Способ производства стали


 


Владельцы патента RU 2586963:

Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к регулированию химического состава стали для получения непрерывнолитой заготовки с ограничением относительного сужения. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в стальковш, ввод в ковш раскислителей и легирующих материалов, внепечную обработку металла и его непрерывную разливку. Перед началом производства стали на основании ее требуемого химического состава определяют значения коэффициентов относительного сужения стали в интервале температур 600-850°C и в случае значения коэффициента относительного сужения стали при какой-либо температуре менее 60% производят корректировку требуемого химического состава стали, в интервалах допустимых значений химических элементов, а затем выполняют повторное определение коэффициентов относительного сужения стали, до тех пор, пока значения коэффициентов относительного сужения стали при какой-либо температуре будут не менее 60%, после чего начинают производство стали с уточненным химическим составом. Значения коэффициентов относительного сужения стали в интервале температур 600-850°C определяют по формуле. Изобретение позволяет повысить качество поверхности непрерывнолитой заготовки по дефектам «трещина» и качество металлопроката по дефектам сталеплавильного производства. 1 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к регулированию химического состава стали с целью повышения качества поверхности непрерывнолитой заготовки (далее НЛЗ) и снижению дефектов в прокате.

Проблемами при разливке сталей на радиальных и криволинейных установках непрерывной разливки стали (далее УНРС) являются дефекты поверхности в виде трещин (продольных, поперечных, ребровых, сетчатых, паукообразных), которые, в частности, могут быть связаны с неоптимальным выбором химического состава той или иной марки стали.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства катанки с нормируемым относительным сужением. Способ заключается в расплавлении металлической шихты в сталеплавильном агрегате, определении в расплаве содержания марганца, хрома, последующем введении в расплав в ковш одновременно марганца и кремния, получении сортовой заготовки, нагревании заготовки, прокатывании с получением катанки, охлаждении катанки в линии водяного охлаждения, укладывании виткообразователем на роликовый конвеер и охлаждении на воздухе. При этом после введения в расплав в ковш марганца и кремния, проводят внепечную обработку из расчета получения стали, содержащей, мас. %: 0,05-0,12 углерода, не более 0,04 серы, не более 0,10% хрома и 0,40-0,65 марганца, после внепечной обработки определяют содержание углерода, хрома, марганца и серы в стали по ковшевой пробе, прокатывают сортовую заготовку до требуемых размеров и определяют величину относительного сужения по следующей зависимости: ψ=-1,48×C-0,54×Cr+0,28×Tлво-0,001×Mn/S - 170,2, где ψ - относительное сужение, %, C, Cr, Mn, S - содержание углерода, хрома, марганца, серы в пробе металла, мас. %; Тлво - температура катанки после линии водяного охлаждения, °C; Mn/S - отношение марганца к сере; 1,48, 0,54, 0,28, 0,001, 170,2 - коэффициенты, полученные опытным путем, рассчитанные после обработки экспериментальных данных по определению влияния каждого параметра на относительное сужение [Патент RU 2360980, МПК C21D 8/06, С21С 7/00, С22С 38/18, 2009].

Недостаток этого способа - относительное сужение определяется на стадии прокатки и при его расчете учитывается влияние незначительного количества элементов. Поэтому во время непрерывной разливки возможно образование трещин на поверхности НЛЗ.

Технический результат изобретения - повышение качества поверхности НЛЗ по дефектам «трещина», а также повышение качества металлопроката по дефектам сталеплавильного производства.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства стали, включающем выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в стальковш, ввод в ковш раскислителей и легирующих материалов, внепечную обработку металла и его непрерывную разливку, согласно изобретению, перед началом производства стали на основании ее требуемого химического состава определяют значения коэффициентов относительного сужения стали в интервале температур 600-850°C и в случае значения коэффициента относительного сужения стали при какой-либо температуре менее 60% производят корректировку требуемого химического состава стали, в интервалах допустимых значений химических элементов, а затем выполняют повторное определение коэффициентов относительного сужения стали, до тех пор, пока значения коэффициентов относительного сужения стали при какой-либо температуре будут не менее 60%, после чего начинают производство стали с уточненным химическим составом. Значения коэффициентов относительного сужения стали в интервале температур 600-850°C определяют по формуле:

ψt=(2…365)+(-55…-5)×С*+(-67…196)×[Si]+(-50…0)×[Mn]+(-2908…3067)×[Р]+(-2150…0)×[S]+(20…262)×[Cr]+(-1193…-20)×[Ni]+(0…1371)×[Cu]+(-1782…311)×[Al]+(-6752…11456)×[N]+(-50…48)×[Мо]+(0…536)×[V]+(104…6225)×[Ti]+(-878…1839)×[As]+(-1863…-36)×[Nb]+(-23138…0)×[Ca]+(-248368…76945)×[B]+(-8599…0)×[Sn], где

