Способ выплавки низколегированной азотсодержащей стали

 

Изо!бретенйе относится к металлургии, конкретнее к производству азотсодерх^а-щих литейных и конструкционных сталей. Цель изобретения - повышение степени усвоения азрта. снижение брака по газовым раковинам и себестоимости стали. В металле перед введение)^ азота создается необходимая концентрация нитридообразующих элементов - ванадия и хрома (содержание хрома желательно не менее 0,4%). Ванадийсодержащий сплав из расчета получения в стали 60-70% заданного содержания ванадия вводят в печь за 15-25 мин до выпуска, а сплав нитрида ванадия с железом ;при содержании VN 40-55% в количестве 0.7-1.5 кг/Т подают в ковш совместно с алюминием в количестве 0.5-0.8 кг/т. 2 табл.V:И|С' Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству азотсодержащих литейных и конструкционных сталей. у -Целью изобретения является повышение степен1*|усвоения азота, снижение брака по газовым раковинам и се61естоимости''стали.',.-i^ "'••.',. ^' • • ,'..-•• ••-• '' , - ''.•'•'•;: '•:;•;, •} Для повышения степени усвоения азо- ;та, который в настоящее время является До- •рогостоящим легирующим материалр?:^, дороже ванадия, а также предотвращения брака по газовым раковинам в металле пе^ ред введением азота создается необходимая концентрация нитридообразующих :элементов - ванадия и хрома, причем лучшие результаты получаются;в случае вы- •плавки сталей с содержанием хрома кё ; менее 0,4%. Менее 60% заданного содергжания ванадия недостаточно для связыва- Гния растворенного в металле остаточногоазота, концентрация которого в низколегированных сталях мржет достигать 0,012% и. кроме того, падает усвоение азота за счет большого количества ковшевых присадок; более 70% ванадия вводить нецелесообразно в целях предотвращения карбидообразования и возрастания себестоимости легирования. В качестве нитридообразующих злёмеНтов не случайно выбраны ванадий; и хром. Более пррчные нитриды образуют в металле отдельные нерастворимые фазы» а менее прочные разлагаются при легировании с выделением азота в атмосферу. Время присадки феррованадия и феррохрома определяется технологическими особенностями их растворения в электррстали. Присадка этих ферросплаврв менее чем за 15 мин до выпуска приводит к неполному их растворению, потерям, ликвации и отклонениям от заданного анализаW Ю |s^

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 С 21 С 5/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к металлургии,. азота, концентрация которого в низколегиконкретнее к- производству азотсодержа- : рован ных стааях может достигать 0,012% и, щих литейных и конструкционных сталей. кроме того,. падает усвоение азота за счет

:Целью изобретения является повыше- большого количества ковшевых присадок, ние степенюусвоения азота, снижение бра- более 70% ванадия вводить нецелесообразка.по газовйм раковинам и себестоимости но в целях предотвращения карбидообраэостали.: вания и возрастания себестоимости

Для повышения степени усвоения азо- легирования. В качестве нитридообразую:та, который в настоящее время является до- щих элементов.не случайно выбраны вана,:рогастоящим легирующим материалом, дий и хром. Более прочные нитриды дороже ванадия, а также предотвращения образуют в металле отдельные нераствори брака по газовым раковинам в металле ne-. мые фазы, а менее прочные разлагаются ред введением азота создается необходи- при легировании с выделением азота в ат-, . мая концентрация. нитоидообразующих . мосферу. Время присадки феррованадия и

:элементов — ванадия и хрома, причем луч- феррохрома определяется технологическишие результаты получаются в случае вы- ми особенностями их растворения в элект плавки сталей с содержанием хрома ие ростали, Присадка этих ферросплавов:, менее 0,4%. Менее 60% заданного содер- менее чем за 15 мин до выпуска приводит к .;жания ванадия недостаточно для связыва- неполному их растворению, потерям; ликва.:ния растворенного в металле остаточного. ции и отклОнениям от заданного анализа

М

О ф

1 . (21) 4247483/02 (22)=06.04;87 (46) 23;02,92. Бюл. th 7. (71);Производственное объединение "Уралмаш" (72) В. l0. Дешин. 3. И. Итин, Г, Н. Плотников и-H. В. Шерстнев (53) .669.187;25(088;8) .

-(56) Авторское свидетельство СССР

%1047965, кл. С 21 С 5/52, 1983.

