Способ раскисления стали

 

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента Цель изобретения - улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Раскисление металла проводят смесью FeSIMnAI и FeSi, в которой соотношение AI:Si:Mn равно 1 ( 8-36):(14-49), Через 1-3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий. Отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимому со сплавом FeSiMnAI, составляет 1-5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 21 С7/06, 5/52

ГОСУДАРСТВЕ ЕЙНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Л 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705251/02 (22) 14.06.89 (46) 15.11.91. Бюл. N 42 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов и Нижнетагильский металлургический комбинат (72) В.А,Паляничка, А,В,Пан, М.А.Третьяков, А.А.Киричков, В,Н.Жириков, М.С.Гордиенко, А.Ф.Долгополов, Ю.Д.Исупов, В.Д.Розторгуев, В.И,Григорьев, П.В,Шатунов и

А.В.Чернушевич (53) 621.18,27(088.8) (56) Мчедлишвили В.А. Термодинамика и кинетика раскисления стали, М.: Металлургия, 1978, с.204. . Авторское свидетельство СССР

М 1174482, кл. С 21 С 7/06, 1984.

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента, Цель изобретения — улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката.

Используют FeSi MnAI марки Ф С18М нАЗ и FeSI марки ФС45.

Пример 1. Сталь марки СтЗсп выплавляют в 160-тонном конвертере, По достижении среднемарочного содержания углерода плавку выпускают. После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSiMnAI (6,5 кг/т стали) и Fesi (2,8 кг/т стали). Соотношение Al:Si:Ìï в смеси равно 1:7:13. Через 0,5 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,78

5Ц 1691401 А1 (54) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента. Цель изобретения — улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Раскисление металла проводят смесью FeSIMnAI и FeSI, в которой соотношение А1:Si:Ìï равно

1:(8 — 36):(14-49). Через 1 — 3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий, Отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимому со сплавом

FeSiMnAI, составляет 1 — 5. кг/т стали. Отношение количества количества металлического алюминия и количества алюминия, введенного со сплавом

FeSiMnAI, равно 5,2.

Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывают нэ балки М 55Б.

Вследствие недостаточного количества кремния и марганца в смеси образуется часть свободного глинозема и некоторое количество шпинели MnO AlzOa, Эти тугоплавкие включения образуют на зеркале металла твердую корку, которая, заворачиваясь к стенке изложницы, образует поверхностные дефекты на слитках. Недостаточное время между присадками смеси и металлического алюминия усугубляет этот процесс.

Несмотря на большое количество присаживаемого металлического алюминия он в значительной степени расходуется на l 691401 лический алюминий в количестве 0,6 кг/т стали. Соотношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, равно 2.

Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывэют на балки N 55Б. Oáразующиеся включения преимуще<. твенно объединены в легкоплавкие комплексы типа

Я102 Мп0 А120з и частично Я102 МпО, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков. В металле обеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия, По сравнениго с

50 раскисление стали, загрязняя металл глиноземом. Поэтому в металле недостаточно высокое содержание кислоторастворимого алюминия. Следствием является незначительное повышение временного сопротив- 5 ления (на 5--8 Н/мм ), небольшое снижение порога хладноломкости (на 5 С), кроме того, практически на изменяется переназначение балок во второй сорт по дефектам поверхности (около 7%,1. Все эти показатели 10 даны в сравнении с показателями, полученными по известному способу.

Пример 2, Сталь марки Ст3сп выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении содержания углерода 0,15% плавку 15 выпускают. После наполнения ковша на 1/5 часть в сталь вводят смесь FeSIIVlnAI (7 кг/т . стали) и FeSI (3 кг/т стали). Соотношение

Al:Sl:Ìn равно 1:8:14, Через 1 мин после ввода смеси присаживают металлический 20 алюминий в количестве 0,75 кг/т стали, Огношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, равно 5, Сталь разливают в слитки массой 18,6 т. которые прока- 25 тывают нэ балки N. 55Б. Образующиеся включения преимущественно объединены в легкоплавкие комплексы типа SIOUX MnO.

А120з и частично SION. MnO, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие повер- 30 хность слитков, В металле обеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение перензз- 35 начения балок eo il сорт íà 2%, повышается временное сопротивление на 15 H/ìì, снижается порог хладноломкости на 10" С.

Пример 3, Сталь марки 09Г2С выплавляют в 160-тонном конвертере, По достиже- 40 нии содержания углерода 0,08% плавку выпускают. После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSiMnAI(20 кг/т стали) и FeSi (8 кг/т стали), Соотношение

Al:Si;Mn в смеси равно 1:11,6:22,4. Через 2 мин после ввода смеси присаживают метализвестным способом обеспечивается снижение переназначения балок во II сорт на

3%, повышается временное сопротивление на 20 Н/мм, снижается порог хладноломкости на 15 С, Пример 4; Сталь марки 10Г2С1 вы. плавляют в 160-тонном конвертере, По достижении содержания углерода 0,08% плавку выпускают, После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSIMnQ (22 кг/т стали) и FeSI (15 кг/т стали), Соотношение Al:Sl;Mn равно 1:36;49. Через 3 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,3 кг/т стали.

Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSIMnAI, равно 1. Сталь разливают в слитки 18,6 т, которые прокатывают на балки N 55Б, Образующиеся включения преимущественно объединены в легкоплавкие комплексы типа Я102 МпО

А1 0з и частично Я102 МпО, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков, В металле обеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во 11 сорт на 3%, повышается временное сопротивление на 15 Н/мм, снижается nopol хладногомкости на 10 С.

Пример 5. Сталь марки 10Г2С1 выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении углерода 0,08% плавку выпускают. После наполнения ковша ча 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSiMnAI (23 кг/т стали) и FeSi (16 кг/т стали). Соотношение Al:Sl;Mn в смеси равно 1:37:50. Через 3,5 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминлй в количестве 0,28 кг/т стали, Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сйлавом FeSiMnAI, равно 0,6, Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывают на балки М 55Б, В неметаллических включениях имеется большое количество SION, образующего наряду с легкоплавкими комплексными включениями пластичные включения, вытягивающиеся в строчки-дорожки в процессе прокатки и ухудшающие вязкость металла. Кроме того, вследствие поздней присадки металлического алюминия он не полностью растворяется в металле, выгорая при взаимодействии с окислами шлака, частично попавшего в ковш. Поэтому в металле низкое содержание кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во Il сорт на 1%, временное сопротивление остается нэ преж1691401

35

40 металле кислородом, поэтому значительная 50

55 нем уровне, несколько снижается ударная вязкость.

Как показали данные расчетов, лучшие результаты обеспечивают варианты 2-4. Переназначение проката во II сорт по дефектам

- поверхности снижается на 2-3%, повышается временное сопротивление на 15-20

Н/мм2, снижается порог хладноломкости на

10-15" С.

Ввод смеси FeSiMnAI u FeSi c соотношением Al:Sl;Mn, равным 1:(8-36):(14-49), обеспечивает получение легкоплавких жидких включений типа А!20з 3 02 МпО, хорошо удаляющихся из расплава и не образующих на зеркале металла твердых корок, ухудшающих поверхность слитков. Выдержка перед вводом алюминия 1 — 3 мин позволяет более интенсивно участвовать в процессе раскисления кремнию и марганцу, При последующем вводе алюминия небольшая часть его расходуется на раскисление последних порций поступающего в ковш металла, а основная часть растворяется в металле, способствуя образованию в про-. цессе затвердевания металла мелкодисперсной структуры и, соответственно, повышению временного сопротивления и снижению порога хлэдноломкости металла.

Глубина раскисленности и количество кислоторастворимого алюминия регулируется отношением количества вводимого металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, Это отношение поддерживается равным 15.

Выбор граничных параметров обусловлен тем, что при соотношении в смеси

Al:Si:Ìï, большем 1:8:14, недостаточно образуется $ 02. Поэтому будут образовываться тугоплавкие включения AlzOz и МпО

AI20a, ухудшающие поверхность слитков и эксплуатационные характеристики проката.

При соотношении Al:Si:M n, меньшем

1:36:49, в металле образуется много пластичных силикатов, снижающих порог хладноломкости проката. При длительности периода между присадками смеси и алюминия меньше 1 мин кремний и марг анец не успевают прореагировать с растворенным в часть вводимого затем алюминия израсходуется на раскисление стали. В металле будет недостаточно кислоторастворимого алюминия, следовательно, будет увеличиваться размер зерна металла, уменьшаться временное сопротивление и повышаться порог хладноломкости, При длительности этого периода больше 3 мин не исключает5

25 ся, что не Bccb алюминий рэствори1ся в Металле до начала схода Loëàêà, т.е. часть алюминия окислится шлаком, что приведет к повышению размера зерна металла и, соответственно, к снижению временного сопротивления и повышению порога хладноломкости. При отношении количества алюминия, вводимого на последнем этапе, к количеству алюминия, вводимого со сплавом FeSIMnAI, меньше 1 в металле будет недостаточно кислоторастворимого алюминия, что приведет к увеличению размера зерна, снижению временного сопротивления и повышению порога хладHоломкости проката, Если это отношение больше 5, основная масса металла (до ввода металлического алюминия) недостаточно раскисляется, поэтому при вводе металлического алюминия образуется много А!20з и МпО

AlzOz, что приводит к ухудшению поверхности и эксплуатационной стойкости проката.

Выдержка 1 — 3 мин до ввода металлического алюминия дает возможность прореагировать кремнию и марганцу с растворенным в металле кислородом. Последующий ввод металлического алюминия в соотношении с алюминием, введенным со сплавом, равным

1 — 5, обеспечивает раскисление последних порций металла и получение в металле значительного количества кислоторастворимого алюминия, обеспечивающего мелкое зерно в металле, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Последнее позволяет использовать прокат в условиях крайнего

Севера.

При использовании предлагаемого способа уменьшается переназначение проката во II сорт по дефектам поверхности в среднем на 2,5%; повышается временное сопротивление металла в среднем нэ 17,5 Н/мм, снижается порог хладноломкости металла в среднем на 12,5 С.

Формула изобретения

Способ раскисления стали, включающий ввод в ковш сплавов SiMnAI и FeSI, о тл и ч а ю шийся тем. что, с целью улучшения качества поверхности, повышения временного сопротивления и снижения порога хладноломкости проката, раскисление металла в ковше производят смесью FeSIMnAI и FeSi, в которой соотношение А):Si:Mn равно 1:(8 — 36):(14 — 49), а через 1 — 3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий, причем отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, составляет 1-5.