Способ производства малоуглеродистой стали,содержащей 0,10- 0,22% углерода,раскисленной алюминием

 

Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - увеличение выхода годного и улучшение качества стали за счет уменьшения содержания неметаллических включений, предотвращения графитизации и повьгшения дисперности перлита в структуре металла Для достижения поставленной цели перед разливкой металла определяют содержание в нем углерода, ;алюминия, азота и в зависимости от соотношения полученчых концентра15ий разливку стали проводят либо в среде аргона, либо в среде азота. Рас- }ход аргона (азота) 0,3-0,5 . При соотношении + Alj в пределах 25-45 разливку осуществляют в среде аргона, при соотношении с + + AI в пределах 46-70 - в среде азота. Обеспечивается повьш1ение выхода годного слитка с 45 до 65%, улучшение штампуемости, снижение брака на операциях Вытяжка и Обжим, 2 табл. СО 4i со i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7 «е«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 4121228/23-02 (22) 22.09.86 (46) 30.07.88. Бюл. ((7 28 (71) В.В.Белогорская, М.ПАМищин, Ю.Н .Мрщевв, П.А.Денисенко, A.Ï,ÁóäàHoâ, Л.В.Файнберг, Н,Ф.Бахчеев, А.А.Востриков, В.Е.Гаврилов, В.Н.Бобков и Я.М.Викторский (53) 669,046.517(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (l7 1189568, кл. В 22 D 11/00, 7/00, 1984.

Патент Японии 146 51-41852, кл. В 22 D 23/00, опублик. 1976.

Применение аргона для защиты струи и зеркала металла от вторичного окисления при разливке. Технологическая инструкция(Магнитогорского меткомбината ВТИ-101-СТ-М1-21-86, 1980. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ, СОДЕРЖАЩЕЙ 0,10-0,22Х

УГЛЕРОДА, РАСКИСЛЕННОЙ АЛЮМИНИЕМ.„„Я0„„1413144 А1

gg 4 С 21 С 7/072, В 22 D 1/00 (57) Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения — увеличение выхода годного и улучшение качества стали за счет уменьшения содержания неметаллических включений, предотвращения графитизации и повйшения дисперности перлита в структуре металла Для достижения поставленной цели перед разливкой металла определяют содержание в нем углерода, ,алюминия, азота и в зависимости от соотношения полученных концентраций разливку стали проводят либо в среде аргона, либо в среде азота. Рас ход аргона (азота) 0 3-0 5 м /т. При

3 соотношении (С) + (A1I /(N(в пределах 25-45 разливку осуществляют в

1 среде органе, при соотношении (с) + (/1 (А1) /(В) в аредепен 46-70 - в среце азота, Обеспечивается повышение С выхода годного слитка с 45 до 65Х, улучшение штампуемостир снижение брака на операциях "Вытяжка" и "Обжим".

2 табл.

4а

1413144

Иэобретение относится к черной металлургии, а именно к производству малоуглеродистой стали, содержащей

0,10-0,22 углерода, раскисленной .алюминием, используемой для получения высококачественной холоднокатаной стальной ленты, предназначенной для изготовления изделий способом холодной глубокой вытяжки и штамповки. 10

Цель изобретения — увеличение выхода годного и улучшение качества

;стали за счет уменьшения содержания

:неметаллических включений, предотвра цения графитизации и повышения дис- 15 ! ерсности перлита в структуре металла.

В приведенных соотношениях эле" менты: углерод, алюминий, и азот вы,браны иэ следующих соображений, Они 20

:оказывают влияние на процессы графи тизации в конечной структуре металла.

Углерод является строительным материалом,который формирует включения графита. Углерод в железоуглеродистых сплавах может присутствовать в форме цементита - Fe>C и в форме графита, В любом случае увеличение содержания углерода повышает абсолютное количество цемента (соответствен- 30 но графита).

Алюминий играет роль модифицирующей добавки, ускоряющей графитиэацию, благодаря связыванию азота в устойчивые соединения. 35

Азот препятствует графитизации, В присутствии азота, не связанного в устойчивые химические соединения, понижается относительная доля пересыщения о -раствора углеродом. Кроме 40 того, атомы азота, адсорбируясь на микропорах, деэактивируют их как места формирования графита.

При разливке жидкого металла в среде аргона оптимальным является со- g5 (С1 + tAQ отношение — — -» — — 24-45 ко1 торое получено экспериментальным путем.

Защита металла аргоном при величине соотношения менее 25 нецелесообразна, поскольку малоуглеродистая, раскисленная алюминием сталь в таком случае содержит азота 0,008Х и более, что недопустимо в сталях для глубокой штамповки, поскольку это приводит к ухудшению качества (штампуемости) и увеличению брака в связи с интенсивным старением, снижению выхода годного до . 55K.

Защита металла аргоном при величине соотношения более 45 приводит к повышению загрязненности холоднокатаного металла включениями графита, Кроме того, увеличивается размер (балл) перлита. В результате снижается выход годного эа счет обрыва металла при штамповке по графитовым включениям, увеличивается брак на операциях Вытяжка" и "Обжим", При разливке металла в среде азота оптимальным является соотношение

1С} +(All

-»--- = 46-70, которое также по N лучено экспериментальным путем.

Защита металла азотом при величине соотношения менее 46 приводит к увеличению в твердом растворе остаточнрго содержания азота (не связанного с Al), . увеличению количества . ° Фf неметаллических включений, в результате — ухудшению пластичности и щтампуемости холоднокатаной ленты (показатель штампуемости соответствует

F-4) и уменьшению выхода годного до 55 ..

