Способ обработки стали

 

Изобретение относится к способам раскисления и модифицирования стали и может быть использовано для внепечной обработки. Цель изобретения - повышение пластичности и вязкости стали. Способ включает следующие операции: раскисление ферросилицием и силикомарганцем в печи

предварительное ковшевое раскисление 0,15% алюминия и 0,2% силикокальция при наполнении ковша на 0,2 его высоты

окончательное ковшевое раскисление 0,5-5 кг/т смеси алюминия и шлака производства алюминиевых сплавов при соотношении компонентов 1:(0,1...1) при заполнении ковша на 0,8-0,9 его высоты

модифицирование 0,15% ферроцерия, который вводят в зону подачи нейтрального газа с расходом 0,005 м<SP POS="POST">3</SP>/мин со скоростью подачи модификатора 0,02-0,15 м/с. Способ позволяет при усвоении модификатора 24...39% и содержании оксидов 0,009...0,014% иметь δ =28,7-35,1%

ψ-58,6-63,8%

KCV<SB POS="POST">-</SB>60=0,68-0,81 мДж/м<SP POS="POST">2</SP>. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4153442/31-02 (22) 01,12,86 (46) 07..04.89. Бюл. Р 13 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Я.Б.Униговский, В.Л.Найдек, А.А.Сычевский, Т.H.Глине, И.М.Касьянов, И.И.Бойченко, В.Ф.Дурандин, Е.ИьОфицеров, B.А.Гольдштейн, А.N.Коденцов и П.П.Лешин (53) 669.046.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 564338, кл. 0 21 С 7/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 962324, кл. С 21 С 7/064, 1982. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к способам раскисления и модифицирования стали и может быть использовано для внепечной обработки. Цель изобретенияповышение пластичности и вязкости

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при внепечной обработке.

Цель изобретения — повышение пластичности и вязкости стали.

При создании изобретения были использованы следующие данные, полученные в ходе экспериментов.

Введение в ковш смеси алюминия и шлака производства алюминиевых сплавов до выпуска основного количества сталеплавильного шлака (при заполнении ковша металлом на 0,8-0,9 его высоты) позволяет увеличить продолжительность взаимодействия реагентов и полноту раскисления сталеплавильного шлака. Кроме того, алюминий частич„„SU„., Любая Л1

<бд g С 21 С 7/00, 7/06 стали. Способ включает следующие ойерации: раскисление ферросилицием и силикомарганцем в печи, предварительное ковшевое раскисление 0,15% алюминия и 0,2% силикокальция при наполнении ковша на 0,2 его высоты, окончательное ковшевое раскисление

0,5-5 кг/т смеси алюминия и шлака производства алюминиевых сплавов при соотношении компонентов 1:(О 1-1) при заполнении ковша на 0,8-0,9 его высоты, модифицирование 0,15% ферроцерия, который вводят в зону подачи нейтрального газа с расходом0,005 м /мин со скоростью подачи модификатора 0,02-0, 15 м/с, Способ позЮ воляет при усвоении модификатора 2439% и содержании оксидов 0,009-0,014% иметь 0 = 28,7-35,1%; Q = 58,6-63,8%;

КС7 = 0,68-0,81 мДж/м . 1 табл.

2 Ваив ь но растворяется в верхних слоях метал- ЬР ла, что, наряду с наличием слоя хорошо раскисленного шлака, предотвращает вторичное окисление металла и загрязнение его оксидными включениями а )

t при обработке нейтральным газом. .QO

При этом уменьшаются концентрации растворенного и связанного кислорода, что способствует повышению качества стали с степени усвоения модификатора, Шлак производства алюминиевых сплавов содержит, мас.%: Al 5-25; Аl О

25-50, SiO> 5-15 ZnO 1-4; (KC1+NaC1)

5-35. Включения алюминия в Al-шлаке способствуют повышению степени раскисленности и рафинирующей способнос1470778 ти сталеплавильного шлака и улучшению качества стали.

Вязкость и температура плавления сталеплавильного шлака не повышается, полученный раскисленный шлак остается жидкоподвижным за счет наличия в составе А1-шлака хлоридов калия и натрия, добавки которых существенно снижают вязкость известково-силикатных ip шлаков.

Аналогичным образом действует присадка оксида алюминия в составе Alшлака, который также является плавнем для сталеплавильных шлаков. 1S

Внепечная обработка стали под жидкоподвижным раскисленным шлаком способствует повышению качества металла за счет более полного удаления в шлаковую фазу неметаллических включений 2р растворенного кислорода. Последнее способствует снижению yrapa и повыше-,,нию степени усвоения модификатора.

Введение модификатора в зону подачи нейтрального газа, характеризуемой 25 минимальной активностью кйслорода, способствует снижению угара модификатора и, соответственно, уменьшению коколичества оксидных включений в металле. Качество металла и усвоение 30 модификатора при этом повышаются, Присадка смеси алюминия и А1-шлака при заполнении ковша металлом менее

0,8 его высоты нецелесообразна„ так как алюминий из смеси успевает растворчться в значительном объеме металла, перемешиваемого нейтральным газом. Это приводит к повышению его концентрации в стали выше марочной.

Ввод указанной смеси при заполнении ковша более 0.9 его высоты также нежелателен, поскольку не завершают ся в полной мере процессы нагрева и плавления компонентов смеси к моменту схода основного количества шлака.

