Способ выплавки высокомарганцевой стали

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к производству высокомарганцевой стали в электродуговых печах. Цель изобретения - повышение качества стали, стабилизация температуры металла по объему металлической ванны, сокращения продолжительности плавки и увеличение степени усвоения марганца. Производят заправку, завалку шихты, плавление, окислительный период, удаление окислительного шлака, наведение восстановительного шлака, раскисление металла и шлака, легирование марганцем и выпуск. Окислительный период проводят в две стадии. На первой окисляют углерод и фосфор до концентрации 0,05-0,11% и 0,008 - 0,015% соответственно , лоддерживая, при этом температуру металла в пределах

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15н 4 С 21 С 5/52

<"" Ñ.1È ÇÍÀß

13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

Ю

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3997735/23-02 (22) 30.12 ° 85 (46) 30.01.88. Бюл. У 4 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения и Производственное объединение "Сибтяжмаш" (72) С.М.Белокуров, В.В.Кривоносов, Ф.С.Раковский, В.M.Рапопорт, В,Н.Туринцев, Н.С.Курегешев и С,В.Ефимов (53) 669.187.24 (088.8) (56) Ладыженский Б.Н., Тупков В.П.

Выплавка стали в машиностроении. М,:

Металлургия, 1968, с.327.

Давыдов Н.Г.Высокомарганцевая сталь. М.: Металлургия, 1979, с.176. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОМАРГАНЦЕВОИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к производству высокомарганцевой стали в электродуговых печах. Цель изобретения - по„„Я0„„1370151 А1 вышение качества стали, стабилизация температуры металла по объему металлической ванны, сокращения продолжительности плавки и увеличение степени усвоения марганца. Производят заправку, завалку шихты, плавление, окислительный период, удаление окислительного шлака, наведение восстановительного шлака, раскисление металла и шлака, легирование марганцем и выпуск. Окислительный период проводят в две стадии. На первой окисляют углерод и фосфор до концентрации 0,05-0,117 и 0,008 - 0 0153 соответственно,;поддерживая, при этом температуру металла в пределах (1520 - 1540) С, затем удаляют шлак, после чего осуществляют вторую ста- . дию путем введения углеродистого ферромарганца в количестве (20 — 30) кг/т металла и шлакообразующей смеси, одновременно осуществляя нагрев металла до 1635-1675 С.

2 табл.

13701 >1

11<0()j)(- .тtl}(ilc ОГ((о ит ".! к . t j > р г(ш, }3 част!<Ост I (c про;(зво, 1; у нысокомарганце()ой стали }3 эл )ктродугоВЬ Х Г(СЧс1Х

Цель изобретения — пол((а 3(п}е ка<(с- ства стали, Г f FJá((J}èç 7ö)(>7 тсtll с,>птуры п() об! ему }за!(ны, cole(>c(!<(с гг)с про JOJ(жнтЕГ(3 НОСТИ ПЛ 1(3(Cf(fl УПС.»! (С)П(С г.теП(>чн ° $r C!3 0(>(II!rl ".>а > I 31!! ii., 1<

11j) 0>3сдГ!1(1 с 01;)lг н! Т < 1.. Iо! О ПC- 1 :iо;(1

СТ(>, ((i(((.Пг) i)«!С Ji . . . Г <;) .1 I!01jf(!1

Кrl <10 CТ J3 <1 МСТГIЛ. Iс!, t У, (j l(ПС И <>> $ j) Oi <1!Я

«

МСХПНИ"- ССICJ(:(. ()пой:тн J 1а (1 (ст С)тл.С(()С, (1<< ((<}Г. > 1:Н« т 1, Г ."

<

,: Jr<, тн !,1 >< p i В ), " С И

j>,lJ1>(0hfCj)1(0Ã0 НаГРСВ1 ..7<>Т,)ЯЛ)1 1 ОКИС.