ψt - коэффициент относительного сужения стали при определенной температуре, %;

С* - условный показатель углерода в стали, причем если [С]≤0,11%, то

С*=10,2×[С] - 0,26, если [С]>0,11%, то С*=-6,9×[С]+1,56;

[Si], [Mn], [P], [S], [Cr], [Ni], [Cu], [Al], [N], [Mo], [V], [Ti], [As], [Nb], [Ca], [В], [Sn], [С] - содержание соответствующих химических элементов в стали, %;

(2…365), (-55…-5), (-67…196), (-50…0), (-2908…3067), (-2150…0), (20…262), (-1193…-20), (0…1371), (-1782…311), (-6752…11456), (-50…48), (0…536), (104…6225), (-878…1839), (-1863…-36), (-23138…0), (-248368…76945), (-8599…0), 10,2, 0,26, -6,9, 1,56 - эмпирические коэффициенты, определенные опытным путем.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

На начальном этапе производится выплавка и внепечная обработка металла и получение химического состава, чтобы в диапазоне температур от 600 до 850°C относительное сужение было не менее 60%.

Выбор диапазона температур от 600 до 850°C определяется температурой поверхности НЛЗ в зоне разгиба УНРС.

Ограничение относительного сужения в 60% определено опытным путем. При значении относительного сужения менее 60% увеличивается количество трещин на поверхности НЛЗ. При относительном сужении более 60% количество трещин на поверхности НЛЗ минимально.

Охлаждение расплава металла с содержанием углерода в диапазоне от 0,08% до 0,15% сопровождается перитектическим превращением с изменением объема элементарной ячейки, что негативно сказывается на качестве поверхности НЛЗ. Негативное влияние углерода в перитектическом диапазоне учитывается в формуле через условный показатель С*.

Влияние Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Cu, Al, N, Mo, V, Ti, As, Nb, Ca, В, Sn определено опытным путем и может иметь разный знак при разных температурах в диапазоне от 600 до 850°C.

Пример реализации способа

Предложенный способ производства стали был реализован при производстве марки Х56. Была разлита 1 плавка с изначальным (не измененным) химическим составом стали и 30 плавок с измененным химическим составом стали марки Х56. Данные по коэффициентам относительного сужения в интервале температур от 600 до 850°C до и после изменения химического состава стали представлены в таблице.

Как видно из таблицы, коэффициенты относительного сужения стали без изменения ее химического состава при температурах 650, 750, 800, 850°C ниже 60%, что является признаком повышенной вероятности образования поверхностных трещин в зоне разгиба УНРС.

Значения коэффициентов относительного сужения стали после изменения химического состава (в рамках диапазонов элементов стали марки Х56) не имеют значений менее 60% в диапазоне от 600 до 850°C, что является признаком пониженной трещиночувствительности стали.

Как видно из таблицы, измененный химический состав сталей не имеет дефектов в виде поперечных и ребровых трещин и имеет повышенное качество готового проката по дефектам сталеплавильного производства.

Таким образом, предлагаемый способ производства стали позволяет повысить качество поверхности НЛЗ по дефектам «трещина» и качество готового проката по дефектам сталеплавильного производства.

Способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск металла в стальковш, ввод в ковш раскислителей и легирующих материалов, внепечную обработку металла и его непрерывную разливку, отличающийся тем, что перед началом производства стали на основании ее требуемого химического состава определяют значения коэффициентов относительного сужения стали в интервале температур 600-850°C и в случае значения коэффициента относительного сужения стали при какой-либо температуре менее 60% производят корректировку требуемого химического состава стали в интервалах допустимых значений химических элементов, а затем выполняют повторное определение коэффициентов относительного сужения стали до тех пор, пока значения коэффициентов относительного сужения стали при какой-либо температуре будут не менее 60%, после чего начинают производство стали с уточненным химическим составом, при этом значения коэффициентов относительного сужения стали в интервале температур 600-850°C определяют по формуле:
ψt=(2…365)+(-55…-5)×C*+(-67…196)×[Si]+(-50…0)×[Mn]+
(-2908…3067)×[P]+(-2150…0)×[S]+(20…262)×[Cr]+
(-1193…-20)×[Ni]+(0…1371)×[Cu]+(-1782…311)×[Al]+
(-6752…11456)×[N]+(-50…48)×[Mo]+(0…536)×[V]+(104…6225)×[Ti]+
(-878…1839)×[As]+(-1863…-36)×[Nb]+(-23138…0)×[Ca]+
(-248368…76945)×[B]+(-8599…0)×[Sn], где
ψt - коэффициент относительного сужения стали при определенной температуре, %;
C* - условный показатель углерода в стали, причем если [С]≤0,11%, то
С*=10,2×[C]-0,26, если [C]>0,11%, то C*=-6,9×[С]+1,56;
[Si], [Mn], [Р], [S], [Cr], [Ni], [Cu], [Al], [N], [Mo], [V], [Ti], [As], [Nb], [Ca], [В], [Sn], [С] - содержание соответствующих химических элементов в стали, %;
(2…365), (-55…-5), (-67…196), (-50…0), (-2908…3067), (-2150…0), (20…262), (-1193…-20), (0…1371), (-1782…311), (-6752…11456), (-50…48), (0…536), (104…6225), (-878…1839), (-1863…-36), (-23138…0), (-248368…76945), (-8599…0), 10,2, 0,26, -6,9, 1,56 - эмпирические коэффициенты, определенные опытным путем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листовой стали нелегированной или низколегированной и холоднокатаной стали, используемой в качестве упаковочной стали.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению высокопрочной трубы из нержавеющей стали нефтепромыслового сортамента с толщиной стенки более 25,4 мм.

