Способ получения слитков кислой стали

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при отливке слитков из кислой стали. Цель изобретения - повышение ударной вязкости слитков. Выплавку кислой мартеновской стали проводят активным процессом. Раскисление стали в печи осуществляют марганцем и кремнием. Затем ведут заливку в изложницы и в момент наполнения 0,3...0,7 ее высоты вводят барий в количестве 0,006- 0,009% от массы стали, заливаемой в изложницу. Для уменьшения содержания неметаллических включений разливку ведут в вакууме. 1 з.п. ф-лы. w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИМ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 В 22 0 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 в вакууме. 1 з.п. ф-лы (21) 4722447/02 (22) 24.07.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Волгоградский политехнический институт

° (72) Д.Г.Романенко, О,Б.Крючков, Г.В.БулгаRoe, А.Ю,Петунин, В.И.Сыров, С.И.Данилин, А.И.Гузенков и Б.Г.Восходов

{53) 621.746.393 (088.8)

{56) Явойский В.И., Кряковский Ю.В., Григорьев В.П. и др. Металлургия стали.— М.:

Металлургия, 1983, с. 236-237. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ КИСЛОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при отливке слитков из кислой стали.

Цель изобретения — повышение удар.ной вязкости слитков.

Способ осуществляют следующим образом.

Выплавка стали в кислой мартеновской печи производится на твердой шихте (чугун и стальной лом), комбинированной, состоящей из твердых и жидких материалов, или на жидком полупродукте, предварительно выплавленном в основном сталеплавильном агрегате. Плавку ведут активным процессом: окислительные процессы в металле интенсифицируют периодическими присадками в печь железной руды, окалины, извести. По достижении содержания углерода в пределах, заданных маркой стали, производят раскисление металла доменным ферросилицием и ферромарганцем, легирование его в соответствии с маркой выплавляемой стали. Общая продолжительность доводки

„„ЯЦ „„1696104 А1 (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при отливке слитков иэ кислой стали. Цель изобретения — повышение ударной вязкости слитков. Выплавку кислой мартеновской стали проводят активным процессом. Раскисление стали в печи осуществляют марганцем и кремнием. Затем ведут заливку в изложницы и в момент наполнения 0,3...0,7 ее высоты вводят барий в количестве 0.0060,009 от массы стали, заливаемой в изложницу. Для уменьшения содержания неметаллических включений разливку ведут ® плавки, как правило, не превышает 3 ч. Готовую сталь выпускают в сталеразливочный ковш при температуре, на 100-130 С превышающей температуру ее плавления, и разливают в изложницы.

В соответствии с предлагаемым cnbcoбом, при разливке на воздухе в исходную сталь в процессе наполнения изложницы вводят барий в виде силйкобария. Чтобы обеспечить равномерное распределение бария в объеме слитка, производят присадки несколькими порциями после заполне-. ния примерно 0,3 высоты изложницы. В случае вакуумной разливки куски барийсодержащего материала предварительно размещают в изложницы на уровнях, соответствующих 0,3 — 0,7 ее высоты (например, закрепляют с помощью тонкой проволоки).

Кроме того, присадки бария, непосредственно во время наполнения изложницы могут осуществлять с помощью различных

1696104

20 риации (ГОСТ 5.639-82, ст. С3В 1959-79), 25 происходит измельчение силикатных вклю30

Присадка бария в количестве менее

0,006% практически не оказывает влияния 40 на неметаллическую фазу и свойства поко45

55 дозирующих устройств, герметично закрепленных на крышке вакуумной камеры.

Пример 1, По предлагаемому способу в сталь 15ХЗНМФА (химический состав по

ТУ 5.961-11060-77), выплавленную в кислой мартеновской печи активным процессом, при разливке на воздухе в слитки массой 4,5 т вводят силикобарий на расчетное количество бария 0,005; 0,006; 0,009; 0,015; 0,045, и 0,9%, Все опытные слитки, а также аналогичный слиток массой 4,5 т из.стали, полученной известным способом, методом протяжки прокованы на одинаковые цилиндрические поковки с уковом 12, После термической обработки (отжиг, закалка в воде с температуры 930 С и отпуск при температуре 645 — 6600С) иэ поковок вырезаны для исследования продольные и поперечные темплеты.