)н те. Вш}й (! .,>иод !;<> Гс.ин р).гур,обеспе (ивак>(1(их В()со).у)о скор )стJ. j>(3cтво;;сшгя крупных прис»дон 3<. - ро)7,11)I (3!(ц(1, ;f3 Ð j(f ((OF((If(> СТ (>ПС }j)«У (}3<>с J i}f >t 11>1Р 1. 1НЦ ° за счсГ сии(сш!я окffc!T(3<, Ла Н (1(<)ансl а ((<К)КЕ 6<)Н()С. )) 11:3!!0 .101>

Tl 0)7> с i (! 1 ас((РОДсз)(. . i!115(T < > (! J> с! i в

1!! °

11» <)ег>30(; Стад}<1 t ) t . . "I

}1:.Г!1<.;.» Иосш! е 0< ту)))ес! (Лия<;1 р >iii: д - !><Э С< >Д;;ИИ .-(рJ)HI f Г> <(Ь(<,-«< < < т <,It G кс>1; i,"и:ср3! (, р - !.(с ал:.(а - 1э. i,.t

1 >40 (;, !ТО ИОЗВО <Я>>сr <;:i TT I 00rlL С J<3):3}«11 < Ог>И СИТp(UJf i )3 <1: .><" <, i Г<>

t G1i< г т(3 It, if < .>)r (П(«;Н<> С>«;> .(<1 Гг, > <)

:iC. 1 }(J!.<1;(((C!Cii;r Р 1,1;r «. >; 1;; .«; r)-;«-— чс-Ic т:; J)fcJfjt "е()ий „г(о«т;<;-л(знис 1 „ jf 1 " (; 3> <(, У Г. 7 . в <Э, . П )3 7 }СТОЛ}t.> "-70)! « .(. (. U>А (вii3 r )1 > C",i>,"..—,}(((сиз((«.;1 1,- !ltсf(>1 <>I(ll (" лсш(ости Ipт >1)(1 и в(пака чгt> при) GФ .)i)

Дит К D03PO>сrl аНГП<) СОДЕР;!(В«}(Я ОК(ИДныгх нсметал:)ических в(„г(((>чен((1!. 11(>луп > <; 1 Е т(Г < Ц «.; (; >," 1< И ; (,<, « « ><,-, -... 1< >,;(> (;, -< г! Е менее (),()t)<1 - cO:Jp>7æc JjÎ JIF>ci>cl

П И С: l,. !G!! 0 Л 1 В! ) Г J) F> (j O Г 0 С Т а< >3 > JJ, 1 (3 < t Jf 5 f f 0 ,) Г го а регата „д-уГ(лекс.-!Ij>oi<0cc) и увс-и <(, ИИ<->1 Обт<.— и Про O;(,:(;< ã,<) r,!r;.> "(Ef (ьlс1131(и ° 11ри )(Онцентт! сс«till >«гз(<> )Одсl сГзыг е (), 1 1. . yj>OI)(15f ок (; tc".i!n J(i;icта))ла 1: шлака недостаточ !О дз я про}зе- „ бО дения глубокой дефосг>a!i(i!(и значс}!и}!

1(0! 1: C . 111 р аl(ии (1)0 с(1>ор а В ic0! (f(« О ки сли тел}.ного периода превыпак>т 0,015К, ч1о в сго}п очередь ведет к увел !чешпп егG концентрацзш в I отовой стали >, > а С}(С<та)<(}те>1! ИО, И К УХУД!ПС!НПО Меканических свой< тв. Температура металла 13 кон!)с первой стадш Окисл}ггегльного периода (1520-1>40) 0 выбрана

>< 3 УГ (, «(г< !Уtfit;<- if .J< t 1>11>(l«if 1(РИ (смГ}сратуГ>е менее I э. < (: .!егал;i не(г статочно нагрет и I!T>1!(ей ,)Р(lt }Д;с У, I<" j>") 71«cl г>! .(i, o >j>Gtf»PI" аи-да и J)cl;e;(0 (331! <1 э;Ого при дополни : Г I i > í G. 01:. 31-. . i t 1!

i1;> Оно 3>,« гит Г, (!>! i i i I! 11 p< () > г, > Г !rг> < ), т<Е)(ИЧ<>Н)!!«> Гтр<1; .<<.j(jf f WI(>((OCT((< ", ат« (<1, 1;ри t }p< )"; >Г ..«! iс,<Л ча бО.".<>" 1 .3 ° i „ .. уку t»1 С < . t 31<< };i:т «1(i)Ë<1>

Ij0.. ><>с1 ° . > .." «.*- - .i i: -> ((1<. и >го 000>«, 1iQ}litil:(и,1>о< <1:.>1>}>, лнл> ел Обя >ПТ, 1! Нр т Ir > <гГ (<>"

i.1 >i с!11! я п1)оц(c t.» j сt)ic i <1!.Jj> с<ции >

>, > P01 r " )rf .<)(-":1,> <7 I > . i а, t C>Û! . > СЯЬШ); С 7СР !О;тга !<Р:3 (:.<,f() УГЛЕРОДИС :

