Способ получения слитков спокойной стали
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)л В 22 0 7/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923784/02 (22) 01.04.91 (46) 15.01.93. Бюл, й. 2 (71) Карагандинский металлургический комбинат (72) В.А.Мирко, В.М.Чабан, В.И. Вареник, Б,А.Бурдонов, В.П.Цымбал и В.М.Стецюк (56) Авторское свидетельство СССР
N. 228877224444, кл. В 22 D7/00,,1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКОВ СПОКОЙНОЙ СТАЛИ (57) Сущность; слитки отливают в уширенные книзу изложницы без теплоизоляционИзобретение относится к черной металлургии, в частности к разливке спокойной стали в крупные изложницы,и может быть использовано при производстве слитков, предназначенных для прокатки.
Целью изобретения является увеличение выхода годного за счет получения закрытой рассредоточенной усадочной раковины и повышение температуры поверхности слитков перед посадкой в колодцы.
Согласно предлагаемому способу разливку металла производят в уширенные книзу изложницы без теплоизоляционных плит, утепляют зеркало металла алюминием в количестве U,á — u,8 кг/т стали в смеси со шлакообразующим материалом в соотношении 1:(0,4 — 1,0), а продолжительность выдержки слитков в изложницах до раздевания определяют по выражению
z = К(0,336q2 — 0,757q + 11,09), (1) где z — длительность выдержки, мин;
К вЂ” коэффициент. равный 0,9 — 1,1;
„„5QÄÄ 1787660 А1 ных плит, присаживают на зеркало металла металлический алюминий в количестве 0,50,8 кг/т стали в смеси со шлакообразующим материалом в соответственном соотношении 1:(0,4-1,0), при этом время выдержки слитков в изложницах уо раздевания составляет z = К х (0,336 q — 0,757q + 11,09), где z — длительность выдержки. мин; К— коэффициент, равный 0,9-1,1; q — вес слитка, т; 0,336 — коэффициент, мин/т ; 0,757— коэффициент, мин/т; 11,09 — коэффициент, мин. 1 табл.
q — вес слитка, т;
0,336 — коэффициент, мин/т ;
0,757 — коэффициент, мин/т;
11,09 — коэффициент, мин.
Сущность изобретения заключается в Q(). дополнительном раскислении верхних слоев и всплывающих на зеркало шлаковых 0 включений, в оптимальной продолжительности реакцйи окисления алюминия в раскисляющей смеси, что позволяет поддерживать в течение 15-20 мин металл под раскисляющей смесью в жидком состоянии с получением в дальнейшем плотного а затвердевшего места с небольшой первичной усадочной раковиной. Более ранее раздевание слитков(16,5-тонные слитки — через
90 мин; 21,5-тонные слитки — через 150 мин) способствует повышению скорости затвердевания головной части слитка в горизонтальном направлении, т.е. от граней слитка к его центру. Газовая полость между затвердевшим плотным мостом и жидким метал1787660
55 лов препятствует отводу тепла через горизонтальную поверхность слитка, происходит интенсивный отвод тепла через боковые поверхности головной части слитка с образованием так называемых "пережимов" закристаллизовавшегося чистого металла и отдел ьн ых небол ьших усадочн ых пустот.
Получение слитков с плотным затвердевшим мостом и рассредоточенной чистой, усадочной раковиной позволяет отказаться от сложной и длительной операции по переворачиванию слитков, ускорить график прохождения сталеразливочных составов, повысить температуру слитков при посадке в колодцы и выход годного при прокатке.
Как показали проведенные исследования, при расходе алюминия в смеси менее
0,5 кг/т стали не достигается необходимая плотность моста металла и прочность спекшегося огарка, снижается эффективность обогрева головной части слитка, что приводит к образованию значительной по объему первичной усадочной раковины и к снижению выхода годного на.первом переделе (таблица, примеры 8, 10). При расходе алюминия более 0,8 кг/т стали положительный эффект резко ослабляется, что связано с образованием открытой первичной усадочной раковины (пример 11).
При соотношении алюминия в смеси со шлакообразующими менее чем t:0,4 процесс окисления алюминия протекает быстро, т.е. менее 15 мин, при этом снижается прочность и плотность спекшегося огарка, что в конечном итоге приводит к образованию открытой первичной раковины и повышенной головной обрези (примеры 12, 14, 16), При соотношении алюминия и шлакообразующих более чем 1:1,0 окисление алюминия протекает медленно, т.е, более 25-30 мин, затвердевший мост получается недостаточно плотным, при нагреве слитков происходит окисление поверхности усадочной раковины, что приводит к дополнительной головной обрези (примеры 15, 17). Проведенными исследованиями установлен наиболее рациональный режим прохождения сталеразливочных составов, предусматривающий изменение продолжительности выдержки слитков в изложницах до раздевания в зависимости от веса слитков, С целью обеспечения рассредоточенной усадочной раковины за счет увеличения теплоотвода от боковой поверхности головной части слитка по сравнению с действующей технологической инструкцией продолжительность выдержки слитков в изложницах сокращена в среднем на 60 мин, что позволило повысить температуру слитков nðè посадке в колодцы в среднем с 900 до 940 С и сократить расход условного топлива на 2 кг/т стали, Оптимальная продолжительность выдержки слитков в изложницах от момента отливки до снятия изложниц определяется выражением (1), полученным опытным путем в результате регрессионного анализа экспериментальных данных в зависимости от веса слитков. При значении коэффициента К менее 0,9 имеется опасность образования на слитках поверхностных трещин, а при значении более 1,1 снижается теплоотвод от боковой поверхности головной части слитков, ухудшаются условия образования рассредоточенной усадочной раковины и снижается температура слитков при посадке в колодцы (примеры 18, 19), Для оценки существенности предлагаемых параметров проводят опытные плавки с выходом поочередно каждого параметра за верхнее и нижнее граничные значения.
