SU916551A1

SU916551A1 - Способ выплавки нержавеющих сталей1

Info

Publication number: SU916551A1
Application number: SU802991342A
Authority: SU
Inventors: Aleksej F Kozlov; Leonid M Mirson; Aleksej G Liskin; Aleksej A Durnev; Viktor A Durynin; Vladimir I Ignatev; Georgij A Maksimov; Leonid K Pykhtar; Valerij A Litvak; Sergej A Iodkovskij
Original assignee: Tsniitmash; Proizv Ob Izhorskij Z Im A A Z
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1980-08-12
Publication date: 1982-03-30

Description

Изобретение относится к металлургии, точнее к способам выплавки высоколегированных низкоуглеродистых марок сталей и сплавов.

Известен способ получения металла смешением, когда в одном агрегате вы- * плавляют синтетический шлак и лигатуру, содержащую окисляемые элементы и раскислители, а во втором - углеродистую заготовку с требуемым марочным содержанием неокиспяющихся элементов (медь, никель, молибден). Лигатуру и сиитети-. ческий шпак выпускают в ковш, куда затем сливают углеродистую заготовку [11.

К недостаткам этого способа следует отнести сложность (а зачастую и невозможность) попадания в заданный химический состав металла и высокий расход легирующих добавок, чему способствуют как неконтролируемые условия выпуска лига— _Λтуры (различная окиспенностъ металла и продолжительность перелива), так и, в особенности, спив углеродистой заготовки вместе с окислительным шпаком. Пос-;

2

педний, кроме того, после окончания ®ι>ίпуска изменяет состав и свойства синтетического шлака, т.е. обработка шлаком ограничивается временем самого выпуска и приводит к неконтролируемому угару легирующих элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения нержавеющих марок стали, включающий выплавку в разных плавильных агрегатах низкоуглеродистой заготовки и высокохромистой лигатуры, последовательный спив их в ковш и смешивание С 21.

Весьма сложным в этих условиях, как и в ранее рассмотренных, является обеспечение необходимых содержаний в металле титана из-за нестабильности окислительных условий и неконтропируемости величины его угара. Наконец, качественные показатели такого металла невысоки и нестабильны.

Цель изобретения — повышение качества металла, экономия ферросплавов.

916551 4

Поставленная цепь достигается за счет того, что в известном способе выплавки нержавеющей стали, включающем выппавку в разных плавильных агрегатах низкоугперодистой заготовки и высо- 5 кохромистой лигатуры, последовательный слив их в ковш и смешивание, смешивание осуществляют в установке внепечно— го рафинирования, ковш-печь, при этом заготовку перед сливом лигатуры обез- 10 угпероживают до содержания углерода 0,001-0,03%и раскисляют до содержания кйспорода 0,005—0,020%, а после смешивания с лигатурой подогревают до температуры на 100-200^вС выше 15 температуры ликвидус, вакуумируют при разрежении 0,1-30 мм рт. ст. и раскисляют до содержания кислорода 0,005-0,0 15%, а затем подогревают до температуры разливки металла. 20

Во время или после перелива низкоуглеродистой заготовки в ковше-печи заводят шпак в количестве 0,2-1,0% от веса жидкого металла присадками извес4 ти, плавикового шпата, железной и/или 25 никелевой руды в соотношении 10:1:2.

Заготовку обезуглероживают железной и/или никелевой рудой при соотношении СгРеО и/ипи ШО « 1:20-30 с последующим вакуумированием при разрежении 1- , ₃₀500 мм рт.ст.

До перелива лигатуры металл раскисляют кусковым алюминием в копичест-, ве 0,32-0,45 кг/т, а шлак обрабатывают порошкообразным алюминием в коли- ³⁵честве 0,6-1,0 кг/т.

Способ осуществляется следующим образом.

В одном сталеплавильном агрегате выплавляют не легированную заготовку, со- ⁴⁰держащую не более 0,10% углерода и выпускают в ковш-печь. В ковше-печи проводят обезуглероживание заготовки до содержаш!я углерода 0,001-0,5% за счет продувки кислородом или присадки ⁴⁵руды с последующим вакуумированием жидкого металла. Более низкое содержание углерода в ковше-печи по техническим причинам получить не удается, более высокое - не обеспечивает требу- ⁵® емого его содержания в стали после смешения с лигатурой. Затем заготовку раскисляют до получения содержания кислорода 0,005-0,020% и в нее спивают лигатуру, выплавленную в другом стапе- 55 плавильном агрегате.

