Способ выплавки высокомарганцовистой стали

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

15 А1 (19) (II) (51) 4 С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И-OTHPbITVM (21) 3794556/22-02 (22) 27.09.84 (46) 23.06.86..Бюл. В 23 (72) В.Ф.Меркулов, В.М.Кунгуров, И.В.Зуев, А.И.Луцкий, Г.Н.Косых, В.И.Терентьев, В.С.Цепелев, А.О.Кириченко, Е.П.Калинушкин и Л.И.Снаговский (53) 669.187.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 872570, кл. С 21 С 5/52, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Я- 499309, кл. С 21 С 5/52, 1976.

Авторское свидетельство СССР У 954433, кл. С 21 С 5/52, 1982. (54)(57) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОИ СТАЛИ, включающий расплавление, нагрев металла выше температуры структурного превращения расплава, модифицирование и последующее охлаждение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости и износостойкости стали и производительности электропечи, модифицирование проводят азотом в количестве 0,03-0,08 мас.Ж совместно с алюминием в количестве

0,005-0,060 мас.Ж и титаном в количестве 0 01-0, 15Х от массы металла.

1 123

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при выплавке высокомарганцовистой стали в электропечах.

Целью изобретения является повышение трещиноустойчивости и износостойкости стали, а также производительности электропечи.

Сущность предлагаемого способа заключается в модифицировании металла элементами, образующими дополнительные центры кристаллизации, уменьшающие работу образования зародышей критического размера, в условиях, обеспечивающих получение гомогенной структуры.

При присадке в жидкую сталь азота в количестве 0,03-0 08 совместно с алюминием в количестве О;005-0,060% и титаном в количестве 0,01-0,15 образуются мелкодисперсные нитриды и карбонитриды этих элементов.При затвердевании металла они служат готовыми дополнительными центрами кристалЪ лизации, что приводит к измельчению зерна аустенита и более равномерному распределению фосфидной эвтектики. Это, в свою чередь, приводит к повышению пластичности и трещиноустойчивости стали. Азот, находящийся во включениях и в твердом растворе, повышает твердость и износостойкость металла.

При введении в жидкую сталь азота менее 0 03 алюминия менее

0,005 . и титана менее 0,01 нитриды и карбонитриды этих элементов не образуются, что снижает трещиноустойчивость и износостойкость стали.

При введении в жидкую сталь азота более 0,08, алюминия более 0,060 и титана более 0,15 . увеличивается не количество нитридов и карбонитридов этих элементов, а их размер, что также снижает трещиноустойчивость стали.

Нагрев металла выше температуры структурного превращения обеспечивает протекание необратимых изменений структуры жидкой стали, приводящих к получению гомогенного расплава, Проведение операции модифицирования в этих условиях способствует более равномерному распределению азота, алюминия и титана в расплаве и осуществлению эффекта модифицирования пэ всему объему металла. Это приводит к уменьшению анизотропии свойств

S0

55 приводит к повышению производительности электропечи и стойкости ее футерое3ки °

Осуществление нагрева металла по предлагаемому способу с использованием продувки его газообразным кислородом, с одной стороны, увеличивает скорость нагрева и дополнительно производительность электропечи, а,с другой стороны, способствует скорейшей гомогенизации стали за счет ее перемешивания струей газа и выделяющимися из расплава пузырьками окиси углерода.

Пример.В 6-тонной дуговой электропечи выплавляют высомарганцовистую сталь марки 110Г13Л по известному и предлагаемому способам. Температура ликвидуса высокомарганцовистой стали составляет 1400 С, а температуо ра структурного превращения расп1тава

1550 С.

По предлагаемому способу после расплавления шихты металл, нагревают электрическими дугами до 1570 С и производят его модифицирование азотом в количестве 0,02-0,09 совместно с алюминием в количестве 0,0030,065 и титаном в количестве 0,0050,20%. Азот вводят азотированным марганцем (95% марганца, 5 азота), алюминий — кусковым металлическим алюминием,, а титан — ферротитаном (35% титана,, железо — остальное).

На отдельных плавках нагрев расплава осуществляютииспользованием продувки металлагазообразным кислородом .

Из металла опытных плавок отливают зуб ковша и образцы для исследован.ия износостойкости стали. Химический состав стали 110Г13Л всех опытных плавок соответствует требованиям

ГОСТа.

Производительность электропечи оценивают по продолжительности плавки, а трещиночувствительность — по суммарной длине трещин на отливке зуба ковша. Относительную износостойкость стали определяют по величине ,средней интенсивности изнашивания на машине СНЦ-2. Стойкость зубьев

9153 и к дополнительному увеличению трещиноустойчивости стали.

Кроме того, нагрев до температуры выше температуры структурного превращения расплава не требует таких значительных (220-300 С) перегревов металла над точкой ликвидуса, что

12391

Способ выплавки высоПлавка

Трещи- Иэносоноус- стойксть, тойчи- Х

Стойкость зубьев ковшей, Х

Режим модифицирования

Продолжительность, плавки, ч-мин комарганцовистой стали вость

:Известный

3-20 75

Бор на 0,3% при 165ООС

100

100

3-05

112

115

Азот на 0,05Х, алюминий на

0 03%, титан на 0,08% при

1570 С 2-55

Азот на 0,08Х алюминий на

0,03%, титан на 0,08% при

f570 С

140

135

Предлагаемый 4

3-10

f22

118

Предлагаемый

Алюминий на

0,005%, азот на 0,05%,титан на 0,08Х при 1570 С

3-00

110,1 fá

Алюминий на

0,060Х азот на 0 05% титан на 0,08Х при 1570 С 3-05

115

119

Титан на 0,01%, азот на 0,05Х, алюминий на 0,03% при 1570 С 3-00

114

120

Титан на 0,15%, азот на 0,05Х алюминий на

0,03% при

1570

122

3-05 ковша определяют путем карьерных испытаний в одинаковых условиях.

Результаты исследований представ,лены в таблице.

Таким образом, трещиноустойчивость 5 и износостойкость высокомарганцовистой стали 110Г1ЗЛ, полученной по предАзот на

0,03%,алюминий на

0,03%, титан на 0,08% при 1570оС

53 4 лагаемому способу выплавки, значитель-,. но выше, чем у этой же стали, полученной по известному способу. Производительность электропечи при этом существенно увеличилась, особенно при использовании для продувки жидкого металла кислорода.