I <> г) г) -I >"-, .7 > ..гг,;«» «,О . ;« ;< (-I J<(>

:"> — 30 т,« . ; . <. }л >а, н <;г><1 « Оцср;;,-)il! (t",Г-!С j;.,<О<) ЧГTI",тг)й ОКИС

tiIt1! О(. Г>f I C>! l >ii,, : r >!.l!> <3 с > (! }I Г ОИСИЛИО(>

Ок<«::с(1; с г.1<0}i)lt. >го «;, (, > га, за («>< 1:)Т .>1 О ITP C!i! (}101(!(2 Ii. < i .t it }Пивсl)П(<. . П СЗ !3 i J T:1 Е 1,: »> т >< Т С т В С Н

1(> Cr C 51!r<= СТГ<И Т l> Г 11(. j!i.ii! И 1) r>ВНО МЕР

<. н Г<Г:т><) 7(1 )(От )<3 ii< ic .Гкого

; г> (.. п<,,"тур 1(>. j .-> — 1() /Э< (,, >сj> < ГИ Гl iij)0 rc)!7! !! > i>.ii i< 1 Г>КИС

i! J .> iii «1! . I C«,: r:,: I .3 )3()}fili)

7: i Г l < < i -ll, t ii>i. iи j, 7,« -.)С)!}(Ос > Ь < Г J < I (» .; ) I it J f ) > r I < 0 1 j <-> hJC < »>7 r!J (<.f (5 C i j а ., Г:7:; <. с:- I>pif этом .<.Ñiji7j1 ii, >(QiT r> tr I! 1 < I .Г ", >t

ГГ>,,,ii> t< t .i, <>, < . ", т,;, ;),г р р о,> аp—

; i.",,!)t.0O tJР. 7 < I; !rit ! . <) ():>Tt> < СОСТ<>3("

, ! ii:> ii3)3(> Г (11, !! < >3(i I 1 (,. И ПЛани ,.;; °, I c f; П>)Т;, l< !! < 1<(j «--, 0 КГ г г, .i j t.-.;l» (< l,.>- .jJ !!Г,«т <; t;J!3 C<>OТ3 И < .. ") I t ":.i«(< бв>г Т:. рому э<3)»к <>Г>б)>а.)c>3311}(и)<>. !!3)и при Га (ке

";Iep07(fc1 o) о <1, р ."-(аргliitrii менее

0 ici, т (!Стаз<71 ли центр:t!Tli, 1 !ii)ДО(1 3 t О;131Я 0CЛС!3t >l!(", 1! i lf >i<<>J Г . ",Ji Jl(. НИЯ углср >да . о (н), )бесti< ч<)иан)!(его бы". рый! и раш}эмсрн},и) по:G<.,ú .му нагрев

<т г -г",(;,,< > i «;, р,ji >р(< . »1;, С СНИ;с<С!(ИЕ С (:tfi(!Jrt О j(CJ)(((}JOCTE(,; ЛЛа И, <,. Г> .::Г> ГС>"«с" Н > КОНЦЕНтр»((ии немета.)<ил< i.i!.". Вк:н )енин. 15 с !учзс расхода, ррг г. ар.; аш(а более

«

>(! КГ, Т . >Ста.l:i!1 1,» .и<.. ;(>J«t7 ЗЯХОЛаЖИ

>г)1<и(3 }>a)I(((!, с;. и)» 7 ся .::Орость ее

jfti t)(ir i и > i"..3.(, IО <, T < ë < ii(., (зслич<(н» стг:и длительност- !i.); вк) . 11ри темперот у!>ге мст а r JJ!}i ч() . <>1. т< )31i ВО }3тО

Рой Còi)Ä(Ø и!<3(СЛJI T<. }.1<,; ПСРИG IB ..спсс 1б 3э (", llj)c!ii(х<>; };" OJJJTO((ffîe

j!(ic7}3GpQI3(tE> (1>(>j j oh!CiT) г )i!i! ). чтÎ Ведет

13701 к его неравномерному распределению по объему ванны и снижению степени усвоения марганца. В случае температуры металла свыше 1675 С наступает перегрев готовой стали на выпуске, что приводит к унеличению неисправимого брака литья по транскристаллизации.

Для обоснования предлагаемых тех»»олог»»неских режимов и операций были пронеде»»ъ» »»ромышленные планки по известному и предлагаемому способам с граничными, средними и отличающим»»сл от граничных значениями технологических параметров (табл.! и 2).

