Способ производства стабилизированной алюминием низкоуглеродистой стали для холодной штамповки

 

Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - повышение качества стали и экономичности способа. При выпуске стали в ковш после наполнения ковша на 0,4 - 0,5 объема в металл вводится марганцевый агламерат с интенсивностью 2,0 - 3,0 кг/т <SP POS="POST">.</SP> мин из расчета введения 4,0 - 5,2 кг закиси марганца на 1 т расплава. Алюминий вводится двумя порциями в виде кусков массой 0,7 - 6,0 кг, причем первая порция вводится в металл совместно с присадкой агломерата. Введение агломерата по предлагаемому режиму совместно с алюминием приводит к восстановлению закиси марганца, что исключает использование на плавке ферросплавов и позволяет стабилизировать механические характеристики металла. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4014766/02 (22) 10.02.86 (46) 15.07.91. Бюл. К 26 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.Я.Наконечный, B,Н.Радченко, А.Г.Пономаренко, И.В,Куликов, В.Ю.Табунщиков, М.Ж.Толымбеков, Н.А.Гуров, Г.З.Гизатулин, В,И.Панковец, А,А.Ларионов, Е.Л.Зац;

Л.Н.Кологривова, С,З.Афонин, Ю.Ф.Вяткин, А,А.Булянда, А,А.Троянский, Ю,И,Жаворонков, В.И.Литвинов, Д,А.Литвиненко, В.Н.Никитин и В.Г.Лазько (53) 669,046.554(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 981385, кл. С 21 С 7/00, 1981.

Черная металлургия,— Бюллетень НТИ, 1984, N19,,с,,16-17. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ АЛЮМИНИЕМ НИЗКОУГИзобретение относится к черной металлургии, в частности к производству низкоуглеродистой стали для холодной штамповки.

Цель изобретения — повышение качества стаЛи и экономичности способа.

Сущность способа заключается в том, что совместный ввод в ковш алюминия и марганецсодержа щего материала (агломерата) по предлагаемому режиму приводит к восстановлению окислов марганца, что позволяет получить стабильное содержание марганца и алюминия в металле в узких гарантированных пределах.

Использование марганцевого агломерата в количестве, обеспечивающел1 ввод в металл менее 4 кг закиси марганца на 1 т металла, не позволяет получить в стали со„. 5U„„1663032Al

ЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ

ШТАМПОВ КИ (57) Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения — повышение качества стали и экономичности способа. При выпуске стали в ковш после наполнения ковша на 0,4-0,5 объема в металл вводится марганцевый агломерат с интенсивностью

2,0 — 3,0 кг/т мин из расчета введения 4,0 — 5,2 кг закиси марганца на 1 т расплава. Алюминий вводится двумя порциями в виде кусков массой О, 7-6,0 кг, причем первая порция вводится в металл совместно с присадкой агломерата. Введение агломерата по предлагаемому режиму совместно с алюминием приводит к восстановлению закиси марганца, что исключает использование на плавке ферросплавов и позволяет стабилизировать . механические характеристики металла. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. держания марганца, определяющее оптимальные пластические свойства стали; подача более 5,2 кг закиси марганца на 1 т металла приводит к увеличению прочности стали и снижению пластических свойств металла.

Материалы подают с интенсивностью

2,0-3,0 кг/т. мин. Подача с интенсивностью менее 2,0 кг/т. мин не обеспечивает своевременную загрузку всех материалов до окончания выпуска, что ухудшает показатели восстановления марганца. Подача материалов с интенсивностью более 3,0 кг/т мин нецелесообразна, так как при этом не обеспечивается оптимальное взаимодействие оксидов марганца с алюл1инием: загрузка большого количества холодного материала в

1663032 ковш удлиняет время его прогрева и расплавления, в результате чего возможны повышенные угары, ранее расплавившегося алюминия от взаимодействия его с кислородом воздуха после всплывания над слоем шлака, что отрицательно сказывается на экономичности способа.

Подача материалов в ковш до слива 0,4 массы металла нецелесообразна, так как в этом случае происходит затягивание их кусков струей металла в его объем, что ухудшает последующие процессы восстановления в результате заметалливания кусковых марганецсодержащих материалов, а также создания условий для неконтролируемого угара алюминия. После того, как в ковш слили металл в количестве, равном 0,4 его массы, гидродинамические условия в ковше становятся благоприятными для процесса восстановления — оксидный материал не эаметалливается и резко снижаются потери алюминия от взаимодействия его с кислородом воздуха. Начало легирования стали марганцем до полного слива металла в ковш позволяет использовать кинетическую энергию струи для перемешивания металла и сократить общую длительность процесса восстановления, Давать материалы в ковш после слива более 0,5 массы металла нецелесообразно, так как в этом случае не удается загрузить все материалы до окончания выпуска металла в ковш, что ухудшает условия восстановления, В предлагаемом способе алюминий на восстановление марганца, раскисление и легирование стали дают двумя порциями.

