Способ раскисления трубной стали

 

СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ ТРУБНОЙ СТАЛИ,включающий присадку в жид кую сталь алюминия,титана и марганецсодержаю .его комплексного сплава, отличающийся тем, что, с целью снижения угара титана, газонасыщенности и содержания неметаллических включений, алюминий приса живают в расплав совместно с титаном, вводимым в составе марганецсодержащего комплексного сплава при соотношении алюминия к марганцу сплава в пределах 1:3-1:15 вес.ч.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗШ С 21 С 5 52 (I

4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3502712/22-02 (22) 20,10.82 . (46) 23.01.84. Бюл. 9 3 (72) Ш.Д.Джапаридэе, Д.М.Харадзе, A.Í.ËîMàøâèëè, В.П.Булгаков, Г.В.Кашакашвили, 10.A.Öêèòèøâèëè, Т.A.Чубинидзе, Б.Г.Маргиев ,А.Л.Оклей, Д.A.Ñóëàâà и T H.Êîòðèêàäýå (53) 669.187.25 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 572503, кл. С 21 С 5/52, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 767218, кл. С 21 С 5/52, 1978.

ÄÄSUÄÄ 1068496 A (54) (57) СПОСОБ PACKHCJIEHHH ТРУБНОА CTA3IM,âêëþ÷àêùèé присадку в жид кую сталь алкминия,титана и марганецсодержащего комплексного сплава, отличающийся тем, что, с целью снижения угара титана, rasaнасыщенности и содержания неметаллических включений, алюминий присаживают в расплав совместно с титаном, вводимым в составе марганецсодержащего комплексного сплава при соотношении алюминия к марганцу сплава в пределах 1-.3-1:15 вес.ч.

1068496

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам раскисления стали.

Известен способ раскисления стали, включающий расплавление металла в печи, предварительное раскисление 5 и легирование ферросплавами с последующЕй присадкой титана (13

Недостатком известного способа является то, что при таком способе имеет место низкая эффективность 19 вводимого титана на снижение газонасыщенности металла.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ рас- 5 кисления стали, включающий присадку в жидкую сталь алюминия, титана и маргенецсодержащего комплексного сплава. При этом указанные компоненты вводятся последовательно f22

Недостатком известного способа является низкая эффективность его влияния на очищение стали от продуктов раскисления, газов, а также на степень использования титана.

Пелью изобретения является снижение угара титана, газонасыщенности и содержания неметаллических включений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу раскисления трубной стали, включающему присадку в жидкую сталь алюминия, титана и марганецсодержащего комплексного сплава, алюминий присаживают в расплав совместно с титаном, 35 вводимым в составе марганецсодержащего комплексного сплава при соотношении алюминия к марганцу сплава в пределах 1:3-1:15 вес.ч °

Присадка алюминия в нераскислен- 4О ный или слабо раскисленный металл приводит к образованию частичек тугоплавкого корунда, плохо удаляющегося из стали. Последукщая присадка титана обусловливает формирова- 45 ние карбонитридов титана, также весьма трудно удаляющихся из металла. В этом аспекте влияние комплексного сплава, присаживаемого в последнюю очередь, хотя и дает эффект модифицирования щелочноизмельченными металлами, но не может лимитировать кинетику процесса раскисления и га,зов.

Кроме того, титан, имея плотность значительно меньшую, чем у жидкой стали, интенсивно окисляется на поверхности стали, что обусловливает его неэффективное использование и дополнительное загрязнение стали окислами титана. 60

При производстве трубных сталей, фактор повышения чистоты металла по неметаллическим включениям и газам приобретает определяющее значение, ак как одним из основных видов бра 65 ка у готовых труб являются плены, которые представляют скопления на отдельных участках поверхности трубы неметаллической фазы, преимущественно в результате несовершенной технологии раскисления.

Марганец в продуктах раскисления способствует облегчению зарождения новой фазы и улучшает кинетику выделения продуктов раскисления. Это объясняется тем, что закись марганца обладает значительно меньшим межфаэным натяжением на границе со сталью, чем продукты раскисления алюминием, титаном или кремнием.

Несмотря на то, .что низкие значения межфазного натяжения формально свидетельствуют об ухудшении условий отделения таких включений от металла, практически отрицательное влияние адгезии компенсируется более ранним образованием и увеличением размеров формирующихся включений, в результате чего степень их удаления эа время выдержки раскисленного металла в жидком состоянии увеличивается.

