SU602561A1 - Способ обезуглероживани сталей и сплавов - Google Patents

Description

лорода расходуетс  на взаимодействие с атомами железа, что приводит к повышенному угару железа, увеличению концентрации кислорода в металле и снижению качества металла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ обезуглероживани  и раскислени  стали, заключающийс  в ведении в жидкий металл с содержанием углерода меньше 0,05% прокаленного и подогретого чугуна в количестве 1% от веса садки.

Недостатком этого способа  вл етс  низка  производительность процесса, а также то, что его использование возможно лишь при содержании углерода в расплаве 0,05-0, и дальнейшее обезуглероживание стали до содержани  углерода ниже 0,030% в силу изложенных причин не представл етс  возможным; кроме того, этот способ невозможно использовать при содержании углерода в расплаве 0,1 - 0,6%.

Дл  увеличени  производительности процесса , полноты обезуглероживани  и улучшени  качества металла без снижени  выхода годного , увеличени  расхода феррорасплавов и повышени  окисленности металла по предлагаемому способу обезуглероживани  стали, включающему , введение в расплав углеродистого металла, в расплав с содержанием углерода 0,1-0,6% ввод т углеродистый металл, полученный методом диффузионного насыщени  его углеродом, в количестве 5-25% от веса садки, а зате.м расплав выдерживают под окислительным железистым шлаком.

Угелродистый металл, полученный способом диффузионного насышени  его углеродом, с различным содержанием углерода (0,5-5,0%), не подвергаетс  графитизации даже при специальной термической Обработке, способствуюнлей этому.

В отличие от низкоуглеродистых сталей обычной выплавки, углерод в расплаве этого металла находитс  в растворенном виде и не образует микрообластей графита. Атомарный углерод, наход шийс  в расплаве,  вл етс  наиболее химически активным компонентом по отношению к кислороду. При введении углеродистого металла, полученного методом диффузионного насыщени  его углеродом в расплаве обычной шихты, атомарный углерод, содержаш ,ийс  в углеродистом металле, вступает во взаимодействие с поверхностными соединени ми кристаллов графита и в силу своей высокой активности разрушает эти соединени . Благодар  этому происходит растворение кристаллов графита. Следствием этого процесса  вл етс  более интенсивное и полное обезуглероживание расплава и значительное увеличение скорости обезуглероживани , что позвол ет отказатьс  от интенсивной продувки металлической ванны кислородом, повысить механические и служебные свойства стали, улучшить технико-экономические показатели процесса.

Присутствие в железоуглеродистом расплаве атомарного углерода,  вл ющегос  значительно более сильным раскислителем по сравнению с легирующими элементами, способствует значительному снижению угара этих элементов , вводимы-х в расплав. Это позволит использовать предложенный способ дл  выплавки легированных низкоуглеродистых сталей. Кроме того, при разрушении поверхностных соединений , покрывающих кристаллы графита, в состав которых вход т атомы водорода, азота, серы и кислорода, наблюдаетс  значительное снижение содержани  этих вредных примесей в готовом металле.

Количество вводимого металла, содержащего атомарный углерод, зависит от процентного содержани  в нем углерода. Так, при содержании углерода 5%, в расплав ввод т 5% углеродистого металла, а при содержании 2% углерода - 25% углеродсодержащего материала. Пример 1. В индукционной печи типа

ИСП-006 расплавл ют 6,7 кг стали 10 кп. После расплавлени  в жидкую ванну металла загружают 1,64 кг металла, полученного методом диффузионного насышени  железа углеродом с содержанием углерода 2,48%.

В пробе, вз той после расплавлени  углеродистого металла, содержание углерода составило 0,45%. После загрузки углеродистого металла на поверхность металлической ванны в качестве шлака, несколькими порци ми загружают 0,2 кг железной руды. В течение 28 мин

расплав выдерживают в печи и после скачивани  шлака и раскислени  алюминием, разливают в изложницы. Конечное содержание углерода в полученном металле составило 0,009%. Скорость обезуглероживани  при этом составила 0,012% мин. Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый способ позволит повысить скорость окислени  углерода примерно в 10 раз. При этом отсутствует продувка металла кислородом, что позволит получать металл с низким содержанием кислорода и до минимума снизить угар железа. Пример 2. В индукционной печи расплавл ют 17 кг металла с содержанием углерода 0,59%, после чего загружают 4 кг металла, полученного методом диффузионного насыщени , железа углеродом, с содержанием углерода

3,6%. Углерод в пробе, вз той после .расплавлени  составл л 0,77%. После отбора пробы на поверхность металлической ванны, в качестве шлака, загружают 1,8 кг железной руды . После -выдержки в печи в течение 38 мин ,

скачивани  шлака и раскислени  металла алюминием , содержание углерода в металле составило 0,018%. При этом средн   скорость обезуглероживани  равн лась 0,022%/мин в отличие от средней скорости обезуглероживани  при продувке кислородом без введени  углеродистого металла, котора  составл ет 0,008%/мин.

Пример 3. В индукционной печи расплавл ют 16 кг металла с содержанием углерода 0,3%, после чего загружают 1,2 кг металла, полученного методом диффузионного насыщени  железа углеродом, с содержанием углерода 5,6%. Количество углерода в пробе по расплавлению составило 0,46%. Затем на поверхность металлической ванны, в качестве шлака, загружают 1,8 кг железной руды. После выдержки металла в печи в течение 10 мин, количество углерода в металле составило 0,027%. При этом скорость обезуглероживани  составила 0,0447%/мин. Данные результатов плавок приведены в таблице. Из таблицы видно, что в результате обезуглероживани  происходит значительное снижение содержани  серы в металле, а содержание кислорода в готовом металле ниже, чем в стал х, выплавленных с продувкой ванны кислородом без ввода углеродистого металла, полученного методом диффузионного насыщени  его углеродом. Использование предлагаемого способа обезуглероживани  и раскислени  сталей и сплавов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: а)повышение производительности процесса за счет увеличени  скорости окислени  углерода в 10 раз без снижени  выхода годного и увеличени  окислени  металла; б)осуществление более глубокого обезуглероживани  металла; в)улучшение качества металла за счет снижени  в нем содержани  таких примесей кислород, сера, азот, водород; г)снижение на 50-70% угара железа; д)значительное снижение угара легирующих элементов, введенных в расплав при обезуглероживании металла; е) использование предложенного способа позволит осуществл ть обезуглероживание при содержании углерода в расплаве 0,1-0,6%.

ОД

0,45

0,59

0,77

0,46

0,3

Claims (1)

1. .Гутнов Р. Б. и др. Производство низкоуглеродистого железа, М., «Металлурги , 1973.