Получение более низкого содержания кислорода вызывает определенные технологические трудности и не снижает окисленности легирующих элементов, в основном хроме, присутствующих в лигатуре.

При содержании кислорода более 0,02% . имеет место неконтролируемый угар хрома.

Смешанный металл вновь вакуумируют при разрежении 0,1-30 мм рт. ст. Вакуумирование При более высоком разрежении затягивает процесс и не приводит к дополнительным положительным эффектам, при разрежении ниже 30 мм рт. ст. кипение высокохромистого металла не происходит.

После вакуумирования металл вновь раскисляют до получения содержания кислорода 0,005-0,015%. Получение более низкого содержания кислорода затягивает процесс, увеличивает расход раскислителей и не приводит к дополнительным положительным эффектам. При более высоком содержании кислорода заметно возрастает загрязненность стали оксидными включениями, что неблагоприятно сказывается на ее свойствах.

Проведено промышленное опробование предлагаемого способа производства коррозионноустойчивых сталей. При этом процесс организован следующим образом. Завалку мартеновской печи при изготовлении заготовки осуществляют присадкой железного псина, пакетов и стружки в количестве 10—40% извести (7,5-9% Ърихты основной печи 20—50% и чугуна Зо—

38%. По расплавлении шихты присаживают железную руду 2-3%, скачивают шпак, дают известь до 5% и проводят кипение с периодическими присадками руды. При достижении содержания углерода менее 0,10% и температуры полупродукта 163ΟΙ 650°С плавку выпускают в сталеразливочный ковш, раскисление металла при этом не производят.

Химический состав заготовки приведен в табл. 1.

¹ Таблица 1

Химический состав металла, %
С	Ми \| р	5	δΐ
« 0,06	0,18 0,006	0,020	0,07

Из сталеразливочного ковша в ковшпечь емкостью 150 т перепивают 90— 95 т заготовки, отсекая полностью мартеновский шлак.

5 916551 ό

Во время перелива в ковш-печь дня наведения шпака присаживают известь в количестве до 5 кг/т, плавиковый шпат 0,5 кг/т, железную руду 1,5-2,0 кг/т. После пепепива металла ковш-печь пере— 5 мешивают на стенд нагрева, где осуществляют подогрев заготовки до температуры 1590-1595^ЛС. В ходе нагрева дополнительно присаживают известь до 4 кг/т, плавиковый шпат 0,4 кг/т и железную 10 руду 1,5-1,8 кг/т. По окончании присадки окислителей и шлакообразующих ковшпечь передают на стенд вакуумирования.

Активное кипение начинается при давлении 500-200 мм рт. ст. При разряже- 15 нии в 0,5 мм рт.ст.'заготовку выдерживают в течение 10—15 мин. За время вакуумирования (^20-25 мин) содержа. ние углерода снижается до 0,01-0,03%, ^!

после чего металл раскисляют апюмини— 20 ем, вводя его на штанге в количестве 0,35 кг/т, а шпак — порошковым алюминием 0,6 кг/т до получения в заготовке содержания кислорода 0,01—0,015%.

Одновременно с плавкой заготовки в мартеновской печи и обработкой ее в ковше-печи в электродуговой печи емкостью 40 т производят выплавку лигатуры. В печь заваливают 4,0% стружки коррозионноустойчивой стали, затем 42,8% никеля, безуглеродистый феррохром с содержанием углерода менее 0,05 в количестве 48,6% и, наконец, вновь стружку нержавеющей стали 4,5%. По расплавлении шихты в печь для наведения шпака присаживают 3,4% извести, 0,6% шпата и приступают к раскислению расплавленной лигатуры рмесью алюминиевого порошка и ферросилиция. По ходу нагрева и раскисления металла присаживают безуглеродистый феррохром 5%, а после завершения этих операций лигатуры выпускают в стаперазливочный ковш. Химсостав ее приведен в табл. 2.

Табпица2

Химический состав металла,	%
С.	" 51	Мп	Сг	№	5	Р
0,13	0,45 '	0,70	53,93	27,97	-	0,028

‘ Ковш-печь с рафинированной малоуглеродистой заготовкой устанавливают на переливной стенд, а затем перепивают в него лигатуру из сталеразливочного ков- 35 ша.

