Способ раскисления стали

 

t. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, включакиций присадку в ковш вначале алкмшния, затем ферросплавов и титансодержащих материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств, увеличения степени усвоения легирующих элементов и уменьшения брака по дефектам, раскиление стали алюминием производят в количестве 0,6-1,0 кг/т, а титансодержащие материалы присаживают из расчета получения в металле титана в количестве, превьш1ающем его стехиометрическое соотношение с азотом на 0,003-0,023%. 2. Способ по п. 1, отличающий , с я 1ем, что количество алюминия в указанном интервале устанавли- t вают в зависимости от содержания (Л углерода в стали из соотношения А1 1..1%С. :

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUN

РЕСПУБЛИК

3151ь С 21 С 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ДРБ"

":);) :

) (21) 3364327/22-02 (22) 16. 12.81 (46) 30. 11.84. Бюл. N - 44 (72) Ю.Г. Ярославцев, А.Е. Сочнев, П.И. Крупман, А.В. Печерица, А.А. Беляков, Ю.И. Гладилин, В.В. Иесвест и П.И. Маджар (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (53) 669.014(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство, СССР

У 607846, кл. С 21 С 7/06,. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 572506, кл. С 21 С 7/Об, 1976. (54)(57) t. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, включакш1ий присадку в ковш вначале алюминия, затем ферросплавов и титан„„SU„„1126613 A содержащих материалов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств, увеличения степени усвоения легирующих элементов и уменьшения брака по дефектам, раскиление стали алюминием производят в количестве 0,6-1,0 кг/т, а титансодержащие материалы присаживают из расчета получения в металле титана в количестве, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом на 0,003-0,0237.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й, с я -чем, что количество алюминия в указанном интервале устанавлиФ вают в зависимости от содержания углерода в стали из соотношения А1 — 1. 1-1. 1ХС.

1126613

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к технологии раскисления стали.

Известен способ раскиеления углеродистой стали (содержание углерода 5

0,45-0,80%), включающий раскисление в печи марганецсодержащими ферросплавами, а в ковше кремнием и алюминием в количестве 0,06-0,13 кг/т стали (1g .

Однако получаемая при этом трубная заготовка имеет высокий брак по дефектам поверхности, макро- и микроструктуре.

Характерной особенностью производства стали s современных сталепла- 15 вильных агрегатах (мартеновская печь, двухванный сталеплавильный агрегат, кислородный конвертер) является интенсификация ее выплавки эа счет использования кислорода, в результате 20 чего печной шпак имеет высокую степень окисленности. Например, содержание окислов железа в современных мартеновских и конвертерных шлаках достигает 15-25Х. 25

При выпуске стали в ковш попадает большое количество окисленного шлака. Поэтому введение алюминия после присадки ферросплавов ввиду значительнбй разницы плотности алюминия и 30 стали (удельный вес алюминия 2 8 г/см1, а стали — 7,0 г/см ) сопровождается его запутыванием в шлаке.

В таких условиях основная масса алюминия, взаимодействуя с окислами железа, сгорает в шлаке, часть его . соединяется с кислородом металла,образуя скопление включений глинозема и лишь незначительное его количество переходит в раствор с металлом.

На остаточное содержание в стали алюминия наряду с окисленностью влияет также количество попадающего в ковш шлака, который зависит от организации выпуска плавки, например величи- 45 ны выпускного отверстия.

Таким образом, при введенйи алюминия в металл после присадки в ковш ферросплавов степень его усвоения составляет для сталей с различным содержанием углерода 12-18%, а его концентрация колеблется в широких пре делах 0,006-0,021%.

Большое колебаиие окисленности ме-5 талла приводит также к неравномерному угару и распределению легирующих элементов в объеме металла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ раскисления стали, включающий присадку в ковш вначале алюминия, затеи ферросплавов и титансодержащих материалов j2) .

Раскисление стали алюминием в первую очередь (перед присадкой ферросплавов) и последующее микролегирование стали титаном позволяет несколько улучшить качественные показатели стали, вместе с тем, степень усвоения легирующих и микролегирующих элементов в данном случае невысокая.

Высокий угар легирующих н микролегирующих добавок обусловлен тем, что при раскислении стали алюминием в количестве 0,3-0,52 кг/т, она получается недораскисленной, в результате чего наблюдается повышенный угар ферросплавов..Например, степень усвоения титана в данном случае составляет всего лишь 3-35%.

Содержание в металле титана 0,002-

0,017Х позволяет нейтрализовать 0,0050,0048% азота.

Фактическое содержание азота в мартеновской и конвертерной стали составляет 0,005-0,007%. Для связывания этого количества азота по стехиометрии потребуется 0,019-9,027Х титана °

Поэтому содержание титана в стали по известному способу не обеспечивает полного связывания азота и образует лишь некоторое количество нитридов титана, которые несколько измельчают зерно и частично увеличивают пластические свойства металла.

Вместе с тем, проведенные исследования показали, что наиболее эффективно титан влияет на свойства стали при его содержании 0,02-0,04%, причем содержание титана должно находиться в количестве, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом. В этом случае титан полностью связывает азот, некоторое количество титана образует карбиды, а оставшаяся его часть образует с металлом твердый раствор замещения..При этом происходит увеличение механических свойств стали, повышается их стабильность и уменьшается брак по дефектам.

Целью изобретения является повышение стабильности механических

3 1126 свойств, увеличение степени усвоения легирующих элементов и уменьшение брака по дефектам.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу раскисления стали, включающему присадку в ковш в начале алюминия, затем ферросплавов и титансодержащих материалов, раскисление стали алюминием произво; дят в количестве 0,6-1,0 кг/т, а .10 титансодержащие материалы присаживают из расчета получения в металле титана в количестве, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом на 0,003-0,023Х. 15

Количество алюминия в указанном интервале устанавливают в зависимости от содержания углерода в стали из соотношения А1 = 1,1-1,1ХС.

