Способ легирования и модифицирования основной стали

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству качественных ванадийсодержащих сталей в основных мартеновских печах для получения отливок и кузнечных заготовок. При легировании стали легирующие или их смеси присаживают на дно ковша при соотношении ЩЗМ к ванадию, равном 0,17-0,33, а шлак выпускают на металл через 3-5 мин по окончании выпуска. За счет поддержания указанного соотношения ЩЗМ к ванадию и последовательного выпуска металла, а затем шпака в 4 раза сокращается угар ванадия из легир тощего сплава, на 10-20% повышается пластичность стали при теьшературе ковки, 2 табл. (С СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ÄÄSUÄ 1420030 (51)4 С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1й,.

ЕЖБЛКб ",";

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 41 09960/23-02 (22) 11.08.86 (46) 30.08.88. Бюл. Р 32 (71) Производственное объединение

"Уралмаш" (72) В.Ю.Дешин, З.И.Итин,В.H.Захаров, В.P.Ïîíîìàðåâ, Г.E.Îáîäÿíèê, С.Т.Черешков, Ф,С.Раковский и В.И.Козинец (53) 669, 187 ° 25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

f1 1073/92, кл. С 21 С 5/52, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 1090727, кл. С 21 С 5/52, 1983.

Технологическая инструкция по выплавке стали в мартеновских печах.

У М 1/85, УЗТМ, 1985. (54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ ОСНОВНОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству качественных ванадийсодержащих сталей в основных мартеновских печах для получения отливок и кузнечных заготовок. При легировании стали легирующие или их смеси присаживают на дно ковша при соотношении ЩЗМ к ванадию, равном 0,17-0,33, а шлак выпускают на металл через 3-5 мин по окончании выпуска. За счет поддержания указанного соотношения ЩЗМ к ванадию и последовательного выпуска металла, а затем шлака в 4 раза со- а кращается угар ванадия из легирующего сплава, на 10-207 повышается пластичность стали при температуре ковки.

2 табл.

1420030

Изобретение относи гся к черной металлургии, а конкретнее к производству качественных ванадийсодержащих сталей в основных мартеновских печах

5 для получения отливок и кузнечных заготовок.

Цель изобретения — снижение угара ванадия и улучшение пластичности стали при температуре ковки. 10

Уменьшение отношения ЩЗМ/V в лигатуре ниже 0,17 из-за недостаточного модифицирующего воздействия приводит к снижению степени деформации сдвига к моменту разрушения (характеризующую пластичность стали при температурах ковки). Снижает высокотемпературную пластичность и повышение содержа, . ния ЩЗМ в сплаве, т.е. увеличение

1 отношения ЩЗМ/7 ) 0,33. К охрупчиванию стали в данном случае приводит повьппенная остаточная концентрация кальция в ней.

Высокая степень усвоения ванадия и эффективность модифицирования дос- 25 тигаются технологией выпуска металла.

Как известно, мартеновские шлаки обладают высокой окислительной способ-! ностью, поэтому в ковше под слоем шлака наблюдается повышенный угар легирующих элементов, недостаточно эффективно модифицирование. Применение качающегося мартена позволяет производить выпуск металла без шлака.

Перед выпуском металла из специальных бункеров в ковш загружают расчет- 35 ное количество лигатуры, затем производят выпуск металла и выдерживают металл без шлака в течение 3-5 мин.

Меньшая выдержка недостаточна для полного растворения лигатуры, а большая приводит к переохлаждению металла. Затем, в ковш выпускают шлак, I который предохраняет сталь от быстрого охлаждения, и производят разливку металла в формы, либо в изложницы.

Опробование предложенного способа осуществлено в 45-тонной качающейся мартеновской печи при выплавке стали

24ХМ1Ф в сравнении с известным способом.

Применяют следующие легирующие материалы; феррованадий ФВ@38 по ТУ 145-90-78, ферросилиций ФС45 по ГОСТ

1415-78, ферромарганец ФМп70 по

ГОСТ 4755-80, силикомарганец СМп17 по ГОСТ 4756-77, ферромолибден ФМо60 по ГОСТ 4759-79, лигатура ФС40Вя по

ТУ 14-142-2-84. Химические составы основных сплавов даны в табл. 1.

По известному способу плавки ведут следующим образом.

После расплавления металла, окислительного периода и скачивания окислительного шлака производят предварительное раскисление металла присадками ферромарганца, силикомарганца и ферросилиция из расчета получения О, 1-0, 15Х кремния и О, 20-0, ЗОХ марганца. Ферромолибден присаживают в печь в период плавления шихты, ферро— хром — не позднее, чем за 30-45 мин до выпуска.