Однако содержание закиси марганца в продуктах раскисления должно быть регламентировано, поскольку очевидно, что малое содержание закиси марганца не эффективно, а при значительном возрастании ее количества сильно затруднено отделение включений от стали и их удаление вследствие резкого снижения межфазного натяжения на границе сталь— продукты раскисления. Поэтому соотношение между раскислителями, лимитирующими процесс удаления включений из металла, например между алюминием и марганцем, должно определяться опытным путем.

Целесообразность введения титана в составе марганецсодержащего сплава диктуется необходимостью уменьшения степени его окисления, так как плотность марганецсодержащего сплава близка к плотности жидкой стали, что способствует взаимодействию титана со сталью в глубинных слоях металла и тем самьм титан большей степени предохраняется эт угара.

В лабораторных условиях способ сспытан при раскислении углеродисгой трубной стали 20 (ГОСТ 1050-74), выплавляемой в индукционной печи.

Согласно предлагаемому способу раскисление стали произовдят путем совместного ввода алюминия и комплексного сплава, содержащего,%: марганец 65-80; кремний 15-25; титан 2-5; остальное — железо и примеся. Проведено семь вариантов раскисления, различающихся соотношением алюминия к марганцу комплексного сплава. При необходимости марки-.

1068496 кой расчетного количества Ферросилиция. ровочный анализ стали по кремнию обеспечивают дополнительной присадкой расчетного количества ферросилиция.

В качестве сравнительного используют известный способ (вари- 5 ант 8), согласно которому в сталь последовательно присаживают алюминий, титан и комплексный сплав, со- держащий,Ъ: марганец 70; кремний 18; остальное — железо и примеси. Мар- 10 кировочный анализ стали по кремнию обеспечивают дополнительной присад-.

С целью исключения влияния различного содержания компонентов стали (алюминия, титана, марганца и кремния) на протекание процесса раскисления, его проводят таким образом, чтобы во всех вариантах обеспечивался практ (чески одинаковый химический состав стали.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Содержание газов в стали,Ъ

Содержание неметаллических включений в стали,Ъ

Соотношение алюминия к марганцу сплава, вес.ч

Угар титана,Ъ

Вариант раскисления

Кисло- Водород Азот род

0,0010 0,012

0,0009 0,008

0,0008 0,007

1:3

1:б

1:9

0 0007 Ос007

1: 12

0,0006 0,005

1:15

1:18

0,0008 0,010

0,0009 0,011

0 0011 0 014

68 ты достигнуты в варианте 5 при со40 отношении алюминия к марганцу сплава 1:12.

С целью установления влияния предлагаемого способа на качество труб, он также испытан в промышлеи45 ных условиях при раскислении стали марок 10-45, выплавляемых в 200тонных мартеновских печах, Предлагаемым способом обработано 240 плавок. Результаты исследо5р вания в сопоставлении с известной технологией (присадка алюминия, титана комплексного сплава. марки

СМн17 по ГОСТ 4756-77) приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Угар титана, Ъ

Выход труб

gl сорта,Ъ

Способ раскисления

Брак,Ъ

40-50

60-70

0,2

7,9

Предлагаемый

Известный

0,36

11,24

0,016

0,012

0,009

0,008

0,007

0,010

0,015

0,018

Данные табл. 1 убедительно свидетельствуют о преимуществе предлагаемого способа раскисления. Как видно, оптимальные результаты получены в вариантах 2-6, т.е. при соотношении алюминия к марганцу сплава в п>еделах 1:3-1:15. При этом содержание в стали кислорода, водорода, азота и неметаллических включений снижается в среднем соответственно на 50, 30, 50 и 40 отнЪ, а угар титана снижается на 21 абсЪ.

Все варианты предлагаемого способа имеют преимущество перед из" î.ñòíûì, однако наилучшие результа0,026

0,021

0,015

0i014 0,012

0,018

0,023

0,027

1068496

Составитель A.Прусс

Техред Ж.Кастелевич

Редактор Н.Рогулич Корректор A,Çèìîêîñîâ

«е ча е

Заказ 11400/23 тираж 544 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР..по делам изобретений H открывший

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

Фй

Филиал ППП Патент ., г. Ужгород, ул.Проектная,4

Приведенные данные свидетельствуйт, что предлагаемый способ раскисления трубных сталей позволяет снизить выход продукции второго сорта, значительно сократить брак и уменьшить угар титана при раскислении.