Авторское свидетельство СССР . М 1261964, кл. С21 С 5/52, 1985. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ. АЗОТСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству азотсодержащих литейных и конструкционных сталей.

Цель изобретения — повышение степени усвоения азота, снижение брака по газо- . вым раковинам и себестоимости стали. В металле перед введением азота создается необходимая концентрация нитридообразующих элементов = ванадия и хрома (содержание хрома. желательно не менее

0,4%); Ванвдийсодержащий сплав из расчета получения в стали 60-70% заданного содержания ванадия вводят в печь за 15-25 мин до выпуска, а сплав нитрида ванадия с железом.при содержании VN 40-55%, в количестве 0,7-1,5 кг/т подают в ковш совместно с алюминием в количестве 0,5-0,8 кг/т.

2 табл.

1713941

3 (имеются в виду низколегированные стали). ристость. Предлагаемое соотношение регуПрисадка более чем за 25 мин до выпуска лируетколичествовводимогоалюминия,что приводит к повышенному угарулегирующих обеспечивает как отсутствие в металле газоэлементов, т. к., с одной стороны, металл в вой пористости, так и отсутствие трещин. зто время недостаточно раскислен, с дру- 5 Опытные плавки стали 14ХМАФЛ по изгой, длительная выдержка под дугой также вестному и по предлагаемому способам увеличивает угар. проводили в 50 кг индукционной печи по

: Важным отличительным признаком изо- различным вариантам, В процессе плавок бретения является использование не твер- отливали трефовидные пробы для определедых растворов азота в металле, а нитрида 10 ния механических свойств стали, а также ванадия „близкого к стехиометрическому слитки диаметром 300 мм и высотой 400 мм, составу, что.обеспечивает низкий удельный которые разрезали и исследовали на пред-; расход азотированного ферросплава, так мет обнаружения газовых раковин. В табл. как содержание азота в нем достигает 1 приведен химический состав используе8 — 15%; малую степень диссоциации нит- 15 мых ферросплавов, рйда ванадия (не более 10ф,) и благодаря Плавку 1 согласно известному способу этому высокую, степень усвоения азота до проводили следующим:образом. После рас90 (,; связанный- в нйтриды азот не выделя- плавления шихты, чистой по фосфору и сере,, ется в металле в процессе кристаллизации, в расплав ввели расчетное: количество ферпоэтому газовые раковины не образуются; 20 ромарганца, феррохрома и ферромолибде. возможность окончательного раскисления на, затем алюминий 0,3 кг/т и силикоцерий металла в ковше алюминием, так как в слу-,.: 1 кг/т, затем .совместно феррованадий 2,7 чае использования нитрида ванадия абра-:. кг/т и силикоцирконий 1,5 кг/т, а после их зование нитридов:алюминия в стали . проплавления, азотированный феррохром прак1ически не происходит (не более 10ф 25 ФХН20010кг/т.8 ковшпривыпускеметал-: . азота связано в нитриды алюминия}.: ла ввели феррабор 0,25.кг/т и силикокальДля лучшего растворения в ковше в ка-: ций 0,85 кг/т.. честве аэотсодержащего материала взят не .. Плавки 2-12 по предлагаемому способу чистый нитрид ванадия, имеющий темпера- проводили следующим образом, После рас туру плавления 2050 С, а сплав его с желе- 30 плавленйя шихты в расплав вводили феррозам, температура плавления которого силиций из расчета.на 0;Зф кремния, затем

