Способ получения низкоуглеродистой нержавеющей стали — SU 1399353 (original) (raw)
ОЮЗ СОВЕТСНИОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9 53 И 9 1)4 С 21 Т СССР ОТНРЫТИ ЕНИЯ;" : СПИ ОМУ СВИД ЛЬСТВУ К АВТ инсти и,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ НИЕ ИЭОБ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1027235, кл, С 21 С 7/10, 1982.Заявка Японии У 58-16018,кл. С 21 С 7/10, 1983.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИТОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к технологии получения низкоуглеродистых нервеющих сталей методом вакуумно кисородного рафинирования. Цель иэобреения - повышение качества металла за счет снижения содержания азота инеметаллических включений, Способ получення ннэкоуглеродистой нержавеющейстали включает расплавление шихты в печбесшпаковый выпуск расплава в ковш,обеэуглероживание кислородом под вакуумом при продувке аргоном, введение нитридообраэующнх элементов и флюса с повышением интенсивйостн продувки аргоном в период их введения нраскисление, Расплав после выпускав ковш выдерживают 6-10 мин под вакуумом, вводят нитридообраэующиеэлементы, флюс в количестве 2-5 кгна 1 т расплава, проводят обезуглерокивание и раскисление, а затем в течение 4-8 мин осуществляют продувкуаргоном при расходе 0,2-0,5 нм /чна 1 т расплава. 1 табл.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к технологииполучения никзоуглеродистых нержавеющих сталей методом вакуумно-кислород 5ного. рафинирования,Цель изобретения - повышение ка,чества металла за счет снижения содержания азота и неметаллических вклю.чений, 1 О.В результате проведения обезугле 1роживания методом вакуумно-кислородного рафинирования образуется значи тельное (3-4 Е от веса металла) количество шлака. Присадка на большое ко,;личество шлака флюса СаО-СаР значительно снижает его деазотационнуюспособность (т.е, ассимиляцию нитридов алюминия и других включений)из-за эффекта разбавления и, как 20следствие, существенного изменениязико-химических свойств Флюсующихобавок.Присадка алюминия, обладающегозначительным средством как к кислороу, так и к азоту после окислителього обезуглероживания приводи к тоу, что большая часть его расходуется на связывание кислорода и лишь неначительная - на связывание азота, 30Это обусловливает повышенный расходалюминия или при постоянном расходеалюминия уменьшает нитридообразование,Й следовательно, и деазотацию мегалла, 35За счет интенсивной циркуляцииеталла и шлака в результате укаэанно.о режима продувки аргоном на заклюительной стадии процесса часть шлаовых частиц запутывается в металле,то приводит к его загрязнению такйаэываедппми экзогенньяи неметаллическими включениями.Кроме того, при по,учении низкоуг 1 перодистой нержавеющей стали с увеличением содержания в ней хрома (137,)1 повьппается растворимость азота и значительно усложняются условия его удаления,При выдержке в течение 6-10 мин50йод вакуумом принепрерывном переме 1 пивании аргоном металла в ковше проИсходит его раскисление собственнымуглеродом. За счет снижения парциальйого давления окиси углерода Р иНаличия растворенного в металле кисло.,рода получает развитие реакция окисленин углерода в металле, Поверхностьрасплава покрывается равномерно пузырями окиси углерода (углеродное кипение).Выдержка металла под вакуумом менее б мин при непрерывном перемешивании аргоном не приводит к полномураскислению металла, что в конечномсчете ухудшает его деазотацию. Увели-.чение длительности выдержки металласвыше 10 мин при непрерывном перемешивании аргоном неэффективно ввидузначительного усиления износа Футеровки ковша, что резко увеличивает загрязненность металла крупными неметаллическими включениями экзогенногохарактера (см, таблицу, опыт 5). Момент окончания выдержки металла подвакуумом наблюдается и визуально(прекращение углеродного кипения металла),Последующая после вакуумного раскисления операция введения нитридообразующих элементов и присадка Флюса,содержащего СаО и СаР в количестве2-5 кг/т, с одновременной интенсификацией продувки аргоном позволяетсвязать имеющийся в металле азот иоставшийся кислород и перевести их вшлак.Введение флюса в количестве менее2 кг/т не обеспечивает достаточнойстепени удаления неметаллических включений, в т.ч. и нитридов. Введениефлюса в количестве более 5 кг/т приводит к возрастанию количества шлака, что ухудшает в дальнейшем условияокислительного обезуглероживания, аулучшение показателей качества металла при этом не происходит (содержание,азота и количество неметаллическихвключений не снижается). Очень важным моментом является введение нитридообраэующих элементов и флюса до обезуглероживания расплава кислородом. Связано это с тем, что даже при бесшлаковом выпуске из печи расплава последующее обезуглероживание его кислородом под вакуумом приводит к образованию на поверхности металла большого количества шлака. Введение нитридообразующих и флюса на шлак снижает эффективность деазота" ции расплава иэ-за эффекта разбавления и изменения физико-химических свойств добавок, Поэтому в предлагаемом способе введение нитридообразующих и Флюса осуществляется до образования большого количества шлака, т.