Способ разливки кипящей стали

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к способам разливки кипящей стали, и может быть использовано для получения крупных слитков из кипящей стали. Цель изобретения - улучшение макроструктуры и повышение качества поверхности слитка, увеличение выхода годного и уровня механических свойств металла . Способ заключается в том, что при разливке кипящей стали на струю разливаемого в изложницу металла вводят измельченные металлические добавки в количестве 1-2,5% пропорционально линейной скорости разливки в течение 75-80% времени заливки , начиная с момента заполнения изложницы на 15-20% ее высоты, а металлические добавки содержат углерод и кремний в соотношении от 1:1 до 1:30. I ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1404161 А1

51 4 В 22 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1 "

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4139563/31-02 (22) 27.08.86 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В. А. Ефимов, В. П. Осипов, Е. Ф. Диюк, В. В. Шепелев, Д. В. Марушевский, И. П. Липка, С. Т. Плискановский, Е. А. Царицын, Э. Н. Шебаниц и В. Я. Кравченко (53) 621.746.58 (088.8) (56) Загребин Б. А. и др. Повышение однородности кипящего слитка за счет введения металлических добавок. — В сб. Проблемы стального слитка. М.: Металлургия, 1969, № 4, с. 312 — 315.

Явойский В. И. и др. Металлургия стали.

М.: Металлургия, 1983, с. 387 — 388.

Авторское свидетельство СССР № 977109, кл. В 22 D 27/20, В 22 D 7/00, 1982. (54) СПОСОБ РАЗЛИВКИ КИПЯЩЕЙ

СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам разливки кипящей стали, и может быть использовано для получения крупных слитков из кипящей стали. Цель изобретения — улучшение макроструктуры и повышение качества поверхности слитка, увеличение выхода годного и уровня механических свойств металла. Способ заключается в том, что при разливке кипящей стали на струю разливаемого в изложницу металла вводят измельченные металлические добавки в количестве

1 — 2,5% пропорционально линейной скорости разливки в течение 75 — 80% времени заливки, начиная с момента заполнения изложницы на 15 — 20% ее высоты, а металлические добавки содержат углерод и кремний в соотношении от 1:1 до 1:30.

1404161

При соотношении С и Si менее 1 количество вводимого Si с учетом его коэффициента усвоения больше, чем требуется для стабилизации окисленности стали в оптимальных пределах (например, для стали 0,8 КП

0,040 — 0,045%). Это приводит к снижению окисленности стали ниже этих значе-. ний, что сказывается на интенсивности кипения и, в конечном итоге, приводит к неудовлетворительной толщине и плотности наружной корки и форме головной части слитков. И наоборот, при соотношении больше 30

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам разливки кипящей стали, и может быть использовано для получения крупных слитков из кипящей стали.

Цель изобретения — улучшение макроструктуры и повышение качества поверхности слитка, увеличение выхода годного и механических свойств металла.

Введение измельченных металлических частиц после частичного наполнения излож-10 ницы на 15 — 20% ее высоты исключает в начальный период возможность как захвата твердых частиц формирующейся при наличии очень узкой двухфазной зоны наружной коркой, так и неполное расплавление их в донной интенсивно охлаждающейся части слитка.

При вводе частиц ранее, чем уровень металла достигнет 15% высоты изложницы, даже несмотря на низкую температуру плав ления частиц возникает возможность неполного расплавления частиц ввиду как резкого охлаждения первых порций металла, так и недостаточного объема металла, избыточное теплосодержание которого расходуется на нагрев поддона и стенок изложницы. 25

Если вводить частицы по достижении уровнем металла в изложнице высоты более

20%, где на скорость кристаллизации поддон и стенки изложницы не оказывают существенного влияния, и в связи с существующей инерционностью в плавлении частиц, 30 вызванной протеканием этапов прогрева, образования на ней намерзшего слоя металла, наблюдается запаздывание в доставке проникающей струей стали продуктов плавления частиц к фронту затвердевания на этом уровне. Это приводит к местному уто- 35 нению наружной корки, а при прокатке— к возможным дефектам поверхности.

