Способ внепечного раскисления-модифицирования стали

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4856874/02 (22) 1806.90 (46) 15.1293 Бюл. % 45 — 46 (71) Камское объединение по производству большегрузных автомобилей (72) Белов А.Н.; Анисимов А.Н. (73) Акционерное общество "КАМАЗ" (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОГО РАСКИСЛЕНИЯМОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии стали, литейному производству, в частности к внепечной обработке жидкой стали. Порошкообразный раскиспитель-модификатор равномерно подают на струю жидкого металла на желобе, при этом в качестве раскислителя-модификатора используют отходы от дробления жепезокремниймагниевой (щ RRU U(и) 2004600 Ст (SЦ5 Сã1С7 06 лигатуры фракцией 0,01 — 1,5 мм Изобретение позволяет снизить себестоимость продукции, изготовленной из стали, за счет использования отходов от дробления лигатуры и улучшить ее качество. За счет использования мепкодисперсного раскислителя-модификатора и способа его подачи достигается высокая скорость его усвоения и обеспечивается защита расплава от взаимодействия с воздушной средой цеха. обеспечивается.его равномерное распределение по ходу выпуска всего объема расплава. Снижение содержания растворенных . примесей и повышение однородности микроструктуры позволяют увеличить надежность и качество отливок для автомобильной и других отраслей промышленности. 2 табл. 3

2004600

Изобретение относится к металлургии стали, литейному производству, в частности к внепечной обработке жидкой стали.

Известен способ введения агента в расплав, включающий подачу порошкообразных материалов при выпуске из агрегата, причем введение их производится в начале траектории струи жидкого металла, близкой к вертикальной, а подача частиц в струю металла производится сжатым воздухом со скоростью достаточной для проникновения частиц внутрь струи металла (Пат. США

М 3260591, кл, 75 — 53, 1965).

Данный способ введения в расплав жидкого металла порошкообразных частиц имеет ряд недостатков: происходит прямой контакт жидкого металла со сжатым воздухом, что приводит к насыщению его вредными компонентами азота, кислорода, водорода, увеличивая тем самым количество окислов в готовой стали и одновременно увеличивая угар вводимого агента, снижает эффект полезного действия раскислителя, что в совокупности ухудшает служебные свойства стали; введение порошкообразных частиц в вертикальную часть струи не обеспечивает раннюю защиту металла от вредного воздействия атмосферы.

Целью изобретения является повышение качества металла за счет снижения содержания растворенных примесей. и повышения однородности микроструктуры, а также снижение себестоимости продукции стали за счет применения отходов, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе раскисления стали, включающем подачу порошкообразных материалов при выпуске иэ агрегата, порошкообразный раскислитель-модификатор равномерно подают на струю жидкого металла на желобе, а в качестве раскислителямодификатора используют отходы от дробления железокремниймагниевой лига, туры фракцией 0,01-1,5 мм.

Фракционность раскислителя-модификатора и способ его подачи равномерно на струю жидкого металла на желобе в течение всего выпуска из плавильного агрегата обеспечивают оптимальную скорость растворения и усвоения его жидкой сталью, создают надежную защитную среду в процессе перелива расплава стали. Обработка жидкой стали на желобе в течение всего выпуска парошкообразным материалом, имеющим большую удельную поверхность в пределах 2000-5000 см /t дает возможность проведению интенсивной раскислительной реакции за счет контакта между вытекающим металлом и раскислителем5

55 модификатором, продукты реакции раскисления при перетекании в ковш проходят через слой собственного шлака и задерживаются в нем, что способствует рафинированию металла, а редкоземельные металлы, магний, кальций интенсивно оступают в реакцию десульфурации, снижая содержание серы в металле.

Улучшение условий удаления из расплава неметаллических включений достигается благодаря осуществлению способа раскисления-модифицирования, в качестве которого используют отходы от дробления железокремниймагниевой лигатуры. При этом продукты раскисления-растворы окислов плавятся при более изких температурах по сравнению с чистыми окислами и это расширяет возможность получения продуктов раскисления в жидком состоянии, что одновременно облегчает условия удаления неметаллических включений из расплава и снижает кинематическую вязкость расплава благодаря уменьшению в HGM количества тугоплавких частиц окислов, обеспечивая тем самым повышение жидкотекучести расплава, Снижение содержания растворенных примесей и повышение однородности микроструктуры улучшают эксплуатационные свойства литья.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем. что порошкообразный раскислительмодификатор равномерно подают на струю жидкого металла на желобе, а в качестве раскислителя-модификатора используют отходы от дробления железокремниймагниевой лигатуры фракцией 0,01 — 1,5 мм.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Для осуществления данно о способа раскислитель-модификатор фракцией 0,011,5 мм подают равномерной струей на струю металла на желобе при выпуске из плавильного агрегата в количестве 0,1-1,0% от веса жидкого металла в зависимости от назначения стали, ее химического состава, требований к степени раскисленности и уровня физико-механических свойств, Процесс усвоения раскислителя-модификатора протекает многократно ускоренно по сравнению с применением кусковых раскислителей. Усвоение его начинается практически с момента соприкосновения струи раскислителя-модификатора со струей расплава стали.

Использование отходов лигатуры фракцией менее 0,01 мм не эффективно вследствие высокого угара элементов рас2004600

0.32-0,40

0,2 — 0.52

0,4-0,9 не более 0,3

-"- 0,3 25

-"- 0,3

-"- 0,05

-"- 0,05 (56) Патент CLUA М 3260591 кл. 75 — 53, 1965, 30

Таблица 1

Сталь 35Л. полученная с применением в качестве раскислителя-модификатора пылевидных отходов ФСМг

Механические свойства

Химический состав стали

Вес плавки, т

Фракции вводимо го раскислителя-модификатора, мм

Кол-во пылевидного раскислителя модифи катора. кг пример кг/мм ед.

