SU535350A1 - Способ производства азотсодержащей стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии .

Известна выплавка нержавеющих сталей, легированных азотом, заключающа с  в том, что легирование металла азотом от 0,1 до 0,8% производ т путем присадки в металл азотированных ферросплавов: феррохрома , ферромарганца, металлического марганца 1J. Недостатки такой выпл.авк-и - .применение дефицитных и дорогосто щих азотированных ферросплавов, необходимость глубокого предварительного .раскислени  металла дл  эффективного усвоени  азота и, следовательно , наличие высоких удельных расходов раскислителей, сложность осуществлени  технологического процесса. Например, температуру металла до начала ввода азота ограничивают 1430°С (в противном случае происходит выделение азота из металла).

Известен способ азотировани  жидкого металла, который заключаетс  в том, что металл во врем  выпуска в ковш продувают через газопро.ницаемое по всей ллощади днище газообразным азотом и его секундный расход в продолжении всего выпуска непрерывно увеличивают пропорционально уровню наполнени  ковша металлом 2. При продувке газообразным азотом на поверхности газового пузыр  адсорбируютс  поверхностно-активные элементы, такие как кислород и сера.

снижающие эффективность азотировани  всей плавки в целом.

.Известен способ производства стал.и с повышенным содержанием азота, заключающийс  в расплавлении шихты, окислении примесей , скачивании шлака, выпуске полупродукта в ковш, смешении полупродукта с легирующим расплавом, насыщенным азотом, выплавленным Б другом сталеплавильном агрегате по технологии, включающей расплавление шихты, наведение восстановительного шлака, легирование, выпуск легирующего расплава в ковш, продувку расплава газообразным азотом 3. В процессе реализации этого способа используютс  два сталеплавильных агрегата: один дл  выплавки легирующего расплава, другой дл  выплавки полупродукта , причем возникают трудности в организа.ции синхронной работы этих агрегатов . Необходимость последующего разбавлени  уже насыщенного азотом легир.ующего расплава полупродуктом, как правило, имеющим в несколько раз большую массу и объем, значительно снижает эффективность азотировани  всей выплавки в целом .

Цель изобретени  - достижение содержани  азота в стали 0,01 -1,0%, улучшение ее качества, увеличение производительности сталеплавильного агрегата, снижение трудоемкости процесса выплавки и себестоимости азотсодержащей стали.

Сущность способа заключаетс  в расплавлении щихты, окислении примесей, обновлении и скачивании окислительного шлака, легировании , выпуске металла в ковш, раскислении и продувке его в течение 2-25 мин восстановительной рафинировочной смесью, содержащей 0,3-7 кг магни  на тонну стали Б смеси с железным порощком, в струе азота с последующей продувкой одним азотом в течение 2-15 мин с расходом азота 0,1-2,5 л на тонну стали в контролируемой атмосфере азота с давлением 0,8-5 ат.

Обработка расплава порощкообразным магнием, который обладает сильным химическим сродством к кислороду и сере, и железным порощком, который повышает отвод тепла из зоны реакции окислени  примесей, уменьшает окисленность расплава и снижает содержание серы в нем, что повышает скорость абСОрбциИ азота металлом. За счет создани  парциального давлени  азота над жидким расплавом повышаетс  растворимость азота. Обработка расплава магнием в струе азота способствует образованию нитридов магни .

Ниже приведены варианты осуществлени  предлагаемого способа, не исключающие других вариантов в объем-е предмета изО:бретени , при выплавке марок 17Г2САФ и ОХ18Н5Г12АБ.

(Пример 1. В дуговую печь емкостью, .например , 100 г загружают шихту и расплавл ют ее на максимальной мощности трансформатора с подвалкой шихты и присадкой извести 3,5 т и железной руды 2-2,5 т. В процессе расплавлени  шихты и в период кипени  металла производ т периодическое обновление окислительного шлака, что позвол ет наиболее полно провести дефосфорацию металла. При содержании в металле фосфора не более 0,01 и углерода 0,15% скачивают окислительный шлак, легируют марганцем, выпускают металл в ковш, раскисл ют алюминием , при этом температура металла 1600-1620° С.

Ковш с металлом накрывают крышкой или помещают в специальную камеру. Свободную полость ковша или специальной камеры заполн ют азотом под давлением 0,1 - 1,2 ат и металл продувают механической смесью магни  с железным порошком, вводимой в струю азота.

