Способ микролегирования стали титаном

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам микролегирования стали. Цель изобретения - повышение качества без ухудшения свариваемости. При выпуске стали после обработки расплава рафинировочным шлаком или рафинировочной смесью вводят двумя порциями алюминий и ферротитан при отношении суммарного расхода титана к алюминию 1:(3-6). Алюминий и ферротитан в первой порции вводят в количестве 70-90% от общего расхода, а вторую порцию вводят после выдержки расплава. Расплав выдерживают в течение 10-30 мин, при этом в первой порции алюминий вводят перед ферротитаном, а рафинировочный шлак или рафинировочная смесь содержат 2,5-5,0% двуокиси титана. Применение технологии позволяет получать сталь, упрочненную карбидами титана, которая по уровню прочностных свойств, вязкости и свариваемости соответствует стали, упрочненной карбидами ниобия и ванадия. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (ll) 16О2877 А 1 (51)5 С 21 С 7/06

Я1й1С 1

Е -!Б 111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

©Ъ

Ю

b3

00 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4423244/27-02 (22) 09.11.87 (46) 30,10.90. Бюл. N 40 (71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" (72) С.В.Лепорский, А.С.Плискановский, А.И.Шмырев, Ю.Д.Морозов, А.С.Стороженко и Д.Ю.Левин (53) 669.18(088.8) (56) Сталь, 1986, 1" 5, с. 19 "20. (54) СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ

ТИТАНОМ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам микролегирования стали. Цель изобретения — повышение качества без ухудшения свариваемости. При выпуске стали после обработки расплава рафинировочным шпаком или рафинироИзобретение относится к черной металлургии, в частности к способам микролегирования стали.

Цель изобретения — повышение качества без ухудшения свариваемости.

Пример 1. Плавку массой

340 т выпускают в сталеразливочный ковш, в который предварительно вводят

16 т известково-гпиноземистого шпака, содержащего 2,5Z двуокиси титана.

В процессе выпуска плавки в него вводят марганец и кремнийсодержащие ферросплавы для раскисления и легирования металла. В момент заполнения ковша на 1/2 его объема в металл вводят первую порцию алюминия (750 кг) и затем 250 кг титана.

Общая масса первой порции алюминия и

2 вочной смесью вводят двумя порциями алюминий и ферротитан при отношении суммарного расхода титана к алюминию

I (3-6). Алюминий и ферротитан в первой порции вводят в количестве 7090Х. от общего расхода, а вторую порцию вводят после выдержки расплава.

Расплав выдерживают в течение 1О30 мин, при этом в первой порции алюминий вводят перед ферротитаном, а рафинировочный шлак или рафинировочная смесь содержат 2,5-5,07 двуокиси титана. Применение технологии позволяет получать сталь, упрочненную карбидами титана, которая по уровню прочностных свойств> вязко сти и свариваемости соответствует стали, упрочненной карбидами ниобия и ванадия, 1 табл. титана составляет 1000 кг. Соотношение титана к алюминию 1:3. По окончании выпуска ковш с металлом транспортируют на установку внепечной обработки, на которой через 10 мин после ввода первой порции титана (в виде ферротитана) в начале процесса продувки металла порошкообразным силикокальцием вводят вторую порцию: сначала 107,5 кг титана в виде ферротитана, затем 322,5 кг алюминия, всего 430 кг. Массовое отношение титана к алюминию составляет 1:З.Масса пергой порции титана и алюминия составляет

70Х от общей массы этих материалов, израсходованных на илавку. Готовая сталь имеет следуюший химический состав,7.: углерод 0,11; кремний 0,30;

1602877 марганец 1,65; сера 0,003; ФосфоР

0,020; алюминий 0,03; титан 0,075 °

Сталь разливают в заготовки непрерывнолитым способом, которые прокатывают на лист толщиной 15,7 м. Иэ листа отбирают пробы для проведения испытаний готового листа. Ударная вязкость околошовной зоны натурных испытаний равна 65 Дж/см . По результатам испы- fp таний пятикратных плоских образцов

2 прочность стали составляет 635 Н/мм

Пример 2. Плавку массой

340т выпускают в сталеразливочный ковш> в который предварительно вводят f5

12 т известково-глиноземистого шлака, содержащего 4,0 . двуокиси титана. Перед выпуском плавки- на шлак вводят порцию алюминия массой 340 кг. В процессе выпуска плавки в него вводят 2р марганец и кремнийсодержашие ферросплавы для раскисления и легирования металла. К моменту заполнения ковша на 1/2 его объема в металл присаживают еще 510 кг алюминия (обшая добав 25 ка алюминия 850 кг). По окончании выпуска ковш с металлом траиспортируют на установку порционного вакуумирова-. ния, и в начале вакуумирования вводят в металл 188 кг титана в виде ферротитана (первая порция). Общая масса в первой порции алюминия и титана составляет 1038 кг. Соотношение титана и алюминия 1:4,5. Через 20 мин после введения первой порции в процессе ва- 35 куумирования (через 15 циклов) вводят вторую порцию титана и алюминия: сначала 47,7 кг титана в виде ферротита" на, а затем 214,3 кг алюминия, всего

262 кг. Массовое отношение титана к 40 алюминию составляет 1:4,5 ° Масса первой порции титана и алюминия составляет 80 от общей массы этих материалов, израсходованных на плавку, го-,. товая сталь имеет следуюший химиче- 45 ский состав,7: углерод 0,11 кремний

0,32, марганец 1,54; сера 0,004; ос" фор . 0,018; алюминий О, 06 ; титан

0,08. Сталь разливают в заготовки на

МНЛЗ, которые прокатывают по контролируемым режимам на лист толшиной

16,7 мм. Из листа отбирают пробы для испытаний механических свойств и проведения натурных испытаний для оценки свариваемости, Прочность состав- ляет 620 Н/мм ° Ударная вязкость

2 околошовной зоны (КС) при -60 С

60 Дж/см, Холодных трещин не наблю2 дается.