При содержании титана в стали s Ю количестве, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом,.он выступает еще и как десульфуратор.

Таким образом, микролегирование стали титаном но предлагаемому спо- 2S собу способствует уменьшению размера ерна и позволяет получить более рав, новесную структуру стали, при этом пластичные сульфиды, располагающиеся как правило, по границам зерен, моди- б. фицируются в комплексные твердые сульфиды, что устраняет зависимость свойств

613 4 трушиной .заготовки от направления нрокатки и существенно повышает стабильность механических свойств.

Пример. При наполнении ме-. таллом 1/6 объема ковша в него присаФивают алюминий в количестве 0 61,0 кг/т, определяемом иэ соотношения А1 1, 1-1, 1ХС в зависимости от содержания углерода, затеи после наполнения 1/3 объема ковша в него начинают присаживать ферросплавы в количестве, обеспечивающем получение в стали заданных содержаний кремния,марганца, хрома и других элементов.

Титансодержащие материалы вводят в ковш в последнюю очередь в колйчестве, обеспечивающем введение s металл титана, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом. Например, для стали с содержайием азота 0,0050,002Х содержание титана должно находиться в пределах 0,025-0,040Х.

Для этого .потребуется ввести в металл 0,4 кг/т отходов титана. Окончание ввода титансодержащих материалов должно заканчиваться не позже наполнения металлом 2/3 объема xosma.

Основные нормативь1 раскисления и . качественные показатели сталей, получаемых с использованием предлагаемого способа и способа — прототипа, приведены в таблице.

1126613

7> r л со сО ф л ао 1

Ю л сЪ

VD л

СО

« р а(л

И ОМ

Э Ial

Е О 1

С) ъ ссЪ л

О л л ссЪ л

О1 л с ) О л л а с ) о о. л а о о сч о

«» (Ъ о о л л о о

О в о лс с«Ъ ь а о

О О сч ch c c о о о о л л л а о о î о сч о о сч о о а A

o o О с Ъ о сч о о л а о о о о о о

L&"

l Э о л

О о сч о а о л о л о л о л ь сч ь а о л о а о о сч

О л о о с«с

О о

Э

3 «Il и 3 л с5

Е» о

Э

Щ О ыЪ л и ь О о ь

О ь о о л л а л о о о о

Ю

О

О а ь и

О о л о иЪ ь о л

О О ь

О л ь!

Э Ж о м

g

Э

М

Э а л л! а сЪ) Ъ

И (4 о g о р,о! б

О лс а л о ь и О1 М

Э Ф Я в 5

CO Ъ ю / а

00 л (р

ao )o л 1сч

-I о сч1о л

УЪ Л-. с Ъ

a а л а

О О1О О

:"11 о о а а о сЪ О О с Ъ О1 а л л о о о о О

О о, ф Э 4 сО ж н

Р М

kf о

I 1 о

I Э

I Р ! _#_

I М Э

aaI О

О R О л О a r oo

eV О сЧ О . сЪ

an сСЪ О ссЪ О О О с«Ъ О О с ) л л а а л л

О О О О О О а1и

1 с»с 1 о о}e со 1 о

О л л ь в

CV ь ь л л

<Ч

Сс1 CV

CO CO л л сО

Yl CcI

c» (e о, Ц

3;1

p 1

Ф и о о

Ж Е»

Х Io O И

I Е»

ccc1 о

Б6 о) с ь О л .л с

Р

О ф "Я

2 ы

I сс с сч j с»

1 I .1 I ф

Е»

3g о

4I

Сс

CI o с» а

I I

1 Ф 1

)t )o я)= л) <л

1 м о

Л

U р

ОЗ

Э

Э I

X,l

I>Ж I

1 — 1 с о}а

И I ь1л

Б1:

)Ь) О

2 С! Ъ

В1Б

Bl »

Б1а

И

Pj ccI Ю

1 cd

I L

l Ф

1 Э

I f

1 1

Э о

Id IC 1

1 Е! ! (1 V

I Еч й

I Fl

1. Э

0 1

V I о

Р I

Р I

1 Э I

1 8

1 1

Х 1

I a I

I ь

CV сО ) сО

О}л, 1»

I 1

1 . I ! Еи

1 Е» л

ы

«

1 ь л ь ь л ь л ь

Сс!

° с

v

С4 4

Е» Г-с

Л О с Ъ . с Ъ х ь ф1

АЙ}1

Э ) Э I 1 о л

ЕЕ 1О

Id

Р С4

CO ° f

E М л о ю

Е

Э О

С4 Е»

Х I сС

Ж I 1

Э Э

1: о

Э III IC I

О 1

7)) л 1

1126613 л-- } -- 00 ) )л л) р ч и оо ь с}а а}в асв } о

b о

Ch CO I ô

Э

1 М

1 и

I c5 !

I, Р

Э

I 3

D

I, I I

S4 I

Е:(1126613

Составитель С. Миронов

Техред Т.Маточка КорректоР O. Тигор

Редактор,Т. Веселова

Тираа 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но. делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8642/20

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Приведенные данные свидетельствуют о том, что пби использовании предлагаемого способа раскисления стали существенно увеличивается степень усвоения алюминия, титана и других ферросплавов по сравнению с известным способом (прототипом). Стабильность ,механических свойств стали, характе,ризуемая в 3-6 раз меньшим разбросом их значений, при использовании предлагаемого способа выше, чем известного.

Таким образом, при использовании

I предлагаемого способа раскисления стали достигается повышение стабильности механических свойств, увеличение степени усвоения легирующнх элементов и уменьшение брака по дефектам.