Технология выплавки высокомарганцевой стали 45Г17Ю3 в современных электропечах

1. Сырьевые материалы электроплавки стали и их подготовка. При производстве высокомарганцевой стали к сырьевым материалам предъявляют особые требования. Основными материалами для производства электростали являются стальной лом, губчатое железо, легированные металлоотходы, мягкое железо, передельный чугун, шлакообразующие, окислители, легирующие, раскислители и науглероживатели. По химическому составу углеродистый металлолом для электроплавки стали не должен быть загрязнен мышьяком, серой, фосфором, цветными металлами. Содержание фосфора не должно превышать 0,05 %. Металлолом не должен быть слишком окисленным, так как продукты коррозии содержат значительное количество водорода. Лом должен быть рассортирован по группам в соответствии с химическим составом заданной марки по ГОСТ 2787-75. Необходимо контролировать наличие сертификатов на металлический углеродистый лом перед его употреблением. По габаритам лом не должен быть весь легковесным. Вся шихта, назначенная для очередной плавки, должна вмещаться в рабочее пространство печи. Малая насыпная плотность металлического лома потребует включения печи с полной садкой и после частичного расплавления добавлять шихту, что вызовет увеличение продолжительности периода плавления. Легковесный лом, в том числе стружка, должен поставляться для электроплавки прессованным в пакеты. Присутствие в шихте кусков, масса которых превышает 1/50 вместимости печи, также увеличивает продолжительность периода плавления и способствует более интенсивному износу футеровки стен и свода.

Железо прямого восстановления - губчатое железо должно иметь высокую степень восстановления 92 % с содержанием общего железа 92%

Легированные отходы высокомарганцевой стали должны соответствовать заданной марке, находиться в рассортированном состоянии. Применение в шихте смешанных легированных отходов не допускается, так как создает трудности в технологии плавки и может привести к браку готовых, металлоизделий.

Для улучшения условий десульфурации и дефосфорации целесообразно применение в качестве металлошихты, добавляемой, например, к легированным отходам, мягкого железа, выплавленного по заказу в мартеновской печи и поставляемого для электропечи в виде слитков малой массы. Содержание фосфора в этом железе ограничивают верхним пределом 0,02 %. При необходимости использования передельного чугуна в металлошихте электроплавки стали следует иметь в виду прежде всего содержание в нем фосфора. С этой точки зрения допустимо использование высококачественного чугуна, содержащего 0,03%Р и 0,02%S.

Для образования шлака заданного состава в основной печи необходимо применение известняка или обожженной извести, плавикового шпата, измельченного шамота и других шлакообразующих материалов - заменителях, плавикового шпата. По качеству известняк должен соответствовать техническим условиям, находиться в дробленом состоянии и прокаленном виде для удаления влаги. Содержание кальцита в известняке должно быть 97 %, а содержание серы 0,05 %. Обожжённая известь должна содержать 92 % СаО, содержание серы не должно превышать 0,1 %. Не допускается применение извести, находившейся после обжига на хранении в негерметичных контейнерах.

Содержание флюорита в плавиковом шпате должно быть не ниже 85 %.Измельченный шамот по составу подлежит контролю, стандартное содержание в нем (ГОСТ 5040-78) главных компонентов должно быть следующим: 60 % SiO2, 35% Al2O3. Железная руда, применяемая в качестве окислителя, должна содержать 84% Fe2O3, 0,2% P и 0,05% S. Размеры кусков должны находиться в пределах 40-150 мм с минимальным количеством мелочи и отсутствием пылеобразных фракций.

При использовании в шихте агломерата вместо железной руды необходимо контролировать его состав и физические свойства.

Плотность его не должна быть ниже 2,8 г/см3, содержание железа ~35 %, основность ~5. Применение окалины с содержанием >96 % Fe204 желательно однако в нем недопустимо содержание фосфора >0,04 %, серы> 0,02 %.

Для раскисления жидкой стали применяемые ферросилиций ФС74 с содержанием влаги 0,3 %, ферромарганец ФМн78А фракции 20 - 150 мм, прокаленный до 400 - 600 ОС, алюминий должны поставщиками сопровождаться соответствующими сертификатами; это относится также к ферротитану ФТи20,ФТи35 (ГОСТ 4761-80), силикомарганцу и другим раскислителям, если их применяют для раскисления стали 45Г17Ю3.

Для науглероживания металла пригодны электродная стружка и кокс, для раскисления шлака - молотый кокс. Наиболее хорошим науглероживателем является электродная стружка с небольшим содержанием серы. К легирующим материалам предъявляют следующие требования:

1) эти материалы должны иметь высокое содержание легирующего элемента для снижения затрат тепла на расплавление добавляемого ферросплава;

2) размер кусков должен быть ограниченным, так как присутствие крупных кусков ферросплавов затрудняет их использование и способствует перерасходу дорогостоящего материала. Сплав должен быть очищен от шлака, и не содержать больших количеств неметаллических включений, а также вредных примесей.

Кроме ферромарганца ферросплавная промышленность производит также силикомарганец. Состав сплавов представлен в таблице 1. Как видно из таблицы 1 из всех марганецсодержащих ферросплавов наименьшее содержание фосфора имеют высокоуглеродистые ФМн78А и ФМн75АС6 в которых 0,05 % Р.

Во всех остальных сплавах содержание фосфора находится в пределах от 0,1 до 0,6 %, т.е. довольномного, и их использование для легирования стали 45Г17Ю3 нежелательно.

Таблица №1.