Пример 3. Плавку массой

320 т выпускают в сталеразливочный ковш, в который предварительно вводят 8,0 т известково-глиноземистого шлака, содержащего 5,0% двуокиси титана. В процессе выпуска плавки в металл вводят марганец и кремнийсодержащие ферросплавы для раскисления и легирования. В момент заполнения ковша на 1/2 его объема в металл вводят первую порцию титана и алюминия: вначале 900 кг алюминия, а затем 150 кг титана в виде ферротитана.

Общая масса первой порции составляет

1050 кг. Соотношение титана к алк минию 1:6 ° По окончании выпуска ковш с металлом транспортируют на установку внепечной обработки. Через

30 мин после выпуска плавки в процессе продувки металла аргоном в ковш вводят вторую порцию алюминия и титана: сначала 16,9 кг титана в виде ферротитана, а затем 101,9 кг алюминия, всего 118 кг. Массовое отношение титана к алюминию составляет

1:6. Масса первой порции титана и алюминия составляет 90 от общей массы этих материалов, израсходованных на плавку. Готовая сталь имеет следующий химический состав,7: углерод

0,09; кремний 0,27; марганец 1,62; сера 0,006; фосфор 0,02; алюминий

0,04; титан 0,070. Сталь разливают с заготовки на МНЛЗ, которые затем прокатывают по контролируемым режимам на лист толщиной 15,7 мм. Иэ листа отбирают пробы для испытаний механических свойств и проведения натурных испытаний для оценки свариваемости ° Прочность стали по результатам испытаний пятикратных плоских образцов составляет 610 Н/мм.

Ударная вязкость околошовной зоны на образцах Мелани при -60 С о

75 Дж/см . Холодных трещий не наблюдалось.

Результаты приведены в таблице, Как видно из данных таблицы, нарушение технического решения приводит к большему раэбросу значений концентрации титана (необходимое содержание 0,07-0,09 ) в стали и, ° как следствие, к отклонению механи,ческих свойтсв стали от заданных требований — низкой прочности (не менее 600 Н/мм ), недостаточной вяза кости околошовной эоны (менее

1602877

Наличие

Содержание

Ударная вязкость

ОКОЛОШОВ» ной зоны на образцах типе

T при -60 С, д*/

Опыт Содержание ассовое Массовая ВыдержВременхолодных трещин в сварных соединениях отношение титана и алюмини ка металла пеное содоля титана и двуокиси титана синтети ческом шлаке,X противление, Н/мм титана,X ачюминня ред втов первой .рой порпорции,X цией тиот обшего тана н асхода алюминия

0,060

0,065

0,058

0,07

0,075

0 i08

0,07

0,095

2,3

2,5

2,5

2,5

3,75

5,0

5,5

580"

"80

645

Нет

То же

I0

5к

1:3

1:2,5

1:4

l:5

1:3

1:4,5

l:6 !

68

Обнаружейы" .о же

Нет

25 0,10

35 0,08

75 0,055"

1:6,5

1:3,5

1:4

75 15 650

92 25 640

79 35 560

4,5..

3,2

4,1

ll

Протоl2

30 520 - 85 0,030

1:15 к

При отступлении от заявленных режимов, кк

Ниже заданных требований.

Составитель В. Самсонов

Техред ЕЕ.Дндык Корректор А. Ссауленко

Редактор С. Титова

Заказ 3361

Тираж 500

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комб«нат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

40 Дж/см2) . и появлению холодных трещин в сварном соединении.

Предлагаемый способ микролегирования титана позволяет с высокой, надежностью получать сталь, упрочненную карбидами титана, которая по урОВню прочностных сВОЙстВ» ВязкО сти и свариваемости полностью соответствует стали, упрочненной карбо- 10 нитридами ниобия и ванадия.

Формула изобретения

Способ микролегирования стали ти-. таном, преимущественно высокопрочной, 15 упрочненной карбидами титана, включающий выпуск расплава в ковш, обработку расплава рафинировочным шлаком или рафинированными смесями, содержащими окислы титана, ввод ферротитана и алюминия, выдержку расплава, отличающийся тем, что, с целью повышения качества без ухудшения свариваемости, ферротитан иалюминий вводят двумя порциями после обработки расплава рафинировочным шлаком или рафинировочной смесью при отношении суммарного расхода титана к алюминию 1:(3-6), при этом первую порцию ферротитана и алюминия вводят в количестве 70-9ОХ от общего расхода, а вторую порцию — после выдержки расплава, причем продолжительность выдержки равна 1030 мин, алюминий в первой порции вводят перед вводом ферротитана, а рафинировочный шггак или рафинировочная смесь содержат 2,5-5,0Х двуокиси титана.