способ выплавки коррозионно-стойких сталей

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИХ СТАЛЕЙ, включающий расплавление шихты, отбор пробы на химический анализ расплава, продувку расплава, содержащего 0,5 - 0,6 мас.% углерода, в окислительный период, отличающийся тем, что перед продувкой расплава в окислительный период проводят корректировочный период с доводкой расплава до 1540 - 1560^oС, содержания хрома 18,20 - 18,70 мас.%, кремния 0,85 - 1,00 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрометаллургии стали, в частности к методам выплавки коррозионностойких марок стали.

Известен способ выплавки высокохромистой стали [1] направленный на снижение издержек производства и повышение сквозного извлечения хрома за счет увеличения интенсивности вдувания кислорода, повышения температуры до 1700 1750^оС и подача порциями углеродистого феррохрома. По данному способу расплав имеет содержание, мас. Cr 13,1; C 0,49; Si 0,60, и температуру 1580^оС. Способ можно использовать только в специально оборудованных электропечах, снабженных дополнительным сводовым отверстием и механизмами дозированной подачи углеродистого феррохрома. Способ не может считаться технологичным по причине нестабильного усвоения хрома.

Известен способ продувки нержавеющей стали, принятый за пpототип [2] направленный на сокращение потерь хрома. Согласно этому способу подачу газообразного окислительного реагента осуществляют через фурму, совершающую возвратно-поступательное перемещение относительно границы раздела металл-шлак. Обезуглероживанию и продувке подвергают расплав, содержащий, мас. Cr 16-18; Ni 10-11; C 0,40-0,60; Mn 0,15-0,40; Si 0,5-0,8 при температуре 1560-1580^оС. Способ можно использовать только на электропечах, оборудованных фурмой и механизмом ее перемещения. Проверка способа в промышленных условиях не обеспечила стабильного химического состава перед продувкой: содержание хрома изменяется в пределах от 15,1 до 16,0 мас.

Цель изобретения сохранение низкого угара хрома, снижение расхода никеля и себестоимости стали за счет введения дополнительного корректирующего периода и стабилизации комплекса технологических параметров на стадии плавления без применения дорогостоящего оборудования.

Для достижения поставленной цели после полного расплавления шихты проводят химический анализ состава металла, а затем для получения расплава заданного состава в суженых пределах рассчитывают на ЭВМ (или вручную) оптимальные количества необходимых корректирующих добавок. При этом регламентируются значения технологических параметров расплава после корректировки содержание, мас. Cr 18,20-18,70; C 0,50 0,60; Si 0,85-1,00; температура расплава 1540 1560^оС. Заданные пределы технологических параметров расплава после корректирующего периода позволяют стабилизировать ход плавки, обеспечить содержание никеля в расплаве в пределах 9 9,5 мас. (против 10 11 мас. по известному способу) снизить расход никеля на выплавку стали и получать металл по содержанию легирующих ближе к нижнему пределу. Приведенный комплекс значений технологических параметров расплава перед продувкой является оптимальным при выплавке коррозионностойких марок стали в электродуговых печах малой вместимости.

При содержании хрома менее 18,2 мас. повышается себестоимость стали за счет увеличения расхода низкоуглеродистых марок феррохрома, а концентрация хрома в расплаве более 18,7 мас. приводит к повышенному угару хрома либо превышению его марочного содержания и увеличению длительности плавки.

Предлагаемая температура начала окислительного периода (1540 1560^оС) и содержание кремния в расплаве (0,85 1,0 мас.) обеспечивают оптимальный температурный режим процесса обезуглероживания. Температура металла менее 1540^оС и концентрация кремния в расплаве ниже 0,85 мас. приводят к увеличению продолжительности окислительного периода. Температура выше 1560^оС и концентрация кремния более 1,0 мас. ведут к перегреву металла и разрушению футеровки печи.

П р и м е р. Опытные плавки проводили в ДСП-12 при выплавке стали марки 12х18н10т. На подину загружали 11,6 т отходов 26 группы, 1 т отходов 47 группы, 0,3 т высокоуглеродистого феррохрома и 0,2 т 65%-ного ферросилиция. Расчетное содержание элементов в шихте составило, мас. С 0,45; Cr 18,6; Si 0,80; Ni 9,20. После расплавления шихты отбирали пробу на химический анализ. Содержание мас. C 0,26; Cr 17,71; Si 0,56; Ni 9,11. Были произведены корректирующие присадки. В печь присадили: 0,3 т высокоуглеродистого феррохрома, 0,12 т никеля и 0,05 т 65%-ного ферросилиция. Перед проведением окислительного периода расплав содержал, мас. C 0,55; Сr 18,45; Ni 9,43; Si 0,86. После нагрева металла до температуры 1545^оС начали продувку кислородом. На 18-й минуте продувку закончили при следующем содержании элементов в расплаве, мас. С 0,08; Si 0,07; Cr 17,5; Ni 10,43. На охлаждение ванны было дано 2,2 т отходов 26 группы. В рафинировку шлак и металл раскисляли, добавок кроме раскислителей не вводили.

Химический состав годной стали был следующим, мас. C 0,09; Mn 1,19; Si 0,49; P 0,031; S 0,006; Ni 10,26; Cr 17,55; Ti 0,80.

Результаты опытных плавок в сопоставлении с известной технологией представлены в таблице. Из приведенных данных следует, что предлагаемая технология выплавки коррозионностойких марок сталей с использованием корректирующего периода позволяет без существенного повышения угара хрома и дополнительных затрат экономить дорогостоящий никель и снизить себестоимость стали.

Предложенный способ выплавки коррозионностойких сталей стабилизирует процесс окисления углерода и позволяет гарантированно заканчивать процесс окислительного рафинирования при заданном его содержании, уменьшает количество добавок в восстановительный период, исключает разбавление расплава из-за высокого содержания хрома, сохраняет низкий угар хрома, снижает расход никеля и себестоимость стали, уменьшает расход дорогостоящих низкоуглеродистых ферросплавов и может служить основой разработки автоматизированной системы управления технологическим процессом выплавки стали.

На чертеже представлено сопоставление изменения технологических параметров при выплавке корозионностойкой стали по действующей и предлагаемой технологиям. Предлагаемый способ плавки с корректирующим периодом обеспечивает изменение химического состава и температуры в узких пределах и позволяет получать металл при содержании легирующих ближе к нижнему пределу.