0,034

0,035

0,029

0.027

0,039

D,041

0,035

0.035 о,озв о,озв

63,5

62,8

66,5

63.4

62,0

68,5

66.5

65.2

63,0

65.0

0,026 о,огв

0,024

0,020

0,028

О,О23

0.020

0.025

0,024

0,042

20,0

19,8

20,2

22.0

19,3

20,8

20.0

15.0 !

4,ã

12,0

0,07

О.О9

ОЛ! олз

0,19 о,ов олг

О,ов оло

0,17 олг о,»

ОЛО о,12

ОЛ1

ОЛ4

0,16

ОЛ1

О,14 о,1г

170

0,46

0,49

0,42

0,47

0,46

048

0.46

0.39

0.50 о.зв

0.58

0.68

0,59

0,61

0.62

0.71

0,63

0.64

0.68

0,74

ОЛ!

0,08

0,09

0,12

0,08 оло

0.09

0.08

ОЛ!

0,11

0.5-0,9

0.1-0.5

0.9-1.1

0.3-0,5

0,01-0,3

0.01-1.5

О.O1-1,З

1.5-2,5

0,39

0,37

0.38

0.35

О.З4

0.40

0.36

О,З7

0,35

О.4О

166

180

11

24

167

161

1О

20

187

12

12

167

12 0.001-0.01

169

1г

Порошок алюминия

0.05-1.0

170

Протип кислителей, входящих в состав лигатуры, на границе контакта с расплавом стали, а применение отходов лигатуры фракцией более

1,5 мм снижает скорость усвоения частиц распла вам стали и в обоих случаях приводит 5 к сних<ению эффекта раскисления-модифицирования стали (табл.1), Опытным путем установлено. что для полного раскисления стали 35Л при использовании лигатуры типа ФСМг (TY14-5-134- 10

86) расход составляет 0,15 — 0,27;, для раскисления стали, применяемой для изготовления литой дроби, расход лигатуры составляет 0,2 — 0,307; от веса жидкого металла.

Предлагаемый способ раскисления-модифицирования стали опробован при выплавке стали в дуговой печи ДСП вЂ” 12Н2.

Химический состав стали перед выпуском плавки, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Медь

Никель

Сера

Фосфор

Ковш емкостью 8,0 или 15,0 т с температурой футеровки 600 — 700 С мостовым краном подают к выпускному желобу дуговой печи.

В момент начала выпуска стали из дуговой печи открывают дозирующее устройство бункера дозатора, расположенного над желобом печи, и осуществляют равномерную подачу раскислителя-модификатора на струю жидкой стали по ходу выпуска стали.

Результаты опробования предлагаемого способа, приведенные в табл.1 и 2, пока3b вают, что предлагаемый способ раскисления-модифицирования стали на желобе отходами ФСМг фракцией 0,011,5 мм обеспечивает высокие физико-механические и эксплуатационные свойства получаемых изделий.

Сравнительные испытания с применением известного способа введения агента в расплав не обеспечивают снижения вредных примесей в расплаве стали, что приводит к снижению ее физико-механических свойств.

1,ф

Е >»

Q.о

О О о

Ф О

Ф О

I- сГ

Ф

Iо

1» о

О о юЯ

SV ох

Ф

Х

E с х>

S

О

Ю

1 щ S х

6 а

V IC

Ф Й с1) Ф с

1 о Ф

Ф с

S c

О О с й

О в- О O:

О 5 с тхФ с о Фm s щ ас

4" а

О „

О m Г х

О. Ф

E и о е

О

Cf

О х о

О х

2l

X и

Ф с

C

CL

О о

С5

S е

О

Ф о

S с

S

Х о

m а

Ф о

Ф т

CO

l6

Ф

X

Ф

Ф и

Е

CL

v т

Ф т л

О с

Я О

О а

С

m т о

2004600

m1S,О О

WSФ

ЗхОоО5

S Vm l- O u z

«у v Y ct ô

1 1 о а, С О „с

ОБC I-X

О о Р О х

XmsXK ас e< оооо, O С Э ОЪ IA I сч îо о о в а сч

O ID C e N

С") СЧ С ) N H

N CD CI) LA

Ооооо ооооо (ОСОФСО Ф = СЧ СЧ - N

ООООО

ООООО

I IDOON

С, 1 а» а » е о оооо

СЧ С"Ъ ID CD & сч оо

ООООО

Ch СЧ оо ооооо (О СЧ CO LD о»о ооооо

-»оооо ооооо

W L0 CO cl СO оооо ооооо

СО С") щ .oo

1 !

I I о о . о

О ОООО сч сэ сч о сч ст CD Е Ь Е

СЧ N N СЧ N

2004600

Формула изобретения

Составитель А.Белов

Редактор Н.Сильнягина Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3380

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

СПОСОБ ВНЕПЕЧНОГО РАСКИСЛЕНИЯ-МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ, включающий подачу порошкообразных материалов при выпуске ее из плавильного агрегата, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла за счет снижения содержания растворенных примесей и повышения однородности микроструктуры, снижения себестоимости за счет использования отходов, порошко5 образный раскислитель-модификатор равномерно подают на струю жидкого металла в течение выпуска, а в качестве раскислителя-модификатора применяют отходы от дробления железо-кремний-магниевой лигатуры фракцией 0,01 - 1,5 мм.