Способ получения слитков полуспокойной стали

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5i)5 В 22 О 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866287/02 (22) 25.06.90 (46) 23.10.92. Бюл, t+ 39 (75) А.С.Коржавин (56) Технологическая инструкция ТИ-230К32-89 Днепровского металлургического комбината им.Дэержинского, 1989. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ ПОЛУСПОКОЙНОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке и разливке полуспокойной стали.

Полуспокойная сталь по раскисленности занимает промежуточное значение между кипящей и спокойной сталью. От кипящей она отличается лучшими физикотехническими свойствами, большей устой> чивостью против старения и может заменять более дорогой спокойный металл.

Однако при существующей технологии ее выплавки и разливки качество слитков полуспокойной стали изменяется от плохого кипящего.до спокойного в зависимости от трудно управляемой степенью ее раскисленности.

Установлено также, что чем больше степень раскисленности, тем выше уровень и однородность физико-механических свойств по длине раската слитков и тем ближе она по свойствам к спокойной стали.

Однако при прокатке слитков иэ перекисленной полуспокойной стали имеет место повышенная головная обрезь (в среднем

7.5;ь). которая в отдельных случаях превы„.,5LI 1770040 Al (57) Сущность: сталь выплавляют в сталеплавильном агрегате, затем раскисляют до состояния спокойной стали, а спустя 20...40 мин после разливки в верхней части кристаллизующегося слитка образуют отверстие и через газовую трубку в жидкую среду вдувают кислород в течение 3.„10 с в количестве 0.01...0,02 м /т стали, 1 ил. шает обреэь спокойных слитков, зто связано с образовнием сосредоточенной и не всегда изолированной усадочной раковины, стенки которой окисляются во ьремя нагрева слитков в нагревательных колодцах и не свариваются при прокатке даже при самых высоких давлениях.

При недораскисленной же полуспокой- ной стали "Мост" над усадочной раковиной получается более плотный и расслой отсутствует. Зато получается рвань слитков иэ-за близкого залегания к их поверхности сотовых пузырей. В практике для попадания в оптимальные пределы окисленности полуспокойной стали вынуждены использовать такой способ: до разливки полуспокойный металл недораскисляют. а при разливке его дораскисляют в изложнице по времени искрения слитков после разливки, которое рекомендуется в пределах 10-40 минут от момента наполнения слитка. Однако при этой технологии, используемой на Днеп ровском металлургическом комбинате и на многих других заводах, сталь дополнительно загрязняется неметаллическими включени1770040 чми и имеет место массовая рвань слитков (каждый четвертый 0,1 т слиток рвется в прокатке) и массовый расслой слитков.

Поскольку в просмотренной техническои литературе по выплавке и разливке полуспокойной стали за последние 40 лет никаких существенных усовершенствований не обнаружили, то за прототип предлагаемого изобретения принята технология, используемая на Днепровском металлургическом комбинате.

Целью изобретения является повышение физико-механических свойств полуспокойной стали и предохранение слитков от рвани и расслоя.

Эта цель достигается использованием следующих дополнительных к прототипу операций.

Установлено, что чем выше степень окисленности полуспокойной стали, тем выше ее уровень и однородность физико-механических свойств. Установлено также, что рвань полуспокойных слитков, образующаяся из близкого залегания к их поверхности сотовых пузырей, полностью устраняется при приближении ее окисленности к спокойной стали. Определим, насколько содер>кание кислорода в полуспокойной стали необходимо убавить для устранения рвани слитков, Известно, что содержание кислорода в спокойной стали (при содержании углерода в пределах 0,13-0,20%) составляет 0,005%.

Допустим, что содержание кислорода в полуспокойной стали равно 0,015%, Тогда для устранения рвани полуспокойных слитков необходимо уменьшить s ней содержание кислорода на 0,015 — 0.005=0,010%.

Полуспокойную сталь па прототипу обычно раскисляют ферромарганец с содержанием кремния не более 1%. Однако. используется и ферромарганец с содержанием кремния до 2%. Так вот, для дораскисления полуспокойной стали до спокойной достаточно два килограмма на танну стали: ферромарганец с одним процентом кремния заменить на ферромарганец с 2% кремния (более дешевым), Для предохранения полуспокойных слитков от расслоя; т .е. для устранения в головной их части сосредоточенной усадочной раковины, через 20-40 мин от момента наполнения слитка, в образовавшемся над усадочной раковиной "мосте", кислородной трубкой прожигают отверстие и в оставшуюся в слитке жидкую фазу стали той же кислородной трубкой вдувают газообразный кислород, образующий в жидкой фазе совковые пузыри, заполняющие сосредоточенную усадочную раковину жидким металлом.

