:Трудового Красного Знамени индустриальный институт им.М.И.Арсеничева (72) К.Г.Носов, Е.М.Кривко, А.П.Огурцов, Ю.И.Гладилин, С.С.Бродский, А.И.База, И.А.Павлюченков и А.Н.Гончар (53) 621.746.58(088.8) (56) Патент США Ф 3801308, кл. 75-129, опублик ° 1974.

Авторское свидетельство НРБ

У 16492,. кл. В 22 Э 7/00, 1971.

1219654

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов легирования стали бором и алюминием или марганцем и алюминием.

Цель изобретения вЂ” повышение степени восстановления легирующих компонентов, снижение угара алюминия и уменьшение затрат на легирование стали.

Пример. Выплавляют трубные марки стали (20 тр, 35 тр, 45 тр) в 500-тонных основных мартеновских печах, работающих скрап-рудным процессом с продувкой ванны кислородом. Разливают металл фисифонным способом в слитки массой 8 2 т.

В отдельные изложницы на различных плавках подвешивают по 4-8 алюминиевых прутков сечением 25х12 мм (на всю высоту изложницы) . На них предварительно наносят слой датолитового концентрата. ТЬлщина слоя

1-5 мм. Общий расход датолитового концентрата 0,2- 1,25 кг/т стали.

Расход алюминия вЂ” постоянный (0,8 кг/т стали).

Результаты опробированияпредлагаемого способа(вариант 1)в сравнении с известным приведеныв табл. 1.

ЗО

Анализ представленных данных показывает, что предлагаемый способ позволяет повысить степень восстановления легирующих из их окислов, уменьшить угар алюминия и снизить затраты на легирование стали. Так, -"-5 в частности, содержание бора в стали увеличивается до 0,0021-0,00397., что является оптимальным для стали.

При более высоком содержании бора в стали в прокатной продукции появляется дефект-красноломкость. Уменьшение толщины слоя датолитового концентрата нецелесообразно ввиду снижения содержания бора в стали йуменьшения концентрации остаточного алюминия в стали.

Степень восстановления легирующих элементов при толщине 0 5 мм оказывается наибольшей. Это обусловлено тесиым контактом окисла легирующего О элемента с восстановителем. Однако бстаточная концентрация (или увеличение содержания) легирующего элемента меньше требуемой, что является причиной вывода толщины покрытия 55 (0,5 мм) за оптимальные пределы.

Уменьшение угара алюминия, а следовательно, и увеличение остаточной его концентрации в металле, име- ющее место лри утолщении слоя покрытия, обусловлено влиянием последнего на продолжительность плавления и растворения алюминия в металле. При отсутствии покрытия или минимальной его толщине (0,5 мм и менее) сразу же образуется стальная корка и алюминий главится внутри нее. Алюминий не усваивается металлом до момента разрушения стальной корки, Характерно, что при увеличении про,должительности плавления алюминия последний всплывает на поверхность и окисляется кислородом воздуха.

Если алюминий находится лод шлаковым покрытием оптимальной толщины, то корка не образуется (шлак является низкотеплопроводным материалом), и алюминий быстро усваивается жидкой сталью. При черезмерном увеличении толщины покрытия ухудшается его механическая прочность при высоких температурах и покрытие разрушается, легирующие не успевают восстановиться, а алюминий покрывается стальной коркой.

Таким образом, повышение степени восстановления (или усвоения) легирующего элемента (например, бора, марганца), получение требуемой концентрации легирующего элемента и снижение угара алюминия достигаются лишь лри оптимальной толщине покрытия, равной 1-5 мм.

Достигается также увеличение остаточного содержания алюминия в стали до 0,027-0,039Х. При этом затраты на легирование стали бором не превышают 0,05-0,13 руб/т, в. то вреМя как ло известному способу они составляют 0,15 руб/т.

По описанной выше технологии наносят также шлак металлического марганца на алюминиЕвые прутки и затем используют их при разливке аналогичных сталей (табл. 2) . Технология намораживания шлака на алюминиевые прутки может быть иной: твердые прутки алюминия можно быстро пропускать через слой жидкого шлака, образующегося при расплавлении шлака от производства металлического марганца или датолита. Толщина слоя шлака будет зависеть от скорости лролускания прутка, температуры шлака и алюминия, 1219654

Т аб лица

Толшина ОптиЗатраты на легирование стали бором, руб/т

Способ

Степень восстаОстаточное соОстаточное соВведено бора, % легирования слоя новле- держание ния бора, алюминия, % % датолитового держание бора в стали, % стали концент рата, мм

Предлагаемый

0,020

0,05

98,1

0,5 0,002- 0,00101

-0,004

0,001

93,2 и

0,06

0,00225 0,0021

0,00336 0,0030

1,0 и

0,09

89,1

2,0 и

0,10

0,00401 0,0034

84,7

3,0

4,0 и

0,11

0,00458 0,0035

76,4 и

0,13

0,00546 0,0039 71,3

5,0

0,0062 0,0041

0,15

5,5

65,9

Известный

0,002- 0 00195 0,001

-0,004

51,2

0,016

0,15

0,00206 О, 001

48,4

0,15

0,018

П р и м е ч а н и е. Алюминий вводят в количестве 0,8 кг/т стали.

Затраты на легирование стали бором по известному способу увеличиваются ввиду высокой стоимости криолита.

Анализ данных табл. 2 показывает, что содержание марганца в металле при использовании предлагаемого способа повьппается на 0,03-0,07%, при этом остаточное содержание алюминия мальная (требуемая) концентрация бора в стали, % достигает 0,020-0,033%, по известному способу 0,014-0,015%.. Затраты на легирование стали марганцем составляют 0,02 вЂ” 0,05 против 0,05 руб/т стали.

0,027

0,039

0,038

0,039

0,037

0,035

1219654

Т а б л и ц а

ОстаточВведено марганца, Х

Увеличение соСтепень восстановлеЗатраты на легирование стаТолщина слоя металСпособ ное солегиро вания держание алюминия, Х лического ли марганцем, руб./т ния марганца, 7. марганца, мм

Предлагаемый

1 0,5

0,01

95 0 0 018

Не менее 0,0105 0,01

0,03

0,020 0,02

0,024 0,02

94,1

92,3

0,04

90,7 0,026 0,03