Продувку твердым и газообразным реагентами производ т в течение 10-12 мин с расходом магни  4 кг/т, затем металл продувают одним газообразным азотом еще в течение 10 мин. При этом общий расход азота составл ет 0,5 .

lOo окончании продувки магнием или с начала чистой продувки одним азотом присаживают ферромарганец, ферросилиций и феррованадий в количествах, необходимых дл  получени  в готовой стали 1,5% кремни , 0,9% марганца и 0,12% ванади .

После продувки металла его поверхность засыпают порощком магнезита и затем металл разливают.

Пример 2. В дуговую печь емкостью, например , 100 т загружают шихту, состо щую из отходов, кг: хромистой стали (Б-18) 68000, ПОДШИПНИКОВОЙ стали (Б-3) 13000,

никел  5000, углеродистой стали 10000, расплавл ют на максимальной мощности трансформатора , производ т окисление примесей и углерода, легирование металла ферромарганцем в количестве 12000 кг, скачивание окислительного шлака и выпуск расплава в ковш при 1730-1750° С.

Далее ковш устанавливают в вакуумную камеру и при остаточном давлении 0,5-30 лж рт. ст. расплав продувают газообразным кислородом в течение 15 мин. Затем насос отключают , металл раскисл ют алюминием, ковш накрывают крышкой или помешают в специальную камеру. Свободную полость ковша или специальной камеры заполн ют

азотом под давлением 1,0-1,1 ат и металл продувают гранулированным магнием в струе азота в течение 12-15 мин с расходом магни  5 кг/т. Затем металл продувают азотом в атмосфере азота еще в течение 12-15 мин

с расходом азота 0,5 . В процессе продувки чистым азотом в металл ввод т ферроцерий (0,5 кг/т) и ферробор (на 0,002%). По окончании продувки поверхность металла покрывают порошком магнезита и сталь разливают .

Пизкое содержание серы и кислорода в металле, модифицирующее действие магни , а также образование нитридов магни  позвол ют повысить качество металла, в частности

повышаетс  предел хладноломкости конструкционной стали, увеличиваетс  пластичность в (3-4 раза) и улучшаетс  коррозионна  стойкость нержавеющих марок стали. Исключение восстановительного периода

(1 -1,5 ч) позвол ет увеличить производительность сталеплавильного агрегата, напри535

мер 100-тонной печи, на - - Х100% 30%

О

Все вышеперечисленцые факторы, а также экономи  шлакообразующих и сравнительна  дешевизна порошков магни  и железа позвол ет снизить себестоимость стали. Экономический эффект от внедрени  новой технологии может составить около 1,5 руб на тоину стали.

Claims (4)

1. Способ производства азотсодержашей стали, включающий расплавление шихты, окисление примесей, обновление и скачивание окислительного шлака, легирование, выпуск расплава в ковш, раскисление, продувку азотом , отличающийс  тем, что, с целью достижени  содержани  азота в стали 0,01 -

1,0%, улучшени  ее качества, увеличени  производительности стале лавильного агрегата, снижени  себестоимости стали, после раскислени  над .расплавом в ковше создают атмосферу из азота с давлением 0,8-5 ат, в расплав ввод т в течение 2-25 мин порошкообразный магний 0,3-7 кг на тонну стали в смеси с железным порошком в струе азота, а затем в течение 2-15 мин расплав продувают только азотом с расходом 0,1-2,5 м на тонну стали.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш, и и с   тем, что в расплав ввод т порошкообразную смесь магни  и железного порошка, содержашую 5-95% магни .

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что легирование металла ферросплавами осуш,ествл ют перед продувкой смесью магни  и железного порошка.

4.СпосОб по пп. 1, 2 и 3, о т л и ч а юш и и с   тем, что обработке подвергают металл после вакуумного обезуглероживани .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе.

1.Г. М. Бородулин, Е. И. Мошкевич «Нержавеюш ,а  сталь, М., Металлурги , 1973 г., стр. 183-186.

2.Авт. св. СССР № 381692, М. Кл.2 С 21 С 7/00, 1971 1Г.

3.Авт. св. СССР № 371278, М. Кл. С 21 С 5/52, 1970 г. (прототип).