Защита металла азотом при величи-. не соотношения более 70 приводит к ухудшению качества металла: укрупнению балла перлита до ЗА и балла неме» таллических включений до 2-3 баллов и,как следствие, к ухудшению пластичности и штампуемости холоднокатаной ленты. Показатель штампуемости Г снижается до 4. Выход годного составляет 50 .

Характеристика холоднокатаной, отожженной малоуглеродистой стали марки 18ЮА (толщиной 3,2 мм), полученной по предлагаемому способу с защитой расплава аргоном и азотом в сравнении с прототипом приведены в табл. 1 и 2 соответственно, По

Ту 14-4-762/76 предел прочности (6 ) должен быть в пределах 330-450 ИПа (34-45 кгс/мм ), относительное удлинение (о ) не менее 32 ., Подсчет графитовых включений производился по толщине полосы холоднокатаного металла (среднее иэ 6 полей), Оптимальное значение показателя штампуемости (F) для стали марки 18ЮА 5-10.

Иалоуглеродистую сталь марки

18МА с химсоставом по ГОСТ 803-81 в пределах, -: С 0,16-0,22; Мп 0,200,40; Al 0,02-0,07; Si,S u P не

3 141314 более: Si 0,13; S 0,025; P 0,025, выплавили в основной мартеновской печи емкостью 280 т скрап-рудным процессом. Раскисление производили в ковше алюминием и разливали в изложницы сверху;

Во время разливки металл защищали газом от вторичного окисления кислородом воздуха. 10

Выбор. газа для защиты металла определяли перед разливкой по величине соотношения — -- - ----. При соотноfC3 + tAl) шенин †- - — — 25-45 защита про- 15 изводилась аргоном, при соотношении (С) + tA1) — — 46-70 защита производиР) лась азотом.

Пример 1. Перед разливкой предварительно определили содержание углерода, алюминия и азота в металле (С 0,16Х; Al 0,02Х; N 0,0070Х).

ГС1 + ГА11

Вычислили соотношение — = 25

0 16+0 02

- — — — — = 25. После чего раэли0,0070 ли металл,в изложницы с защитой аргоном.

Далее металл подвергли прокатке (горячей и холодной) на конечную толщину 3,2 мм и рекристаллизационному отжигу.

Затем произвели испытания механических свойств, оценку микроструктуры и показателя штампуемости F.

В результате получена холоднокатаная лента с пределом прочности 6g =

= 392 MIla и относительным удлинением о = 37 5 с перлитом IA балла, не- 40

4 значительным количеством точечных оксидов 1 балла, без графитизации металла при отжиге с показателем штампуемости F = 6. Выход годного слитка составил 65 ..

Пример 2. Перед разливкой металла определили содержание углерода, алюминия и азота в стали (С 0,22, Al 0,070 ; N 0,0040 ), Вычислили со(С) + (А1) 0 22+0 070 отношение --------- — = х л. (1 ) 0,0040

70.

После чего металл разлили в изложницы с защитой расплава азотом.

4

Далее металл бьл прокатан (горячая и холодная прокатка) на конечную толщину 3 2 мм и отожжен, Затем были проведены испытания механических свойств полученной холоднокатаной отожженной.ленты.

Предел прочности составил

480 M1Ia, относительное удлийение

= 38,0, что удовлетворяет как и в предыдущих примерах требованиям, предъявляемым ТУ 14-4-762-76. Выход годного слитка составил 65Х. Графита в структуре металла не наблюдается, перлит дисперсный (соответствует )A баллу), металл чист по неметаллическим включениям (точечные оксиды в небольшом количестве — 1 балла). Показатель штампуемости F 7, что отвечает хорошей штампуемости металла, Использование предполагаемого спо" соба обеспечивает повышение вшхода годного слитка с 45 до 65Х и улучшение качества эа счет уменьшения содержания неметаллических включений, устранения графитизации, улучшение штампуемости металла за счет повышения дисперсности перлита и уменьшения размера (балла) неметаллических включений, а также снижение брака при штамповке и на операциях "Вытяжка" и "Обжим" благодаря устранению обрывов по включениям графита, Формула изобретения

Способ производства малоуглеродистой стали, содержащей 0,10-0,22Х углерода, раскисленной алюминием, включающий выплавку метаЛла и разливку с газовой защитой струи аргоном или азотом при расходе газа 0,3Ь

0,5 м /т жидкого металла, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода годного и улучшения качества стали sa счет уменьшения содержания неметаллических включений, предотвращения графитизации и повышения дисперсности перлита в структуре металла, перед разливкой определяют содержание углерода,алюминия и азота в металле и при массовом . отношении (C)+(Alj /(К) в пределах 25-45 разливку осуществля" ют в среде аргона, а в пределах

46-70 — в среде азота, 1413144.1 )(И,*

Я сО

4Ч ю

Щ ° O4 ОЪ фВ

444

6Э Oft

N м Ь4 ч>

И3 О а а

- сч

РЪ Ф Ъ а о и ь а а ю

Р 1 с Ъ 1 3

М

С4

РЪ еч eu rai

С 3 -Ф с 1

Cl

МЪ

В о

Рв ай

1 1 I ф 4 ь, (1 f3)ь

I, ц I) () I.

14 I 3144! Ь ° е 35

Ю ФО 00

С4 Я ФЧ О чЭ е а о сф ° м! О»

4Ч л

I м е ч ч . СЧ

° Ч Е Ч ф е о о

1 а 1 !

» r» co

ФЪ Р) Ф ) ° ° б! !» Ф о

° Ф Ф

I I I в с s . ° c ! I l о

1 сч