1600 4700 С, Содержание VN в сплаве ме- ферромарганец и ферромолибден в расчет-: нее 40 g> нецелесообразно, так как нерправ- ном количестве (для получения в металле данна . увеличивается количество 0,40-0,7О марганца и 0,1-0,2 молибдеприеаживаемого в ковш и не имеющего 35 на), затем,за.15-25 мин до выпуска, в печь внутреннеготепламатериала,что приводит вводили феррохром иэ. расчета получения к переохлаждению металла и уменьшению 0„9-1,2 хрома совместно с. феррованадистепени усвоения азота. Увеличение кон- . ем в количестве 1;0-30:кг/т, а в ковш подацеитрации VN в сплаве выше 55$ приводит вали сплав железа с нитридом ванадия при к повышению его температуры плавления и 40 содержании последнего 40;48 и 557; совме-: снижению степени усвоения ванадия... стно с алюминием в количестве соответстО;7 кг азотсодержащего cnnasa обеспе- венно 0.5-.2,О кг/т и 0,5-.0,8 кг/т (60-7ОД Ч чивает ввод в металл не менее 0,005 азота, в печь, остальйое в ковш с FeVN). в.сумме с остаточным его содержанием Результаты плавокприведены втабл,2. (0,007 — 0,0087) это составит 0,012-0,013, 45 Пластичность и ударная вязкость стали, что является нижним пределом его содер-. выплавленной по предлагаемому способу, жания в азртсодержащих низколегирован- на 20 выше, чем устали, выплавленной по ных сталях. 1,5 кг сплава на 1.т стали дает в способу-прототипу. сумме с остаточным азотом 0,025$ его са- Использование нйтридов ванадия подержания, что является верхним пределом 50 зволилоисключитьобразованиегазовых расодержания азота, Более высокая концент- ковин, в то время как слиток из стали, рация азота приводит к.появлению газовых выплавленный по способу-прототипу, имел раковин и пористости.. . небольшое количество газовых раковин. Ра,Снижениеотношения. VN/Aläî0.5при- ковины образуются также при введении .водит к увеличению количества алюминия в 55 FeVN в количестве, превышающем 40,0 стали. Количество алюминия, вводимого в от общего. количества ванадия, так как ча-.. ковш; в большинстве случаев не может пре- стичное разложение нитридов ванадия вышать 0,8 кг/т во избежание трещинообра- приводит к появлению в металле сверхравзования. Если VPJ/Al >1,2 то снижается новесного количества азота, выделяющегостепень усвоения азота, растет газовая по- ся при кристаллизации в виде. пузырьков.

17.13941

Таблива 1

Соле раанив

1 *.....1 элементов, 2

Г" )", 60 На еоране Ферро, ни салаев н нарна.

»> )c >

А>:. ) 99>7 о,16 о,16

j8,5

12 О

20,0 зг,г

З,о

6о,О

60,6

1,5

0,5

1,О

5,î

0>3

2,О

1 5,о

l,0 22>0

1о,о 62,0

60,0 20,0

2,0

15,о

1,0

00,0

50 6

55,0

2е 58о

2,0 58>0 г,о 0З,о

2,5 11,0 о,а За,о

Суммарный расход ферросплавов уменьшился в среднем на 4,3 кг/т стали.

Уменьшение и увеличение отношения

VN/Al относительно заявляемых пределов приводит к падению механических свойств металла.

Таким образом, предлагаемый описываемый способ выплавки низколегированной азотсодержащий стали обладает более высоким комплексом свойств по сравнению с прототипом.

Формула изобретения . Способ выплавки. низколегированной азотсодержащей стали, включающий рас1 Аааииний At - 2 Фврроеенадио

00038С.

3.... Силцеро силино ар и>иее1

- 5 Феррохром 02006

Феррохром ааоти Фхнгоо 7 . Феррабор 06-2

8 Силииоиалеаио С>>15

9 Нитрна ванадия

PeV01

10 -"- георг

tel0O

ФррорГиеа

01Ь 1,5

13 Феар>и>олиблен фЬ60 . плавление шихты, I окислительный и Восстановительный периоды, легирование ванадием, хромом и азотом, окончательное раскисление алюминием в ковше. о т л и ч а5 ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения . степени усвоения азота, снижения 6 рака по газовым раковинам и себестоимости стали,. легирование ванадием в печи производят из расчета получения в стали 60-70 заданно10 ro содержания ванадия, а остальное количество ванадия и азот вводят в ковш в виде сплава нитрида ванадйя с железом при содержании первого 40-557; причем соотно. шение VN/Àt поддерживают в пределах

15 0,55-1,1.

1713941

1

<<б Ф I

+Ф l

X 1

С 1

<ФФ 1

1» 1

О 1

l- 1

ФО 1

Л 1!

l .й ! I1 0 Ia

О X

1 X .1 rtl

О nl

МФ I- О

0 а

1 сб х

<С! \О Ф

I 4l СФ

Ф . ф Ф

% с м И 00

О1 С< СФ а

М М М

М И <б

СФЪ;<б CO

<б М М

I с<

1 X

ФО< У

1 X

<<<1 С

1 <п

1 I

I Фб

1 2

I tl

I 1»

-Ф Е

1 I»

1 С.Ф

1 dl

I

t б Z

I Ig

1 бб а

1 бб! сб

1 О

1!