Кроме того, проводят плавки при нижнем, верхнем и среднем значениях предлагаемых параметров и в соответствии с известными.
Пример. Плавки стали 10 сп проводят в 300-тонных конвертерах по принятой технологии. Разливку стали производят в уширенные книзу изложницы без теплоизоляционных плит и присадкой на зеркало металла сразу после наполнения изложниц раскисляющей смеси в количестве 0,7 — 1,6 кг/т стали из расчета ввода металлического алюминия 0,5 — 0,8 кг/т (шлакообразующие компоненты в смеси: 824% кремнезема, 10 — 12% глинозема, остальные оксиды железа и магния).
Температура металла перед разливкой составляет 1540 — 1550 С. Разливку производят сверху через стакан-коллектор диаметром 80 мм в слитки весом 14; 16,5 и
21,5 т, После разливки плавки и выдержки в разливочном пролете 30 мин состав подается в стрипперное отделение, Раздевание слитков Bocovi, например, 16,5 т производится через 1,5 ч, причем поподдонно в порядке наполнения. После стрипперования слитки подаются к нагревательным колодцам, При прокатке на слябинге головную обрезь производят на уровне 5 5%, а далее при необходимости до полного удэления дефектов.
B таблице представлены результаты опытных плавок стали 10 сп, разлитой в
16,5-тонные слитки без применения теплоизоляционных плит. Данные опытных плавок показали, что использо«;»«;r. способа позволяет улучшить стру :туру,": )! ой ча1787660 организацию производства при подготовке сталеразливочных составов. сти слитков и, как следствие, повысить выход годного на слябинге (примеры 1-7}.
Исследование макроструктуры и химической неоднородности производили на продольных и поперечных темплетах, ото- 5 бранных от слябов.
Установлено, что на опытных плавках сера распределена более равномерно по всему объему, причем отчетливо виден мост на уровне 5-6ф, от верха слитка. Более рав- 10 номерному распределению серы и других элементов, а также неметаллических включений способствует ранняя кристаллизация головной части слитка. Для изучения характера усадочных дефектов разрезаны два 15 слитка, что позволило еще раз подтвердить вышеизложенные положения.
Анализ механических свойств опытного и сравнительного металла стали 10 сп и
Ст3сп показал, что пластические и прочно- 20 стные характеристики находятся практически на одном уровне, причем разброс значений на опытных плавках находится в более узких пределах из-за меньшей ликвации. 25
Кроме того, новая технология позволяет унифицировать парк изложниц и поддонов, улучшить качество поверхности слитков и
Формула изобретения
Способ получения слитков спокойной стали, включающий заливку расплава в уширенные книзу изложницы без теплоизоляционных пят, выдержку его в изложницах и сьем последних, о тл и ч a e шийся тем, что, с целью увеличения выхода годного за счет получения закрытой рассредоточенной усадочной раковины, а также повышения температуры поверхности слитков перед посадкой их в нагревательные колодцы, после заливки на зеркало расплава подают алюминий в количестве 0,5 — 0,8 кг/т стали в смеси со шлакообразующим материалом в соответственном соотношении 1:(0,4-1,0), а продолжительность выдержки до съема изложниц определяют по выражению т = К(0,336q — 0,757q+ 11,09), где т — дли. ельность выдержки, мин;
К вЂ” коэффициент, равный 0,9-1,1;
q — вес слитка, т;
0,336 — коэффициент, мин/т ;
0,757 — коэффициент, мин/т;
11,09 — коэффициент, мин.
Примечание
При- Расход мер алюминия, кг/т
Отношение в смеси алюминия к шлакообаз ющим
Значение коэффициента К
Температура слитков, OC
Головная обрезь, 1
3
5
7
9
10 l i
12
13
14
16
17
18
19
0,5
0,65
0,8
0,5
0.8
0,65
0,65
0,35
0.95
0,35
0,95
0,65
0.65
0,5
0,5
0,8
0,8
0,65
0,65
1:0,4
1:0,7
1:1
1:0,7
1;0,7
1:0,4
1:1
1:0,2
1:1,2
1:0,7
1:0,7
1:0,2
1:1,2
1:0,2
1:1,2
1:0,2
1:1,2
1;0,7
1:0,7
0,9
1,0
1,1
1,1
0,9
1,0
1,0
0,8
1,2
1,0
1,0
1,0
1,0
0,9
1,1
0,8
1,2
0,8
1,2
5,72
5,50
5,81
5,63
5,62
5,55
5,75
7,85
7,42
6,80
7,25
6,75
7,44
6,90
7,35
6,81
7,82
6,15
6,30
6,0
965, 925
910 поверхностные трещины поверхностные трещины поверхностные трещины и ототип
