Способ выплавки азотосодержащей стали в индукционной печи

 

О П И С А Н И Е, и 540924

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.75 (21) 2182701/02 с присоедтшепием заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.76. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 24.01.77 (51) М. Кл.з- С 21С 7i00!

Государствен ный ком итет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 629.046(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Григорян, Л. Н. Кац, В. Н. Кривонос, A. М. Михайлов, M. В. Гейхман, С. 7К. )Калимбетов, П. П. Алифер, Г. В. Мысов, И. В. Соловьев, Б. И. Велишек и В. П. Саванин

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВК(. АЗО1СОДЕРЖАЩЕ1т1 СТАЛИ

В ИИДУКЦЫОЕ1г1ОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к области производства азотсодержащих марок стали.

Известен способ продувки жидкой стали инертным газом через пористую пробку, установленну ю в днище индукционной печи (1). Б этом слу.чае аргон продувают через пробку, а кислород подают сверху водоохлаждаемой фурмой.

Известен также способ продувки высокохромистого расплава аргонокислородной смесью через боковые фурмы в установке типа конвертер (2).

Использование в этих процессах аргона в смеси с кислородом снижает парциальное давление окиси углерода, что сдвигает реакцию обезуглероживания в нужном направлении.

Однако существующие варианты рафинировочных процессов имеют ряд недостатков, к основным из которых можно отнести следующие: значительная (до 1,5 час) длительность продувки, большой расход дорогосто"щего аргона, невозможность легирования металла азотом в процессе продувки.

Целью изобретения является совмещение процессов обезуглероживания и легирования расплава азотом, а также снижение себестоимости процесса выплавки стали.

Поставленная цель достигается тем, что металл продувают смесью азота с кислородом в соотношении 4: 1 с интенсивностью

0,5 — 1,0 м /т мин в течение 15 — 20 мин, причем температуру металла в процессе продувки поддерживают равной 1680 — 1700 Ñ.

Предлагаемая технология предусматривает расплавление металла в индукционной печи, наводку жидкоподвижного шлака из извести и плавикового шпата в соотношении 2:1 и продувку жидкой стали азотокислородной смесью через пористую пробку из плавленного магнезита, установленную в днище тигля печи. По истечении 15 — 20 мин продувки кис115 лород отключают и продувку ведут чистым азотом в течение 5 — 7 мин, в процессе которой металл рафинируется от неметаллических включений и водорода. Температуру металла поддерживают на уровне 1680 — 1700 С, 0 что важно для наиболее полного протекания реакции обезуглероживания и сохранения хрома. 11овышеппе температуры гыше указанных пределов лимитируется стойкостью огнеупоров. Состав газовой смеси для про25 дувкп выбирают исходя из необходимого количества кислорода для окисления углерода.

Использование ",çoòà вместо аргона позволяет легировать металл азотом. Газообразный

540924

Формула изобретения

Составитель И, чепикова

Тсхред A. Камьииникова

1(орректор А. Степанова

Редактор Н. Суханова

Заказ 2948/12 Изд. Ме 1919 Тираж 654 Подписное

Ц1-!ИИ!1И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Я(-35, Раугиская иаб., д. 4/5

Типография, »р. Сапунова, 2 азот по отношению к окиси углерода является так же, как и аргон, инертным газом, т. е. снижает парциальное давление окиси углерода в газовом пузырьке и улучшает термодинамические и кинетические условия протекания реакции обезуглероживапия. Расход газовой смеси выбирают исходя из условия максимальной скорости обезуглероживания и азотирования металла. Ограничение расхода газовой смеси по верхнему пределу связано с возможными выбросами металла из печи.

Плавки проводят в 30-ти килограммовой индукционной печи, в днище тигля которой устанавливают пористую огнеупорную пробку из плавленого магнезита. Шихта состоит из армко-железа, электролитического никеля марки Н-l, среднеуглеродистого феррохрома.

По расплавлению получают металл следующего состава, % .. 0,15 — 0,17 углерода; 18—

20 хрома; 5 — 6 никеля; 0,5 — 0,6 марганца;

0,1 — 0,2 кремния, 0,015 — 0,020 серы; 0,018—

0,022 фосфора. Затем наводят шлак нз извести и плавикового шпата и начинают продувку. Продувку проводят смесью азота и кислорода в соотношении 4: 1. Расход смеси составляет 18 — 20 л/мин. По ходу продувки отбирают пробы па химанализ и замеряют температуру, уровень которой поддерживают в предел ах 1680 — 1720 С. Через 18 — 20 мин после начала продувки кислород выключают и продувают 5 — 7 мип чистым азотом. Готовый металл содержит, %. 17 — 19 хрома; 5—

6 никеля; 0,15 — 0,20 азота; 0,02 — 0,03 углерода, что соответствует марочному составу стали Х18АН5.

Некоторые плавки проводят, применяя для продувки осушенпый воздух (21% кислорода, 79% азота) . В пределах погрешности эксперимента результаты плавок аналогичны.

Применение изобретения позволяет отказаться от использования дорогостоящих ферросплавов.

10 Суммарный годовой экономический эффект от внедрения изобретения в народном хозяйстве составляет около IO млн. руб.

Способ выплавки азотсодержащей стали в индукционной печи, включающий расплавление шихты, наведение жидкоподвижного шлака и продувку металла инертным газом, 20 отличающий ся тем, что, с целью рафинирования металла с одновременным легировапием азотом, металл продувают смесью азота с кислородом в соотношении 4: 1 с интенсивностью 0,5 — 1,0 м /т мин в течение 15—

25 20 мип, и температуру металла в процессе продувки поддерживают на уровне 1680—

1700 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

30 I. Scand I. Metall. 1972, т. 1, Лги 6, с. 295—

302.

2. Патент США Л 3252790, кл. 75 — 60, 1966.