Способ выплавки стали в дуговых печах

 

(19) RÖ (11) (51) 5 С21С5 5Z

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

®ЕЩф@фд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5024943/02 (22) 31.01.92 (46) 15.10.93 Бюл. Ма 37-38 (75) Гавриков Н.В„Попов АВ.; Тарасов ВА.;

Синельников ВА; Паршин ВА.; Феоктистов Ю.В.;

Стеблов АБ.; Пичугин В.В.; Угаров АА; Гаркуша В.М.;

Затоковой ЮА; Зеличенок Б.Ю. (73) Тарасов Виктор Алексеевич (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДУГОВЫХ

ПЕЧАХ (57) Сущность: способ характерен тем, что металл выпускают из печи с суммарным содержанием хрома, никеля, меди, мышьяка 0,15 — 0,3096 и азота

0.003 — 0,007%, причем металпизованные окатыши вводят после проплавления 50 — 75т6 массы скрала в количестве 0,3 — 09 массы жидкого металла, а высоту слоя пенистого шлака поддерживают равной 1,10 — 1,45 длины дуги в течение 0,75 — 090 времени плавки. 1 табл.

2001120

55

Предлагаемое изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в дуговых печах, В настоящее время широкое распространение получают стали для холодной объемной штамповки, особенно при холодной осадке стандартного образца на 75 первоначальной высоты (группа 75).

Известен способ выплавки стали для холодной объемной штамповки включающий выплавку стали в сверхмощной дуговой печи с завалкой металлиэованных окатышей, плавление, окислительный период, доводку и выпуск, Недостатком способа является низкая пластичность металла, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выплавки стали для холодной объемной штамповки в дуговых печах, включающий завалку шихты, плавление. присадку металлиэованных окатышей, окисление под слоем пенистого шлака, доводку. выпуск.

Недостаток способа состоит в том, что металл выпускали из печи с повышенным содержанием азота более 0.007 Повышенному содержанию азота способствовало поздняя присадка металлиэованных окатышей, а также не своевременная наводка активных пенистых шлаков. В результате укаэанных причин расплав имел воэможность насыщаться азотом до пределов, превышающих 0,007, отрицательно влияющих на пластичность стали.

В первом случае, когда шлак еще не сформирован, окатыши не присаживают, а мощные длинные дуги оголяют поверхность ванны, что дает воэможность контактировать жидкому металлу с атмосферой печи, насыщая расплав азотом, Во втором случае высота пенистого шлака не обеспечивала полного экранирования длинных дуг, Электрический разряд дуги способствовал иониэации атомов азота, приводя также к повышенному насыщению расплава азотом.

Укаэанные недостатки отсутствуют в предлагаемом изобретении. При использовании предлагаемого решения увеличивается пластичность стали в холодном состоянии при осадке нв 75 первоначальной высоты стандартного образца и повышается бездефектная деформация при осадке до 80-90% высоты стандартного образца. Поставленная цель достигается тем, что металл выпускают иэ печи с суммарным содержанием хрома, никеля, меди, мышьяка 0,15-0,30% и азота 0,003-0,007%, причем металлиэованные окатыши вводят после проплавления 50-75 массы скрапа

40 в количестве 0.3 — 0.9 массы жидкого металла, а высоту слоя пенистого шлака поддерживают равной 1,10 — 1,45 длины дуги в течение 0,75 — 0,90 времени плавки, Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы за счет металлизованного сырья и активных пенистых шлаков с заданными выше параметрами получить низкое содержание цветных примесей и азота, что даст возможность повысить бездефектную деформацию заготовок.

Пределы суммарного содержания хрома, никеля, меди и мышьяка (0,15 — 0,30%) выбраны исходя иэ наиболее эффективного их влияния на увеличение пластичности стали. Получение примесей менее 0,15 не эффективно, так как это потребует повышенного использования металлизооанных окатышей, увеличит длительность плавки, что отрицательно повлияет на экономику производства. Получение стали с содержанием цветных примесей более 0,30 также не эффективно, так как это приведет к снижению величины бездефектной деформации. Что касается азота, то выбранные пределы показали наилучшие резуль.,аты.

Получение стали с содержанием менее

0,003% азота требует дополнительных технологических приемов плавки, что приводит к увеличению длительности плавки и снижению производительности. Что касается получения стали с содержанием азота более

0,007%. то такое содержание повышает хрупкость стали и снижает пластичность.