При этом снижается полнота раскисления шлака, что приводит к загрязнению металла orсидными включениями и кислородом в процессе перемешивания рас.IIJIRBB нейтральным i"азом, CHHKBHHIO ка- 50 тества металла и усвоения модификатора °

Присадка смеси алюминия и А1шлака в количестве менее 0,5 кг/т стали не обеспечивает достаточно пол55 ного раскисленпя сталеплавильного шлака и приводит к загрязнению стали кислородом и оксидами, снижению качества стали и усвоения модификатора.

Присадка указанной смеси в количестве более 5 0 кг/т стали нецелесообразна из-за возрастания содержания алюминия в стали выше марочного и удорожания процесса обработки.

Снижение отношения количества шлака производства алюминиевых сплавов кколичеству алюминия в составе смеси менее О, 1 приводит к существенному повышению вязкости сталеплавильного шлака в процессе его раскисления и ухудшению его рафинирующих и защитных свойств. При этом ухудшается качество стали по механическим свойствам, загрязненности неметаллическими включениями и снижается усвоение модификатора.

Увеличение отношения количества

Al-шлака к количеству алюминия более единицы приводит к сильному ражижению сталеплавильного шлака хлоридами, ухудшению стойкости футеровки ковша и загрязнению металла экзогенными включениями, Качество стали при этом значительно ухудшается.

Погружение модификатора в металл в зону подачи-нейтрального газа со скоростями меньшими 0,02 м/с приводит к снижению степени у-своения и равномерности распределения модификатора по обьему металла, ухудшению его качества, так как при малых скоростях погружения расплавление модификатора (или контейнера с ним) и всплываниЕ в жидкой стали происходит в верхних ее горизонтах.

Погружение модификатора со скоростями большими, чем 0 15 м/с нецелесообразно из-за возможных повреждений устройства ввода, отрыва модификатора от штанги и т.п, В результате не обеспечивается равномерное распределение добавок по объему ковша, снижается качество стали и усвоение модификатора.

Параметры обработки и свойства после нормализации стали приведены в таблице (согласно известному способу (1 : о 28,7-35,1, q 58,6-63,8%, КСЧ ьо 0,68-0, 8 МДж/м $2) : 25-26, 17, () 52,5-56,3, KCV-6o 0,45-0,61 Щж/м )

Стали 20Г1ФЛ выплавляют в печи

ИСТ-0,16 с магнезитовым тиглем и плазменной надставкой. Раскисление и легирование ферросилицием и силико" марганцем проводят в печи, окончательное раскисление алюминием (0,15 ) и

1470778 силикокальцием (0,20%) проводят в ковше, подогретом до 800-900 С при наполнении на 0,2 высоты.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что в сравнении с известным, предлагаемый способ позволяет повысить надежность отливок.

Формулаизобретени -.

Способ обработки стали, включающий ввод алюминия и легирующие при выпуске расллава в ковш, ввод модификатора и продувку нейтральным газом по окончании выпуска, о т л и —, ч а ю шийся тем, что, с целью повышения пластичности и вязкости, в ковш по наполнении расплавом на

0,8-0,9 его высоты дополнительно вводят шлак производства вторичного алюминия, при этом шлак вводят в смеси с алюминием в соотношении (0,1-1):1, при расходе смеси 0,5 — 5,0 кг/т стали, а модификатор вводят со скоростью

0 02-0 15 м/с в зону подачи нейтрального газа.

После наполнения ковша на 0,8-0,9 его высоты на поверхность металла вводят смесь алюминиевой сечки и A)шлака, %: А1 16,3; Al 0 36,2; SiO

6,7; ZnO 0,3; ZKC1 и NaCl 40,5, при 10 соотношении ингредиентов 1:(0,1-1).

Затем в металл вводят 0,15% ферроцерия, который закрепляют в нижней части погружной фурмы для подачи аргона.

Фурму погружают вместе с модификатором16 со скоростью 0Ä02-0,15 м/м при расходе аргона 0,005 м /мин в течение

3 мин, После окончания процессов продувки и модифицирования стали металл заливают в песчаные формы и получают 20 образцы, которые затем подвергают нормализации.

Усвоение модификатора, %

Содержание

Параметры обработки

Пример

Мехсвойства после нормализации

СкоКол-во СоотнооксиgOB %

3,%

KCV NAK/м2 смеси, кг/т шение рость погружения масс

А1-шла20 С

-60 С модификатора, м/с ка и

А В смеси

-45, О 59 3

60,2

63,8

48,0

39,1

58,6

62,0

40,2

42,3

59,0

60,5

50,1

38,0

53,2

* FeTi+Al * (РеТд) . А1.

2

4

6

8

11

12

13

14-

0,4

0 5

3 3

5,0

5,5

3,3

3,3

3,3

3,3

3,3

3 3

3,3

8*

0,5

0 5

0,5

0,5

0,5

0 5

0,5

0,5

0 5

0,08

0,10

1,0

1,1

1,0**

0,10

0,10

0,10

0,10

0,10

0,01

0,02

0,15

0,17

0,10

0,10

0,10

0,10

25,2

32,3

28,7 ,,35, О

26,1

27,0

35,1

32,3

25,8

24,9

28,7

30,2

26,1

22,0

24,8

0,75

1,25

1,15

1,35

0,88

0,90

1,15

1,55

0,88

0,91

1,35

1,45

0,88

0,87

0,95

0,43

0,68

0,71

0,75

0,47

0,51

0,69

0,80

0,48

0,50

0,72

0,81

0 49

0,35

0,47

О,. 018 13

0,010 24

0,013 29

0 014 32

0,019 10

0,020 16

0,014 25

0,009 35

0,017, 15

0,019 18 .

0,014 31

0,013 39

0,022 17

0,028 14

0,020 16