв 5 ни процесса их растворени и ырав-. нивани температуры в объеме:ванны4A useful addition to the Nyo4 technique is to purge the bath with argon after introducing the coolers, with the aim of speeding up the dissolving and extraction process. Nivani temperature in the volume: bath4

Пример 1, в 40-т дуговую печь загружают отходы хромистых сталей , нелегированный меташлолом и Example 1, in 40-t arc furnace load waste chromium steel, unalloyed metasheet and

0 феррохром ФХ800 из расчета Об.еспечени в металле по расплавлении содержани Сг 14,1% и С 1,44%, По расплавлении около 70% шихты начинают продувку ванны кислородом через во5 доохлаждаемую Форму, Ориентиру сь по содержанию углерода в экспресспробах , продувку в общей сложности ведут 19 мин, По получении в Металле С 0,68%, Сг 14,75% при темп ературе .. 0 ferrochrome FH800 at the rate of supply in the metal for melting the Cr content of 14.1% and C of 1.44%. By melting about 70% of the charge, the bath begins to be blown with oxygen through the 5th cooling form, focusing on the carbon content of the express samples, blowing in a total of 19 minutes are carried out. Upon receipt in Metal C 0.68%, Cg 14.75% at a temperature ..

0 металла в ванну присадили 5т нёлегированйого металлолома с содержанием Сг 0,10% и С 0,20%. После этого присаживают феррЬаилиций дл раскислени и в течение 4 Ш1Н про 0 metal in the bath was added with 5 tons of light metal scrap with a Cg content of 0.10% and C of 0.20%. After that, ferrBylycium is set down for deoxidation and for 4 W

5 дувают ванну арго ш с помощью трубки , введенной через рабочее окно, В пробе, отобранной после расплавлени отходов и усвоени раскислителей , содержалось С 0,63,% и Сг 12,135% Температура металла 1580°С, а к вы0 пуску плавки ее понижают до , после чего осуществл ют выпуск металла в ковш и разливку в слитки развесом 2,8 т; в ленте, полученной многоступенча.тым переделом слитков, 5 the argo sh bath was blown through the tube introduced through the working window. In the sample taken after the waste was melted and the deoxidizers were assimilated, C 0.63% and Cr 12.135% were kept. The metal temperature was reduced to 1580 ° C , after which the metal is released into the ladle and cast into ingots of 2.8 tons; in the tape obtained by multistage. By ingot redistribution,

5 максимальный размер единичных карбидОв - 6 мкм5 maximum size of single carbides - 6 microns

Пример 2, Шихтовка этой плавки аналогична приведенной в примере Г; расплавление и кислородную Example 2; Shihtovka this melt is similar to that shown in example G; melting and oxygen

0 прОдувку провод т так же-; Суммарна длительность кислородной продувки составл ет 21 мин, к концу продувки при температуре металла получают в металле содержание С 0,66% и 0 blowdown is carried out the same-; The total duration of the oxygen purge is 21 minutes; by the end of the purge, at the metal temperature, a C content of 0.66% is obtained in the metal and

5 Сг 13,20%, Затем присаживают 4 т отходов стали марки 2X13 (содержание С 0,20%; Сг 13%), дают ферросилиций дл раскислени и продувсоот в течение 3 мин ванну аргоном через труб0 ку, введенную «ерез рабочее окно. После растворени отходов, раскислеНИ .Я и доводки температура металла снизилась до 1565°С, а содержание С 0,64 и Сг 12,90%, Разливку металла осуществл ют в слитки развесом 2,8 т;5 Cr 13.20%. Then, 4 tons of 2X13 steel waste (C content 0.20%; Cr 13%) are set, ferrosilicon is given for deacidification and the argon bath is blown through the pipe entered for 3 minutes through the working window. After dissolution of waste, deacidification. I and finishing the temperature of the metal decreased to 1565 ° C, and the content of C 0.64 and Cg 12.90%. The metal was cast into ingots with a weight of 2.8 tons;

5five

размер максимальных карбидов в готовой ленте не превышает 8 мкм.the size of the maximum carbides in the finished tape does not exceed 8 microns.

Пример 3. UJHXTOBKa этой плавки отличаетс присадкой в завалку кокса, так как используют феррохром марки ФХ100; расчетное содержание С 1,3%; Сг 14,2%. Расплавление и кислородную продувку металла выполн ют по режиму плавки (пример 2). После кислородной продувки температура металла равна 1780°С, а содержание С 0,58%; Сг 12,85%..Дл охлаждени ванны присаживают. 2 т отходов высокохромистой стали (С 0,15%; Сг 28%) и . Example 3. The UJHXTOBKA of this melt is characterized by an additive in the filling of coke, as they use ferrochrome FH100; estimated content of 1.3%; C 14.2%. Melting and oxygen blowing of the metal is carried out according to the melting mode (Example 2). After oxygen purging, the metal temperature is 1780 ° С, and С content is 0.58%; Cr 12.85% ... 2 tons of high-chromium steel wastes (C 0.15%; Cg 28%) and.

2 т отходов, стали марки ШХ-15 (С 1,0% Сг 1,5%). Затем ввод т раскислитепи и продувают металл аргоном в т.ечение 7 мин К выпуску плавки температ/ра металла снижаетс до , а соцер жание С 0,62; Сг 12,7%. Металл раз ливают в слитки развесом 2,8 т; раз мер максимсшьных карбидов в готоврй ленте не превышает 10 мкм.2 tons of waste, steel grade SHH-15 (C 1.0% Cr 1.5%). Then deoxidizing is introduced and the metal is rinsed with argon for 7 minutes. To release the melting temperature, the metal temperature / ra decreases to, and the concentration C 0.62; C 12.7%. The metal is poured into ingots weighing 2.8 tons; The size of the maximal carbides in the finished tape does not exceed 10 µm.

Применение изобретени обеспеч вает снижение расхода феррохрома, снижение брака и себестоимости ме|гал ла, что вместе вз тое может дать значительный экономический эффектThe application of the invention provides a reduction in the consumption of ferrochrome, a reduction in the marriage and the cost of metal, which together can give a significant economic effect.

Claims

1. METHOD FOR CHARGING STEEL MELTING, including loading metal batch into the furnace, melting, purging with gaseous oxygen, metal cooler additive, deoxidation and finishing, characterized in that, in order to improve the quality of steel and reduce its cost, all components of the metal batch with chromium content 30.1-95% and carbon: 1.01-8.0% is introduced into the furnace before oxygen purging begins, and components with a chromium content of 0.1-30% and carbon 0.051.0% are used to cool the metal after oxygen purging.

2. The method according to claim 1, characterized in that the purging of the metal with oxygen is completed when the carbon content is 0.01-0.03% below the lower limit, taking into account the dilution or addition of carbon with metal coolers.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the dissolution of the coolers and the deoxidation of the metal and slag are intensified by the injection of an inert gas into the metal melt.