Наличие в металлических частицах избыточных по сравнению с разливаемой сталью количеств С и Si (срабатывают как 40 раскислители ) позволяет стабилизировать охлажденность стали и тем самым обеспечить при равномерном вводе частиц устойчивое интенсивное кипение металла на всем протяжении отливки слитка без вспенивания и осадки его и качественное про- 45 ведение процесса химического закупоривания.

2 происходит бурное кипение, которое характеризуется вспениванием и осадком металла в изложницах, рослостью слитков.

Продолжнительность ввода металлических частиц предполагает максимально возможное время их присадки в жидкий металл при отливке слитков. Выполнением этого условия добиваются более равномерного ввода и распределения частиц в объеме и, следовательно, воздействия их на металл на всем протяжении отливки слитка. В противном случае эффект влияния частиц может локализовываться: толщина и плотность наружной корки, степень развития химической неоднородности предпочтительны на уровнях слитка, где вводят частицы.

Поэтому оптимальной продолжительностью ввода частиц следует считать интервал 75—

80% времени их отливки. Это время в сумме с временем до начала ввода составляет около 95% времени отливки слитка, т. е. частицы воздействуют на металл.на всем протяжении отливки тела слитка.

Количество вводимых частиц выбирается из расчета снятия требуемого перегрева стали. Так, при введении частиц в количестве менее 1% эффект от снижения температуры незначителен (- 10 — 12 С). Это приводит к повышению интенсивности кипения, но не оказывает заметного влияния на макроструктуру слитка, снижение химической неоднородности, повышение технических свойств металла.

С вводом более 2,5% металлических частиц в связи с полным снятием перегрева появляется возможность неполного расплавления частиц, скопления их в различных зонах слитка и образования дефектов при последующей пластической деформации. Поэтому оптимальным следует считать количество частиц в пределах 1,0 — 2,5% от массы разливаемых слитков.

Пример. Разливка стали марки 0,8 КП в слитки массой 19,2 т. Высота изложницы

2500 мм. В процессе разливки стали по заполнении изложницы на 18% ее высоты (т. е.

450 мм) на струю металла вводят пропорционально линейной скорости заливки металлическую дробь в количестве 15,0 кг/т стали (1,5%) при отношении С:Si = 14 (С

07%; Si 005%) и т. пл. 1480 С.

Металлическую дробь во время отливки слитков присаживают в течение 77% времени их отливки. В результате этого в изложницах во время разливки удается создать стабильное интенсивное кипение металла без вспенивания и осадка его в изложнице, что приводит к снижению пористости корковой зоны (плотность ее увеличивается с 7,283 до 7,411 г/см ) и увеличению толщины наружной корки до 25—

30 против 15 — 25 мм при разливке по известному способу. Химическое закупоривание обеспечивает формирование головной части слитков без порывов и свищей и сни14041

3 жение расходного коэффициента металла на

15 кг против 3 — 10 кг по известному способу.

Анализ макро- и микроструктуры, химической неоднородности и механических свойств металла показывает, что металлические частицы оказывают существенное влияние на эти характеристики по сравнению с известным способом: физическая и химическая неоднородность металла снижается с 250 — 360 до 15оА,, а уровень макси- 10 мальной ликвации 25 — 45Я против 15 — ЗОЯ.

Значительно уменьшается количество неметаллических включений, особенно сложных (оксисульфидов), повышаются на 15 — 20о механические свойства (особенно пластические характеристики оь о Эриксон) горячеи холоднокатаных листов.

Таким образом, предлагаемый способ разливки кипящей стали позволяет выравнять условия разливки путем их оптимизации и стабилизации как на отдельных уровнях

61

4 слитка, так и в пределах одной плавки, и в результате улучшить качество и увеличить выход годного металла в прокате.

Формула изобретения

Способ разливки кипящей стали, включающий ввод на струю разливаемого в изложницу металла измельченных металлических добавок, в количестве 1 — 2,5Я от массы заливаемого металла пропорционально линейной скорости заливки, отличающийся тем, что, с целью улучшения макроструктуры и повышения качества поверхности слитка, увеличения выхода годного и механических свойств металла, металлические добавки вводят с содержанием углерода и кремния в соотношении от 1:1 до 1:30 в течение 75 — 80Я времени заливки, начиная с момента заполнения изложницы на 15 — 20о ее высоты.

Составитель В. Андреев

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор С. Черни

3а каз 3021/9 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра> шская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4