15

Выплавка стали по предлагаемому способу позволяет по сравнению с известным (табл.1) повысить качество выплавляемого металла за счет сниже»»ия содержания фо сфора на 1 1 — 22, неметаллических включений 35 — 48, брака ло транскристаллиэации 8,2—

9,2% соответственно улучшить показатели механических свойств: ударная вязкость при 20 С возрастает на

25 ность окислительного и восстановительного периодов плавки на 0,03—

0,11 ч и 0,0d — 0,25 ч соответственно; увеличить степень усвоения марганца на 2,5 — 4,0 .; стабилизировать температуру металла по объему ванны, о чем свидетельствуют меньшие значения перепада температуры металла в печи и ковше, который составляет для известного 90 С, для предлагаемого

40 — 45 С (табл.2).

В случае проведения плавки, когда нсе технологические параметры предлагаемого способа выплавки стали ниже нижнего граничного предела

28 — 47Е, при -60 С на 41 - 68, значе»п»я твердости находятся н пределах

165 — 176 1-!В; сократить продолжитель- д0

51 4 (табл. 1 ), увеличивается содержание неметаллических включений, брак по транскристаллиэации, ухудшаются показатели механических свойств стали, нозрастает длительность окислительного и восстановительного периодов плавки, снижается степень усвоения марганца металлом (табл.2).

При значениях технологических параметров плавки, превышающих предлагаемые верхние граничные пределы (табл.1), увеличиваются содержание фосфора н готовой стали и брак по транскристаллизации, ухудшаются показатели механических свойств стали, а также степень усвоения марганца металлом (табл.2). формулаизобретения

Способ выплавки высокомарганценой стали, включающий заправку, эавалку, плавление, окислительный период, удаление окислительного шлака, наведение шлака восстановительного периода, раскисление металла и шлака, легирование марганцем и выпуск, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества стали, стабилизации температуры по объему ванны, сокращения продолжительности плавки и увеличения степени усвоения марганца, окислительный период проводят в две стадии: на первой осуществляют дефосфорацию и обеэуглероживание металла при !520-1540 С до концентраций углерода 0,05-0,11 . и фосфора 0,008-0,015% затем удаляют окислительный шлак, после чего проводят вторую стадию, в которой вводят углеродистый ферромарганец в количестве 20-30 кг/т металла и шлакообраэующие материалы, а металл нагревают до 1635-1675 С.

1370151 а б л и ц а l

Расход

РеМп

ТемпеТемпература меКонцентрация элементов перед удалением окислительного шлака, %

Плавка!!т ратура металла в окис лительный петалла на первой стадии окислина второй стаФосфор

Углерод риод, кг/т, металла дии окислительтельного ного периода, С периода, о

Из вестная 1

1560

0,020

0,17

Предлагаемая 2

1635

1520

0,008

0,012

0,015

0,007

0,0!7

0,05

1655

1530

0,08

1675

1540

0,11

1615

1510

0,04

1685

l550

0,13

Таелнца2

Некесесческне сколе! еа нарссант

Орак ло

Неметаллические

Степень

Температура не талла, О

Оодс.рвеннс. фосфора е готовон с та:гн,Х сфснтельность ссериоца стели сьс ее кн, ч усеоеннл марганца

2 крнстал" лссвеннн, Т вклсчче ннл, Т кс V Двlсм Твердость

20 О!.> 60 О (1!Ь! окнслн- восста ! тельного новнтельHO 9

s печи в ковка

0,0124 О,ОУО

U 0080 О 070

О ° 0064 0,072

0,0070 U,GSU

О,UIIU 0,078

U,ООс1О 0,090

1 20 ° 3

2 26,1

11,2

U,58

12,4

194

0,75

93,0

1 540

1450!

5,8

176

0,67

4,2

0,55

95с5

1510

14 70

i500

3 299

IS,8

0,47

3,2

165

0,50

97,0

1460

4 27,5

5 21,4

6 22, 16,2

3,4

U,47

I7О

0 50

96,0

1525

1480!

82!

2,!

l5-5

О ° 58

О ° 75

93,0

1 480

09SU

I1,3

I 8 5

0,62

1 480

Ó3,U

I ) JU

Составитель К. Григорович

Техред М. Ходанич

Корректор Л.Патай

Редактор МьНедолуженко

Заказ 374/24

Тираж 544

HHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4