Это позволяет перед, подачей второй порции алюминия стабилизировать уровень окисленности металла в ковше. После подачи первой порции алюминия в ковше идет преимущественно реакция восстановления марганца из расплавляющихся марганцевых оксидных материалов, при этом на раскисление металла алюминия расходуется существенно меньше, чем в процессе восстановления, Это обьясняется тем, что количество кислорода, содержащегося в шлаке и расходуемого в процессе восстановления на окисление алюминия, на 1,5-2,0 порядка больше, чем в металле.

Содержание А4ещ в металле после подачи первой порции алюминия в ковш должно быть на уровне следов. Последующая продувка металла инертным газом приводит к его усреднению по химическому составу. В этом случае получают однородную по содержанию марганца сталь со следами алюминия, причем окисленность металла определяется содержанием в нем марганца.

Для улучшения технико-экономических показателей процесса восстановления марганца из оксидных материалов в результате снижения угара алюминия от взаимодействия с кислородом воздуха алюминий должен находиться под восстанавливаемым шлаком. Это достигается использованием кусков алюминия массой 0,7 — 6,0 кг.-При подаче кусков алюминия массой менее 0,7 кг происходит запутывание его в шлаке, а использование кусков массой более 6,0 кг приводит к всплыванию плавящегося алюминия над поверхностью шлака. И в том и в другом случае алюминий используется нерационально и требуется повышенный его расход.

Кроме того, неконтролируемый его угар от взаимодействия с кислородом воздуха существенно ухудшает технико-экономические показатели и приводит в конечном счете к ухудшению качества стали.

Способ осуществляется следующим образом, Выплавку стали марки 08Ю проводили в 150-тонном кислородном конвертере. В качестве оксидных марганцевых материалов использовали агломерат марки АМН-П следующего химического состава, 7: МпО

567 Я!Ог 23,5; Ге20з 3,0; AlzOa 3,9; Р 0,2; С

0,3: S 0,2; СаО 5,5; MgO 2,8, Расплав в конвертере продували кислородом до содержания углерода в металле, равном 0,06;, и температуры 1620 С. После чего металл сливали в ковш, при Сливе

0,38 — 0,52 массы металла в. ковш давали: arnovepax, первую порцию алюминия на штанге и известь, Марганцевый агломерат вводили с интенсивностью 1,8-3,2 кг/т.в 1 мин.

Известь давали из расчета получения

Са О отношения . = 3,0, Испольэовали

8 О2 первичный алюминий марки А-96 в виде кусков массой от 0,5 до 6,5 кг. После окончания слива металл продували аргоном, затем давали вторую порцию алюминия и опять продували аргоном; В качестве сравнительной были проведена одна плавка по технологии прототипа: после выпуска металла в ковш и добавки. в процессе выпуска известняка. продувки металла аргоном в ковш вводили алюминиевую проволоку диаметром

10 мм, снова продували аргоном, затем вводили металлический марганец марки Мр1 и снова продували металл аргоном;

Технологические варианты плавок приведены s табл.1, химический состав готовой стали — в табл.2.

1663032

Таблица 1

Плавка Колнчес

Доля металл ковше рнсадкн апониния ковш аск арг а> г/т во агломерата, кг/т мара, l мент подан терпел всей