Под влиянием оптимальной присадки бария (0,005 — 0„009%) происходит снижение среднего размера зерна (с 51,до 45-47 мм) и раэнозернистости (с 0,48 до 0,36-0,38). выраженной с помощью коэффициента вачений (с 8,5 — 17 до 3-10 мкм) и снижение их пластичности (с 0,388 до 0,285 — 0,290), характеризуемой коэффициентом деформируемости; происходит повышение среднего уровня (относительного сужения на 7,3%, ударной вязкости на 12,2 — 23,1%) и однородности (с 0,299 до 0,276 — коэффициент вариации) механических свойств на поперечных образцах, а также возрастает уровень ударной вязкости при пониже, нных температурах, вок, а в количестве более 0,009% приводит к повышению пластичности включений и снижению механических свойств.

Согласно результатам механических испытаний, независимо от количества введенного бария и ориентировки образцов по отношению к оси поковки, прочностные характеристики стали одинаковы: предел прочности 0е -715 «+14 МПа; предел текучести o> = 617 +. 17 МПа, Пластичность (д=

20,9 +. 1,4%, ф= 73,4 +. 1,7%) и ударная вязкость (КСИ = 221,4 и 9,6 Дж/см ) на продольных образцах находятся практически на одном уровне.

Г1 р и м е р 2. По предлагаемому способу иэ инструментальной стали 5)(ЯМ.(химиче; ский состав по ГОСТ 5950-73), выплавленной в кислой мартеновской печи активным процессом, отлиты четыре слитка массой

10

29,5 т каждый. Отливка осуществлялась в вакуумной камере при остаточном давлении

3-7 мм рт,ст,; продолжительность вакуумирования 12 мин. Перед разливкой по второй, третьей и четвертой изложницах на уровнях, соответствующих 0,3 — 0,7 их высоты, с помощью тонкой проволоки размещены куски силикобария, количество которого соответственно составило 0,005. 0,006 и 0,6% от массы жидкого металла.

Из опытно-промышленных слитков методом протяжки с уковом 12 откованы цилиндрические заготовкиф500 и L = 1200 мм.

После термической обработки (отжиг, закалка в масле с температуры 860 С и отпуск при температуре 600 С) с обоих концов поковок, соответствующих верхней и нижней части слитка, вырезаны поперечные и продольные темплеты для исследования структуры и свойств опытной стали. Исследование проведено в сравнении с аналогичной поковкой из стали той же плавки (первый слиток), полученной известным способом.

Под влиянием оптимальной присадки бария (0,006 ). происходит снижение среднего размера зерна (с 47 до 40 мкм), снижение пластичности неметаллических включений и повышение чистоты стали по содержанию оксидн ых вкл юче ний.

В результате этого при равном уровне прочности поковки из модифицированной барием (0,006%) стали существенно превосходят аналогичные поковки из обычной кислой стали по показателям пластичности и ударной вязкости. Так, относительное повышение ударной вязкости в связи с присадкой 0,006% бария составило по деформированной верхней части слитка

35,7%, по нижней части 8.0%; повышение относительного сужения соответственно

41,7 и 73,5%.

Присадка бария в количестве 0,005% практически не повлияла, а в количестве

0,6% привела к снижению пластичности и ударной вязкости исследуемой стали.

Изобретение обеспечйвает улучшение качества кислой стали, выплавленной активным процессом, повышение пластичности и ударной вязкости. Использование предлагаемого способа взамен кремневосстановительного процесса позволяет сократить продолжительность плавки в кислой мартеновской печи в среднем на 1 ч.

Формула изобретения

1, Способ получения слитков кислой стали, включающий выплавку стали актив-. ным процессом в мартеновской печи с кислой футеровкой, раскисление в печи марганцем и кремнием и разливку стали в изложницы, отличающийся тем, что, 6

1696104

Составитель Е. Скиданова

Редактор Н. Тупица Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 4258 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 с целью повышения ударной вязкости слитков, в процессе заливки расплава в изложницу в момент наполнения 0,3...0,7 ее,. высотй вводят барий в количестве

0,006...0.009 от массы стали, заливаемой 5 . в изложницу.

2. Способ поп.1, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью уменьшения содержания, неметаллических включений, разливку ведут в вакууме.