В дальнейшем в ковше-печи ведут обработку смешанных порций металла. Шпак раскисляют смесью молотых алюминиевого порошка и сипикокапьиия (2,5 и

1,5 кг/т соответственно) до содержания окш>пов железа в нем менее 0,2%. На этом этапе производят корректировку металла по содержанию хрома, никеля, марганца и кремния. После обработки шпака 45 молотыми раскислителями металл раскисляют кусковым алюминием в количестве

11,5-2,0 кг/т, обеспечивая содержание кислорода в стали 0,005—0,010%, затем присаживают ферротитан на 0,7-0,85% без учета угара титана, металл нагревают в течение 10-20 мин до 1560- _ч1570^вС и вакуумируют в течение ΙΟΙ 5 мин при давлении 0,3-30,0 мм рт.ст. По окончании вакуумирования металл подогревают до 1555—1565 С и ковш отправляют на разливку.

Реализация способа производства позволила получить сталь марки 08Х18Н10Т с содержанием углерода 0,05-0,07%,..

’ Состав выплавленного металла приведен в табл. 3.

Таблица 3

Химический состав металла, %

Мп

51

Р

δ

С.Г

НС

Те

0,06

1,31 0,52 0,016 0,012 17,18 9,53 0,5

7 916551

8

Угар элементов при обработке нержавеющей стали в ковше печи приведен в табл. 4.

Способ позволяет получить высокое и стабильное усвоение хрома и титана 5 (табл. 4). Содержание остальных легирующих обеспечивается на нижнем пределе марочного состава.

Таблица 4

Фактичес-	Угар	Фактичес-	Угар
кое содер-	хрома,	кое содер-	титана,
жание хро—	%	жание ти-	%
ма, %		тана, %

17,18 1,6 0,51 27

Способ обеспечивает высокие качественные показатели выплавленного металла. Так, содержание азота в стали понижается до 0,009, а кислорода до 0,005%.

Содержание газов в стали представлено в табл. 5.

Таблица 5

Содержание газа, %
Азот	\| Кислород
0,009	0,0049

Сравнение данных механических свойств металла листов из стали 08Х18НЮТ, выплавленной в дуговой печи по известной технологии и предлагаемому спосо- . бу показывает, что сдаточные характеристики практически не отличаются (табл. 6). Чистота металла ПО неметаллическим включениям заметно повысилась.

Таблица 6

Механические свойства листов из стали О8Х18Н1ОТ

Вариант выплавки	1.. .............	+20^вС	+35О^вС	Примечание
кг/мм¹	От , кг/мм¹	%	*£%	кг/мм	ίχ кг/мм	5% \|	Ψ,%
Электро* дуговая печь	56,3	26,8	57,7	70,9	39,5	19,6	37,8	68,7	Среднее по 100 листам
Метод смещения в ковшепечи	55,2	26,4	56,6	69,6	38,4	19,8	38,8	69,4	Среднее по 2 листам

Использование способа выплавки коррозионно-устойчивых сталей позволяет стабилизировать химический состав выплавляемого металла, снизить расход легирующих добавок, повысить его качество и снизить себестоимость.

Claims

Формула изобретения

1. Способ выплавки нержавеющих сталей, включающий выплавку в разных плавильных агрегатах нйзкоугперодистой заготовки ч высокохромистой лигатуры, последовательный слив их в ковш и смешивание, отличающийся тем, что, с цепью повышения качества металла, экономии ферросплавов, смешивание

осуществляют в установке внепечного рафинирования ковш—печь, при этом заготовку перед сливом лигатуры обезуглероживают до содержания углерода 0,001 0,03% и раскисляют до содержания кислорода 0,005—0,02%, а после смешивания с лигатурой подогревают до температуры на 100~200^вС выше температуры ликвидус, вакуумируют при разрежении 0,1—30 мм рт. ст. и раскисляют до содержания кислорода 0,005-0,015%, а затем подогревают до температуры разливки металла.
2. Способ по π. 1, о т η и чающийся тем, что во время или после перелива низкоуглеродистой заготовки в ковше-печи здводят шлак в количестве 0,2-1,0% от веса жидкого металла приΠ 916551 10

садками извести, шпата и железной и/ипи никелевой руды в соотношении 10:Т:2.
3. Способ поп. ^отличающийся тем, что заготовку обезуглероживают железной и/ипи никелевой ру— 5 дой при соотношении

С ' _ · 1

Р еО и/ипи ΝΪΟ 20-30 ¹

«О

с последующим вакуумированием при разрежении 1-500 мм рт. ст.
4. Способ поп. ^отличающийся тем, что до перелива лигатуры металл раскисляют кусковым алюминием в количестве 0,32-0,45 кг/т, а шпак обрабатывают порошкообразным алюминием в количестве 0,6-1,0 кг/т.