1,8

65,2

Oi38

0,5

1-я порция с агломератом

2-я после вмлуска

2>14

3,0

2,3

73,0

74,0

70,0

64,0

60,0

59,5

57 0

2,0

2,5

3 ° 0

3,2

2,5

2,$

2,5

I

ll

0,7

4,0

6,0

6,5

4,0

4,0

4,0

0 ° 4

D,45

0 5

0,52

0,45

0,45

0,45

4>0

4>6

5,2

6>0

3,0

6,0

4,6

2,86

3,28

3,71

4,28

2,14

4,28

3>28

3,0

3,5

4,0

4,6

2,3

4 6

3,5

Единой порцией с агломератом

9 3,28.62,8

4,0

Единой порцией после вшпуска

2,5

0,45

4 ° 6

3,5

4 ° 0

0,38

2,5

54>0

4,6

1-я порция с агло" шератон

1О 3,28

11 3>28

3,5

0>52

4,6

60,0

4,0

2,5

1-я порция с агло" мератом

3,5

43,0

60,0

51 ° 0

49,0

47,0

4,0

Ь,б

0,5

6 5

Проволока

t 8

3,2

2,5

2,5

0,45

0,45

0,45

0,45

1,0

4,6

4,6

4,6

4,6

12 3,28

13 3,28

14 3>28

15 3,28

3,5

3,5

3,5

3;5

3,2

Единой порцией после выпуска

Металл был прокатан на пист. толщиной

1,0 мм, механические свойства листа приведены в табл,3, Плавки 2 — 4 проведены по предлагаемой технологии, плавки 14 и 5 — 15 проведены по параметрам, выходящим эа пределы предлагаемых, плавка 16 — по технологии прототипа. На плавках 2-4 получены узкие пределы по содер>канию марганца и алюминия, чу позволяет получить оптимальное сочетание в металле пластических и прочностных свойств и снижение брака в среднем на 8,0 j, по сравнению с металлом выплавленным по техноЛогии прототипа, что способствует повышению экономичности процесса. Кроме того, предлагаемые технологические параметры дают возможность повысить извлечение марганца из легирующей добавки — агломерата по сравнению с легированием металлическим марганцем.

Получать сталь по вариантам 1 и 4 — 15 нецелесообразно, так как при этом не удается получить оптимальное соотношение прочностных и пластических свойств, что приводит к повышению брака на 4-10,.

Предлагаемый способ позволяет получать стабилизированные алюминием низкоуглеродистые стали для холодной штамповки с содержанием марганца и алюминия в узких пределах и позволяет исключить использованиее Дорогостоящих ферропластов.

5 Формула изобретения

1, Способ производства стабилизированнойй алюминием низкоуглеродистой стали для холодной штамповки, включающий

10 выпуск металла в ковш с присадками шлакообразующих по ходу выпуска, продувку аргоном, подачу марганецсодержащих материалов, ввод алюминия двумя порциями, отличающийся тем, что, с целью

15 повышения качества стали и экономичности способа, в качестве марганецсодержащих материалов используют марганцевый агломерат, который вводят после выпуска 0,4 — Ч5 массы металла в ковш с интенсивностью

20 2,0 — 3,0 кг/т.мин и расходе 4,0-5,2 кгзакиси марганца на 1 тонну. металла, а первую порцию аЛюминия вводят в процессе подачи агломерата.

2. Способ поп.1, отл ича ющийся

25 тем, что алюминий вводят в виде кусков массой 0,7 — 6,0 кг.

1663032 ц а 2

Табли

Содержание, %

Выплав1 А1.

С Мп $1 S P а 3

Таблиц

Брак на первом пеОтносительное удлинение,К%

Временное сопротивление,Я„, кгс/мм2

Предел текучести, т кгс/мм

Плавка ределе, Е

15,2

10,0

9,5

10,0

18,0

15,0

16,5

14,3

18,0

16,0

14,0

20,0

18,0 ,17,6

15,0

19,1

17,017,0

20,0

Составитель В.Самсонов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 2238 Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11,3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

14

1

3

5

7

9

11

12

13

14

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06.

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

0,06

20,0

20,0

19,0

20,0

24,0

19,0

23,0

21,0

20,0

19,0

20,0

18,0

19,0

0,22

0,30

0,33

0,35

0,36

0,23

0,38

0,27

0,29

0,26

0,28

0,22

0,28

0,25

0,23

0,22

26,3

31,8

31,6

32,0

30,0

26,0

29,0

28,0

26, О.

27,0

28,0

25,0

26,0

24,0

22,0

25,0

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

О 01

0,01

0,01

0,01

0,01

35,0

46,0

50 0

48,0

32,0

35,0

37,0

31,0

36,0

38, О

37,0

30,0

37,0

34,0

41,0

33,0

О, 018

О, 018

О» 017

О, 018

0,018

О, 018

О, 018

0, 017

0,018

0,018

0 018

0,017

О, 017

О, 018

О, 017

О, 017

0,011

0,012

0,012

0,013

0,014

0,011

0,012

О, 013

0,011

0,012

0,012

0,012 . 0,012

0,011

0, 011

О, 012

0,76

0,63

0,60

0,65

0,80

0,73

0,79

0,75

0,77

0,70

0,71

0,72

0,73

0,70

0,77

0,80

0,010

0,030

0,040

0,050

0,010

0,035

0,020

0,010

0,015

0,040

0,035

0,040

0,020

0,010

0,015

0,040