В ковш присаживают ферросилиций

ФС45, феррованадий ФВ838 и алюминий из расчета получения в металле О, 170,37Х кремния, 0,12-0,20Х ванадия, не более 0,045Х алюминия.

Печь наклоняют и производят выпуск металла и шлака, а затем производят разливку. Химический состав печного шлака следующий,7: СаО 38,5;

Ng0 16,0; AlgOg 9,6; Si0 z 18,8;

Fe0 16,4; V О 0,7.

Образец шлака взят из ковша перед разливкой.

По предлагаемому способу плавки ведут .таким образом.

Расплавление металла, окислительный период, предварительное раскисле«ние и легирование металла проводят так же, как и в известном способе.

На дно ковша вводят лигатуру типа

6C40Bg имеющую наиболее подходящее соотношение ЩЗМ/U, в расчетном по ванадию количестве и 350-500 г/т алюминия.

Печь наклоняют и производят выпуск металла, а шпак оставляют в печи. Выдерживают металл в ковше без окислительного шлака в течение 3-5 мин, при этом происходит полное растворение лигатуры с минимальным угаром ванадия. Наличие ШЗМ в указанном соотношении с ванадием позволяет провести оптимальную модифицирующую обработку металла с целью улучшения формы неметаллических включений. Под слоем шлака с высоким содержанием оксидов железа модифицирование практически невозможно.

После выдержки металла печь снова наклоняют и выпускают шлак в ковш для предотвращения быстрого охлаждения металла. Выдерживают металл под слоем шлака и производят разливку.

1420030

Т а б л и ц а 1

Ферросплав

Химический состав

Отношение

ЩЗМ/М

S i V Ca+Mg

60

43 6

40 7,5

37 9

Ов17

Лигатура

Лигатура

0,26

50,5

0,33

Лигатура

Средний химический состав шлака, взятого из ковша перед разливкой, следующий,7: СаО 39,4; Mg0 15,7;

Alz О 10, 1; SiO 18, 9; Fe0 15, 7;

V,0, 0,2.

Для определения угара ванадия контролируют его содержание в исходных материалах и в готовой стали, а также расход ферросплавов и количество годного металла.

Для определения пластичности стали при температуре ковки заливают специальную пробу в форме гребенки с зубьями длиной 200 мм и сечением

30х30 мм. Образцы подвергают прокатке на клин по методике УЗТМ КПП-16253 и определяют величину Лр-степень деформации сдвига к моменту разрушения, характеризующую пластичность стали при температуре ковки. Образцы нагревают до H = 1280 С, температура испытаний t д составляет 1100 С и 950 С.

Результаты испытаний предложенного способа даны в табл ° 2 °

Химический состав полученной стали,X: С 0,22-0,25; Мп 0,245-0,60;

Si 0,20-0,27; Cr 1 20 i 60; Мо 0,400,60; V 0,10-0,15,Fe остальное.

Феррованадий ФВ838 2 38

Ферросилиций ФС45 45

Угар ванадия в среднем по десяти плавкам в известном способе достигает .

19,07, Лр при 1000 C — 2,2, при

950 С вЂ” 1,3. ,5

Применение предлагаемого способа в сравнении с известным позволяет сократить в 4 раза угар ванадия, на

10-207 повысить пластичность стали при температуре ковки и снизить брак поковок, Р о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ легирования и модифицирования основной стали, включающий предварительное раскисление металла в качающейся мартеновской печи, загрузку раскислителей и легирующих сплавов, содержащих ЩЗМ и ванадий, в ковш, выпуск на них металла и шлака, выдержку и последующую разливку стали, отличающийся тем, что, с целью снижения угара ванадия

25 и улучшения пластичности стали при температуре ковки, легирующие сплавы или их смеси загружают при отношении

ЩЗМ к ванадию, равном 0,17 — 0,33, а шпак выпускают на металл через 3—

5 мин после выпуска металла.

1420030

Таблица?

Показатели предла

raeMoro способа

Степень деформации сдвига к моменту разрушения, jlp

Содержание в сплаве,7

Угар ванаВремя выдерждия, 7. ки в

V ЩЗМ ковше, мин

1100 С 950 С Верхний предел

Ниже нижнего предела

7 0 1 05 0 15 5 5

2,2

90 3,15 035 52

2,2

1,3

0,26 6,1

7,5 2,0

2,3

1,4

На верхнем пределе

752002657

2,4

1,4

Составитель О. Веретенников

Редактор И.Сегляник Техред А. Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 4290/25 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, ЩЗМ/v на нижнем пределе

I, Средний уровень Выше верхнего предела, Время выдержки, .:в ковше на ниж, нем пределе

Отношение

ЩЗМ/U

60 1,0 017 50

7,5 2,0 0,26 4,5

9,0 3,0 0 33 4,6

2,4 1,5

2,5 1,6

2ю5 1эб