Способ получения стальных слитков

 

Использование: в области металлургии и при отливке слитков с использованием печей с неконтролируемой атмосферой. Сущность: выплавляют сталь полупродукт, затем его разливают в изложницы с постоянной скоростью, одновременно с постоянной скоростью в него подают азотированный сплав (например, ферросплав с каким-либо дополнительным легирующим материалом). Изложницы для разливки используют металлические (например , чугунные) без обмазки их рабочей поверхности, без футеровки на прибыльной части и без гарнисажа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК! ,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (я)5 В 22 0 7/00 (1) 4847875/02 (2) 09.07.90 (46) 07.02.93, Бюл. М 5 (71) Производственное обьединение "Ижст ль" (2) О.С.Мурадян, В.Л.Шарафутдинов, .А.Угшинский, B.È,Ïîraïoe, А.Н,Суслов, I

С.Н.Иванов и В,И.Кердань (6) P.Æ. Машиностроение, 1984,М 2, реферат М 2Г269П, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ

СЛИТКОВ (57) Использование: в области металлургии и при отливке слитков с использованием

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при литье стальных слитков с содерж нием азота, превышающем его ст ндартную растворимость.

Известен способ литья стальных слитков, включающий выплавку стали в сталепл вильном агрегате при давлении 40-60 атм, разливку его в изложницы и кристаллизацию при этом давлении, Недостатками указанного способа являетСя необходимость использования автоклавного оборудования для создания ко тролируемой атмосферы и обусловленная этим сложность проведения процесса и вы окая себестоимость. Известен способ литья стальных слиткоб, включающий выплавку расплава в сталеплавильном агрегате, разливку его в изложницы (или в кристаллизатор) с одновременным введением в него лигатуры, преI имущественно ферросплава.

„,5Ы„, 1792794 А1 печей с неконтролируемой атмосферой.

Сущность; выплавляют сталь полупродукт, затем его разливают в изложницы с постоянной скоростью, одновременно с постоянной скоростью в него подают азотированный сплав (например, ферросплав с каким-либо дополнительным легирующим материалом). Изложницы для разливки используют металлические (например, чугунные) без обмазки их рабочей поверхности, без футеровки на прибыльной части и без гарнисажа. 1 табл.

Недостатком способа является невозможность получения стальных слитков с повышенным содержанием азота, превышающем стандартную растворимость его при использовании печи с любой атмосферой, Это обусловлено образованием пузырьков азота на поверхности раздела фаз.

Цель изобретения — получение стальных слитков с повышенным содержанием азота, а именно превышающем стандартную растворимость его в расплавленном металле и универсальности процесса плавки, путем использования печи с любой атмосферой.

Указанная цель цостигается тем, что способ литья стальных слитков, включающий выплавку расплава в сталеплавильном агрегате, разливку его в изложницы (или в кристаллизатор) с одновременным введением в него лигатуры, преимущественно ферросплава выполняют так, что в качестве лигатуры используют азотированный ферросплав, его подают в изложницы или в кри1792794 сталлизатор с той же скоростью, что и заливаемый расплав, при этом используют не футерованные металлические изложницы или кристаллизатор без шлакового гарнисажа. 5

Способ обеспечивает получение плотных слитков с содержанием азота выше предельной растворимости его в расплаве, Это обу".ловлено тем, что пересыщенный азотом металлический расплав в процессе кристаллизации не контактирует с футеровкой или шлаковым гарнисажем, поры которых могут служить зародышами для образования пузырьков азота. В то же время скорость реакции деазотации через поверхность раздела фаз расплав — газовая фаза путем десорбции очень мала. В результате даже при длительной кристаллизации практически весь введенный азот фиксируется в слитке. В условиях отсутствия зародышей 20 пузырьков для протекания йроцессов кипения на фронте кристаллизации необходимо достижение значительного пересь|щения расплава азотом, Выполненные эксперименты показали, что критическая концент- 25 рация азота, соответствующая нижнему порогу кипения, может быть с достаточной точностью вычислена из выражения;

30 (Nape,j=(Npj ("+ ) или при отсутствии ликвации азота

i- — " ° —" крит. — атм

-де (искрит.) и (Йр) — концентрация азота, соответствующая порогу кипения и растворимости при темйературе кристаллизацйи;

Ь вЂ” коэффициент активности азота; а- поверхностное натяжение; г — радиус пузырька.

Для чисто аустенитных сталей пороговая концентрация азота соответствует 2,2- 45

2,4 растворимости азота при 1600 С, Таким образом, йри условии отсутствия контакта жидкого расплава с футеровкой или шлаковйм гарнисажем можно получать плотные слитки с содержанием азота более 50 чем в два раза превышающем стандартную растворимость его в металле при использовании печи с любой атмосферой. Способ осуществляется в следующей последовательности. Выплавляют сталь полупродукт. 55

Формула изобретения

Способ получения стальных слитков, включающий выплавку расплава в сталеплаПри разливке одновременно с постоянной скоростью в разливаемую сталь подают азотированный сплав (например. аэотированный ферросплав какого-нибудь легирующего материала). Изложницы для разливки используют металлические, без обмазки их рабочих поверхнсотей и беэ гарнисажа (то есть хорошо очищенные).

Новизна и существенность отличий заявленного способа обосновываются тем, что признаков, аналогичных его отличительным, не обнаружено ни в прототипе (и базовом объекте), ни в других известных технических решениях, рассмотренных при проверке новизны.

Пример 1. В индукционной печи выплавляли полупродукт стали

08Х21Г11АК6 и разлили в слиток массой 750 кг. Разливку проводили с постоянной скоростью и одновременно в изложницу подавали азотировзнный марганец с содержанием азота 15%, Расход азотированного марганца составляет 2,5% от массы слитка (18,75 кг). Температура расплава перед разливкой

1590 С. Для отсечения шлака использовался чайниковый ковш. Изложница перед разливкой ничем не обмазывалась.

Химический состав металла представлен в таблице.

Как видно из представленных результатов слиток получился однородным Ilo хим.составу, причем содержание азота в стали в 1,8 раза превышает его стандартную растворимость.

Пример 2. В двух индукционных печах одновременно плавили полупродукт, соответствующий составу Fe — 12%, Nl u лигатуру Х42Г22 с содержанием азота

1,97%. Масса полупродукта и лигатуры были равны, Разливку металла осуществляли с двух ковшей по двум желобам с одинаковой скоростью на установке полунепрерывной разливки стали. Химический состав полученной отливки соответствовал стали

08Х21Г11АН6 с содержанием азота 0,95%.

По способу прототипу выплавляли сталь аналогично примеру 1. Азотированный марганец вводили в изложницы одновременно с процессом разливки. Использовали обма-. занные теплоизолирующие смесью изложницы с футерованной прибыльной надставкой. Содержание азота в готовом металле составило 0,4 мас.%, Предлагаемый способ разработан до стадйи промышленного использования. вильном агрегате, разливку его в изложницы (или в кристаллиэатор), с одновременным введением в него лигатуру, преимущественно ферросплава, отличающийся тем, 1792794

Составею@ О.Мурадян

ТехредМ;Моргентал Корректор Н.Слободяник

Редактор С.Кулакова

Заказ 473 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 что, с целью возможности получения сталь-! ных слитков с повышенным содержанием азота, а именно превышающим его стандартную растворимость и универсальности процес а плавки, путем использования печи с любой атмосферой. в качестве лигатуры ис1 пользуют азотированный ферросплав. его подают в изложницы или в кристаллизатор с той же скоростью, что и заливаемый,расплав, при этом используют нефутерованные металлические изложницы или кристаллизатор без шлакового гарнисажа.