Количество присаживаемых окатышей (0,3 — 0,9) от массы жидкого металла позволяет во взаимодействии с низким содержанием азота получать достаточно пластичный металл. Присадка окатышей менее 0,3 массы жидкого металла даже при условии содержания азота в расплаве 0,003 не обеспечивает нам необходимую пластичность металла. Что касается количества присаживаемых окатышей более 0,9 от массы жидкого металла, то такое увеличение окатышей практически не приводит к снижению цветных примесей ниже нижне о предела, Начало присадки окатышей после проплавления 50-75 массы скрапа нами выбрано исходя из условий эффективного плавления их эа счет необходимого количества жидкой ванны, Присадка окатышей ранее, чем проплавление 50% массы скрапа не эффективно. так как недостаточно еще количество жидкого металла, окатыши скапливаются, свариваются и длительность плавления их увеличивается. Если присаживать окатыши позже, чем расплавилось 75% массы скрапа, то мы оголяем дугами рас2001120 асааа

0 ез,се ае дс, iI

0.15

0.50

0.82

0.а0

1,10

1,0

1,45 !

1,со

1,гг о!

»!!à«1, который дополнительно насыщается азотом, кролле того увеличиваем время плавления окатышей.

Высота слоя пенистого шлака должна быть такой, чтобы закрыть длинные дуги и не допустить поглощение расплавом атмосферного азота. В случае, если высота пенистого шлака будет менее 1,10 появляется возможность насыщения расплава азотом. более 1,45 приводит к спуску самотеком больших количеств шлака и. как следствие, выноса нерасплавленных металлизированных окатышей.

Время наведения пенистых шдаков выбрано на основе практических данных, дающих наиболее эффективные результаты.

Если наводить пенистый шлак позже 0,75 времени плавки, то это не эффективно так как появляется возможность для насыщения расплава азотом. Если же наводить пе нистый шлак ранее. чем 0,90 времени плавки. то в этот период плавки шлакообразующие скапливаются, что приводит к нарушению технологического процесса, так как температура металла снижается и не обеспечиваег нормальные условия для создания эффективного пенистого шлака, Таким образом, реализация предложенных технологических приемов плавки позволит резко увеличить пластичность стали и повысить выход годного металла при бездефектной деформации стандартного образца на 80 — 90% его первоначальной г1ысоты.

Пример осуществления способа. В 100 т-ю дуговую печь на "болото" загрузили 0,5

Формула изобретения

С11ОСОВ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДУГОВЫХ Г!гсЧАХ П реимущественно для холодной и горячей обьемной штамповки, включающий эагруэ«.у скрапа и шлакообразующих, плавление, присадку металлизованных окатышей, окисление под слоем пенистого шлака, доводку и выпуск, отличающийся тем. что метт1ЛЛИЗ11Рс1ВЭ1111ЫЕ ОКатЫШИ ПРИСажИВа1От т кокса, 1,5 т извести и 60 т скрапа. Затем включили печь на расплавление на 15 ступень. По израсходовании 10 тыс.квт.ч.электроэнергии печь переключили на 19

5 ступень, а через 2 мин на 22 ступень и начали подавать кислород с расходом

500м /час, Одновременно включали газоз кислородные горелки на 12 мин, Затем по мере накопления жидкого металла расход

10 кислорода увеличили до 1000 м /час. По расплавлении 75% скрапа начала подавать металлиэованные окатыши. Всего присадили 50 т. Скорость подачи изменяли от 10 до

80 т/час. Температуру металла поддержива15 ли в пределах 1600 - 1620 С, При проплавлении 75% скрапа наводили пенистый шлак присадками извести, кокса, плавикового шпата. Высоту пенистого шлака поддерживали на уровне 1,10 - 1.45 длины дуги в течение 0,75 - 0,90 време11и плавки. При достижении содержания углерода в расплаве 0,20% кислород отключали, металл нагревали до 1660 С, отбирали пробу на химанализ металла и газа и металл выпуска25 ли в ковш. Анализ пробй показал, что суммарное содержание на выпуске хрома, никеля, меди и мышьяка составило 0,20%, содержание азота - 0,004%. Были проведены эксперименты с использованием значе30 ний параметров и по прототипу. Результаты экспериментов приведены в таблицу. (56) Разработка и внедрение технологии про11зво;;"тра стали для холодной объемной штал1повки с использованием металлизо35 ванных окатышей, Бюллетень НТИ 4M, N

10. 1990. го ле проплавления 50 - 75% массы скрапа в количестве 0,3- 0,9 массы жидкого металла. высоту слоя пенистого шлака поддерживают равной 1,10- 1,45,,лины дуги в течение 0,75 - 0,90 времени плавки, а выпускают металл иэ печи с суммарным содер:канием хрома, никеля, меди, мышьяка 0,15 - 0,30% и азо;а 0,003 - 0,007%.