Определим, какой объем кислорода необходимо ввести в оставшуюся жидкую фа5 зу. Допустим, что к моменту ввода кислорода в слитке осталось 4 тонны с содержанием кислорода 0,005%, В кипящей стали перед выпуском из агрегата (по действующей инструкции Днепровского метал10 лургического комбината) содержание кислорода в кипящем металле — ст, 3 кп— должно быть 0,010 — 0,012%. Учитывая еще ликвационные явления„принимаем содержание кислорода в оставшейся в слитке

15 жидкой фазе равным 0,010%. Допустим, что содержание кислорода в ней для возобновления кипа достаточно увеличить на: 0 010—

0005=0,005%. Тогда необходимо ввеСти кислорода в оставшуюся жидкую фазу:

4000 0.005 002 З

100

0,02 кг или — =0,0154 м

1.Э где 1,3 — вес 1 м кислорода. з

Допустим, что диаметр выходного сечения кислородной трубки равен 1,5 см. Тогда площадь его равна

15, =175см, 2 3,14

Допустим далее, что время ввода кислорода в жидкую фазу равно 5 сек, тогда скорость ввода кислорода равна;

0,0154 1000000 .1780 см/сек или 17.8 м/ сек, 1,75 5 где 1000000 — перевод м в см .

На чертеже представлен предлагаемый способ. В изложнице 1„установленной на поддон 2, где позиция 3 показывает уже затвердевшую часть слитка, а позиция 4— жидкую еще часть слитка. Через отмеченное время кислородной трубкой 5 с рабочей площадки 6 газообразным кислородом в

"мосте" 7 прожигают отверстие и в образовавшуюся раковину 8 вдувают кислород.

При этом на участке 9 будет окисление железа, которое конвекционными потоками

10. всегда имеющие место при кристаллизации слитков, разнесется по поверхности соприкосновения жидкой фазы 4 с твердой фазой 3 с непременным образованием сотовых пузырей, заполняющих усадочные пустоты металлом.

Для использования предлагаемого изобретения не требуется ни увеличения штата, ни каких-либо затрат. Необходимо только до разливки полуспокойный металл раскис1770040 прокатке полуспокойных 8,1 т слитков за

1988 г,составил 10700 тн. Учитывая, что разница цен годных слитков и брака из них составляет 100 р,,то убыток от порвавшихся слитков составил;

10700 10=1070000 руб, где 100 — разница цен годного проката и брака", Формула изобретения

Составитель А.Коржавин

Техред М;Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Заказ 3697 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 лить близко к спокойной, чтобы металл при разливке в изложницах не искрил (не кипел), При этом в поверхностном слое слитка сотовых пузырей не будет, не будет рвани слитков. Получить такую (оптимальную) 5 окисленность полуспокойной стали можно с помощью прибора "Укосо",например, по опыту металлургического комбината им.Дзержинского и других заводов. Кислородную трубку через расходомер присое- 10 диняют к кислородной сети, давление в которой всегда выше 8-10 ати.

Выдержка составов в цехе соспокойными слитками по инструкции не менее 20 мин после разливки. В предлагаемых усло- 15 виях она будет достаточна 30 мин с момента наполнения последнего в составе слитка, Использование предлагаемого изобретения только в конверторном цехе Днепровского металлургического комбината 20 им.Дзержинского даст крупный зкономический эффект. Тэк, в заводской газете "Знамя

Дзержинки" от 26.02.89 г, напечатано, что

"окончательный брак от порвавшихся при

Способ получения слитков полуспокойной стали, включающий выплавку расплава в сталеплавильном агрегате, раскисление и разливку его в изложницы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения физико-механических свойств слитка, раскисление расплава ведут до состояния, близкого к спокойной стали, затем спустя 20-40 мин после разливки в верхней части кристаллизующегося слитка образуют отверстие и через газовую трубку в жидкую фазу вдувают кислород в течение 3-10 с в количестве 0,01—

-0,02 м /т стали.