е.3 13993до обезуглерояявания расплава кислородом.После операции раскисления интенсивность подачи аргона снижают доВ0,2-0,5 нм/чт, чтобы минимальновозможно ограничить взаимодействиеметалла со шлаком и, в то же время,обеспечить удаление продуктов раскис-.ления. 10При интенсивности подачи аргонаменее 0,2 нмз/ч,т процесс удаленияпродуктов раскисления затягивается,при этом увеличивается загрязнениеметалла неметаллическими включениями 15экзогенного характера. Если же повысить в этот период расход аргонаболее 0,5 нм/ч т, то возрастает соответственно интенсивность перемешивания металла со шлаком; частицы шлака, запутываясь в металле, также увеличивают загрязненность последнегонеметаллическими включениями и, крометого, усиливается износ футеровки ковша, что также приводит к загрязнениюметалла неметаллическими включениямиэкзогенного характера.При окислительной продувке расплава аргоном с интенсивностью 0,20,5 нм/чт менее 4 мин степень загрязненности металла неметаплическими включениями остается высокой,Увеличение продолжительности продувки аргоиом с вышеуказанной интенсивностью более 8 мин нецелесообразно, так как не приводит к значительному улучшению чистоты металла повключениям, а лишь увеличивает продолжительность обработки и расходаргона, 40 П р и м е р . Способ опробован при выплавке стали 02 Х 18 Н 11 в 100- тонной лечи с лоследуюпщм вакуумным . Обезуглероживанием на установке ков шевого вакуумирования УЗС. После установки ковша с расплавом в вакуумную камеру включали насосы н Одновременно начинали продувку металла аргоном через пробку, установленную в днище ковша, Разряжение в вакуумной камере составляло по ходу процесса 20-80 мм рт.ст. (повышалось давление при продувке кислородом), интенсивность подачи аргона 1 уОфф 1 у 5 нм /ч т.Э При выдержке в течение 8 ьжн под вакуумом металл интенсивно кипел,. проходило вакуумное раскисление его углеродом, В момент окончания угле" родного кипения в металл ввели нитридообразующие компоненты: алюминия1 кг/т и титан - 0,5 кг/т, а на металл - флюс, содержащий СаО и Саув количестве 4 кг/т,Во время введения этих добавок интенсивность подачи аргона увеличивали до 2,5 нм /ч т,После чего опустили кислородную фурму и начали продувку металла кислородом с интенсивностью 2500 нм /ч т.Аргон в этот период подавали с интенсивностью 1,3 нм /ч т, Лостигнув требуемой концентрации углерода (0,015 )продувку кислородом прекратили, ввели раскислители - ферросилиций(6 кг/т) и алнчиний (1,5 кг/т) и втечение 5 мин перемешивали расплаваргоном с интенсивностью 1,5 нмз/ч т.Затем подачу аргона снизили до0,35 нм /чт.и продували с таким рас"эходом еще 6 мин.В результате проведения плавки поуказанной технологии получали стальс содержанием азота 0,010 при исходном содержании азота 0,031 , углерода 0,015 ., неметаллических включений 1,5 включения 5 балла на площади О см .Результаты других опытов, проведенных по предлагаемому способу испособу-прототипу, представлены втаблице,Как видно из таблицы, предлагаемыйспособ позволяет получить по сравнению с прототипом сталь более высокого качества, с содержанием азота ме-,нее 0,01 и меньшим количеством неметаллических включений, потребностьв которой испытывают химическая иазотная промышленность, атомная энергетика.формула изобретенияСпособ получения низкоуглеродистой нержавеющей стали, включающий расплавление шихты в печи, бесшлаковый выпуск расплава в ковш, обезуглероживание кислородом под вакуумом при про дувке аргоном, введение иитридообразующих элементов и флюса с повышением интенсивности продувки аргоном в пе риод их введения и раскислвние, О т " л и ч а ю щ и й с я тем, что, с1 целью повышения качества металла за счет снижения содержания азота и не- металлических включений, расплав пос13993536обезуглероживание и раскисление, азатем в течение 4-8 мин осуществляютпродувку аргоном при расходе О 2 зО 5 оч /ч на 1 т расплава. ле выпуска в ковш выдерживают 61 О мин под вакуумом, вводят нитридообразующие элементы, флюс в количестве 2-5 кг на 1 т расплава, проводят 16 2,3 3 2 1,4 3,Составитель А,МинаевТехред МДидык Корректор О,Кравцов актар НКиштулинец . За 3 аз 2643/29ВНИИПИ Госудпо делам и113035, Москва,Тираж 5.45рственного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. исно ственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Фои н 311 В 77 В 035 0,20 0,50 0,60 25 29 181,7 . 1,5 1,6 15 14 15 1,4 1,5 1,4 заметно возросло лолллестэо алака Продолалтелвлоств оклсллтелвлой про. дувал велчнласв на 103