1! "

I

1

I

1

1 I

» 0 б 1

K Z:X l»

3l.X и Л

<с nl с 1

О О 1 0 1

<с Y О бб с tn О I а есх » N М ° ° М

R дФ

Z

tn <с

О Ф03 И л <п

1

I абб !

1 М IA б сО сО са ссб

1

I

n4 l

I сО

О

О а- И Фбб

»» а»

О D О О O а а

О О О О О а I

X I I

<5 Ф б. 1 r 1

1 б t! I t

° < !

Ю 1- СФФ О ОФ

ССФ I»»

О О О О О

»»

О O О О O о

CA

О а

kl

%O бС 1

1

Ф.М I! 1

<А И

Сбб Л

»»

I O

lA 3

<б » °

° а

1 О

1

<

1

l

1 и

Ф

1 <п

l0

I»

1 I

1 Х

1 !

» б in

О

I бб

t <ФФ с

1 C

l О

l О

1 Сб

1 О.

I nl

1 е

I ! сс

1 О

Х

l .0

1 <С

6»

1 ! !

Ф

1

l

I

l

I

1 бб

1 Z

l <С

О

1 1

ФФ

t.

1 X

1 <О

О I

3. I

I 1

Ф 1 ф 1

М 1

Ф<Ф I.

С Ъ 1 !

I! 1 б дФ

1 О

I М

I. »»

I <Фб

1 O

1 М бб

1 X

< I

1 И

1 t- X !»

<В - 1 а сс

1 СО

Фс

1 CD CZ I.! 1 !

1 М tn

1 <ФОZ И

I CD Ip а ваб

t .Фс 1

1 М I

Ф М IО 1

1 >С

l В In I б а

»»

° °

° » . а

° ° °

t 1

1 I б

<Ф IA О

М а!

1

I

1

1

I С

I X

О

1 Iб О

1 О.

Ф с3 У сб . l9

C С

dl. Ю

Фа Р» дФ дФ

lA О . О сб и О";

<бс

Са В

° а

° 4 °

М Ф, <<Ъ

И И. О О

О О;О О О Сб

1

I

Ф <бб И М И И. < М О\ iО ЧГ I а " * I М

<»IМ М е» Ф М М ° 11 м» »» 1 О

1 D

1 О

1,О

1 Z

CV М М М а-. а». М б

ОСЕ М СО и .М Сбб

CDt t Сбб СО tl Л

Ю-И..ССФ б» М аП» х

Ооооooобсб и

О. О О О О О Ь б бб

l 0t0

О е» М О a0 CV а 1 .аб Л

ФО сО фсб сО <ФФ сО са I а

О О О О Р О О б 9

О О о о о о О 1 ЗсО

0 !

< СФ И И И О В Ь 1 О

ФСФ ФО ФО И СО Мt C} а» а а а а а б !СС»»Ф

O O О O O O О I М

1 а X

: 1 о ! < б б t g % a,,I

I

I Z 1

I I б 1 б I I б С<М

Ф С 1 °

l !neo !О

1 <ФФМ. Л

tA - и Иб Иnna

М Мб СФЪ ОЪ I C

0 Е.а б б ° О О O Щ а

О. ° 1

t CÔ

1 IИаа

С ф . б Я а М< » а.б I б 1 t б I СИО !

t I t ФС

1 О Ф . б Ф

ФФ -%

М, Овса а а l Сб <С Ф ! 1 б I .б б

I О. М СФ

l сб сС И . °! t б б i б 3 ФЙ 3

C4 1 б ОМИ! 0 М

l I ЬО

2Е zen

I 0 Dбб

О О О IA М\ О IA IA б O Л<6 <бб

ЧЭ а. 4 <б М Ф ба.б б nl б< 1» X а ъ а а а а а ° Ь 0 9 а» а» а» е М «б ° I Z IX !» а

tа а" ЬЬ

t ОМ83

I б х бс

t l» I

t l0 Х ° D

1 !» 1Х

AI М б<Ъ М 1 0 а <О М

ОФ Ф .б а а I О ЛС.е,е о. 1 л асб

e C С „! » IX ббб бб О О ССФ g. и Ф ОаЭ Ц

<Фб Фбб ФФФ. 1 ° <

° 1 б <С 1

° О - Мб, ЪО ба< CD О\» а » < 4 М зб< !< Фс

Фб<