Способ легирования стали азотом

 

СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ АЗОТОМ, включающий продувку металлического расплава газообразным азотом под слоем шлака, отличающийс я тем, что с целью сокращения удельного расхода азота и повышения производительности , в процессе продув-/ ки на поверхность шлака подают раскислители фракцией 0,01-5,0 мм в количестве 1-100 кг на 1 т шлака и поддерживают наличие раскислителей на поверхности шлака в течение всего времени продувки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) А (Д1) С 21 С 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕ П.:НИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ (21) 3548186/22-02 (22) 07 ° 02.83 (46) 23. 10.84. Бюл. N - 39 (72) В.Н.Радченко, А.Г.Пономаренко, А.Я.Наконечный, Т.Б.Рудненко, В.М.Рябцев и А.Д.Рябцев (71) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 669.045(088.8) (56) 1. Каблуковский А.Ф. и др. Элек" троплавка стали в крупных печах. N,, "Металлургия", 1979, с. 174.

2. Авторское свидетельство СССР

У 461129, кл. С 2t С 7/00, 1975. (54) (57) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ

АЗОТОМ, включающий продувку металлического расплава газообразным азотом под слоем шлака, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью сокращения удель ного расхода азота и повышения производительности, в процессе продув-, ки на поверхность шлака подают раскислители фракцией 0,01-5,0 мм в ко" личестве 1-100 кг на 1 т шлака и поддерживают наличие раскислителей на поверхности шлака в течение всего времени продувки.

1.20022

35

1 1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей и сплавов, легированных азотом.

Известен способ получения высокоаэотистой стали, заключающийся в продувке расплава в ковше газообразным азотом j1) .

Недостатком такого способа является повышенный удельный расход азота и относительно высокая длитель.— . ность обработки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения азотированных сплавов с продувкой расплавленного металла азотом под слоем шлака при соотношении шлака к металлу (1,5-2,8):1,0 (2)

Недостатком известного способа является также повышенный удельный расход азота. Большое количество шлака значительно снижает производительнесть процесса и существенно не улучшает азотирования. Для нормальной продувки необходим большой перегрев металла и наличие больших po объему ковшей.

Целью изобретения является сокращение удельного расхода азота и повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, . что по способу легирования стали азо. том, включающему продувку металлического расплава газообразным азотом под слоем шлака, в процессе продувки на поверхность шлака подают рас- кислители фракцией 0,.01-5,0 мм в количестве 1-100 кг на 1 т шлака и поддерживают наличие раскислителей на поверхности шлака в течение всего времени продувки.

При раскислении шлака использовать раскислители фракцией менее

0,01 мм нецелесообразно, так как будет их повышенный унос, а развитая поверхность будет вносить определенное количество окислов, что приведет к значительному перерасходу раскислителей, Фракцию свыше 5,С мм также нецелесообразно использовать, так как в этом случае раскислители могут, полностью не прореагировав, по пасть в металл. Можно использовать раскислители любого размера, но плотность их должна быть меньше плотности шлака, тогда они будут плавать в жидком шлаке и постепенно его раскислять.

При легировании азотом по предлагаемой технологии нет необходимости в наведении дополнительного шлака. Количество шлака, обычно имеющегося в сталеразливочном ковше после выпуска, достаточно для азотирования стали.

Окисленность шлака в зависимости от технологии плавки и выплавляемого металла колеблется в широких пределах. Для раскисления шлака можно. использовать раскислители с различным сродством к кислороду (углерод, алюминий и др.) В связи с этим, расход раскислителей выбран в количестве 1-100 кг на тонну шлака. При расходе менее 1 кг раскислителей на 1 т шпака нельзя получить необходимого эффекта, а использовать более 100 кг раскислителей íà i т шлака также нецелесообразно, так как это приведет к перерасходу раскислителей °

Пример . Выплавку аэотсодержащей стали марки 03Г4АФ (содержание азота 0,015-0,025%) проводят в 60килограммовой основной индукционной печи. Легирование стали до кондиционного состава, за исключением азота, проводят в печи, а затем металл вместе со шлаком сливают в ковш и начинают продувку азотом. В ряде слу t чаев в ковш добавляют предварительно расплавленный шпак или твердые шлакообразующие добавки. Результаты опыт ных плавок приведены в таблице. Плавку 1 проводят по известной техноло1гии, остальные плавки проводят по предлагаемому способу. Ha плавках 1, 11 и 12 состав шлака следующий, Е: .СаО 55, А1,0, 25, БЮ, 10, HgO 10, на плавках 2-10 СаО 20, SiO, 20, FeO

2, ИаО 15, А1,0 15, CaF, 28, на плав. ках 13-15 СаО 30, Я О 15, FeO 30, A1т0з 5, ЖО 8, И80 12.

1120022

Количество раскис лителя, кг/т шлака аскисли-

Расход азота, л

Дли тел ьность продувки мин зот в

Отношение шлака к ме таллу

Плавка ракция раскисителя, мм еталле, 7. тель

120

1,5:1

0,1

5,0

0 01:1 . Al

0,1 !

5,0

0,1:1

60

0,1

5,0

0,2:1

5,0

0,05: 1 Al

5,0

0 05:1 Al

0,05:1

7,0

7,0

0,05:1

0 05:1

7,0

0,05:1 Графит

4,0

0,5

0,05:1

1,0

0,05: 1 А1

50,0

0,05: 1

0 05:1

0,05:1

Графит

100,0

120,0

I раскислителя оказался повышенным, так как и при меньшем его количестве на том же шлаке можно получить положительный эффект.

Таким образом, предлагаемая технология по сравнению с известной сокращает время продувки, уменьшает удельный расход азота и повышает производительность.

По предлагаемой технологии на каждой тонне азотированной. стали экономится 1 м азота.

Зкономический эффект только от экономии азота при производстве

1000Ñ0 т азотированной стали в год составит 18000 руб. рцщщц Заказ 7694/21 Тираж 539 Подписное

Енлнал ППП танатент, г.укгород, ул.йроектная, 4

Как видно из таблицы, при выплавке по известной технологии расход азота больше в 2 раза и длительность продувки также больше в 2 раза. На плавке 5 с очень мелкой фракцией раскислителя не-наблюдается эффекта 45 азотирования, а большие куски на плавке 9 раскисляют металл и также не способствуют его азотированию.

На плавках 10 и 13 используют в ка- честве раскислителя графит с пйотнос; 50 тью меньшей, чем у жидкого шлака (куски графита в поперечнике дохо- дят до 25 мм) . На плавке 11 из-за малого расхода раскислителя получить повышение содержания азота в металле не удалось. На плавке 15 расход

О, 005 60

0,01 60 2,5 60

5,0 60

7,5 60

5-25 60

0,1 60

0,1 60

5-25 60

2,5 60

2,5 60

0,020

О, 021

О, 022

О, 022

0,006

С,020

0,020

О, 021

О,ОС6

0,02

0,008

О, 022, 0 021

0,022

О, 021