Изобретение относится к производству текстурированного листа из электротехнической стали, используемого для изготовления стальных сердечников трансформаторов.

Изобретение относится к металлургии. Легированный, гальванизированный погружением стальной лист содержит в мас.%: C 0,10-0,4, Si 0,01-0,5, Mn 1,0-3,0, О 0,006 или менее, P 0,04 или менее, S 0,01 или менее, Al 0,1-3,0, N 0,01 или менее, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к текстурированному листу электротехнической стали с пониженными потерями в железе. Текстурированный лист электротехнической стали содержит на обеих поверхностях стального листа форстеритовую пленку и покрытие, создающее растягивающее напряжение.

Изобретение относится к способу получения упаковочной стали из холоднокатаной листовой стали, изготовленной из нелегированной или низколегированной стали с содержанием углерода менее 0,1%.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения отрывной силы крышки жестяной банки при постоянной толщине её стенки по ослабленной линии крышку для жестяной банки получают из нелегированной или низколегированной листовой стали с содержанием углерода менее 0,1 мас.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой прочности, повышенной деформируемости и низкотемпературной ударной вязкости стальную трубу получают свариванием базового стального листа, сформованного в виде трубы, при этом базовый стальной лист содержит, мас.%: C от 0,010 до 0,080, Si от 0,01 до 0,50, Mn от 1,2 до 2,8, S от 0,0001 до 0,0050, Ti от 0,003 до 0,030, B от 0,0003 до 0,005, N от 0,0010 до 0,008, O от 0,0001 до 0,0080, P 0,050 или менее, Al 0,020 или менее, Mo 0,03 или менее, необязательно один или несколько элементов из Cr, Cu и Ni, железо и сопутствующие примеси - остальное, при этом Ceq, полученный посредством определенного выражения, составляет от 0,30 до 0,53, а Pcm, полученный посредством определенного выражения, составляет от 0,10 до 0,20, структура металла базового стального листа содержит от 27 до 90%, в расчете на долю площади, полигонального феррита и твердую фазу, состоящую из бейнита и/или мартенсита, в качестве ее остатка.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения локальной деформируемости стального листа без существенного снижения относительного удлинения и прочности получен высокопрочный горячекатаный стальной лист, который содержит, в мас.%, С от 0,07 до 0,20, Si от 0,001 до 2,5, Mn от 0,01 до 4,0, Р от 0,001 до 0,15, S от 0,0005 до 0,03, Al от 0,001 до 2,0, N 0,0005 до 0,01, О от 0,0005 до 0,01, железо и неизбежные примеси - остальное, причем доля площади бейнита в металлографической структуре составляет 95% или более, причем в центральной области толщины листа, находящейся в диапазоне от 5/8 до 3/8 толщины листа от поверхности стального листа, среднее значение полюсных плотностей группы ориентаций от {100}<011> до {223}<110> составляет 4,0 или менее, и полюсная плотность кристаллографической ориентации {332}<113> составляет 5,0 или менее, и среднеобъемный диаметр кристаллических зерен в металлографической структуре составляет 10 мкм или менее.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к многослойному сварному шву. Многослойный сварной шов, сформированный на участке поверхности турбинного ротора из высокохромистой стали, контактирующем с подшипником, содержащий нижний и верхний наплавленные слои, при этом нижний наплавленный слой содержит, в вес.%: С от 0,05 до 0,2, Si от 0,1 до 1,0, Mn от 0,3 до 1,5, Cr от 4,0 до менее 6,5, Мо от 0,5 до 1,5, Fe и неизбежные примеси - остальное.
Изобретение относится к области металлургии и может быть применено при обработке металлов давлением. Для снижения сопротивления металла деформированию и усиления релаксационных процессов на движущуюся проволочную или полосовую заготовку в области зоны деформации одновременно воздействуют СВЧ-излучением и импульсным током в продольном направлении вдоль заготовки, вызывающего электропластический эффект в металле при амплитудной плотности тока Jm примерно 103 А/мм2, длительности импульсов τ примерно 10-4 сек и частоте следования импульсов в несколько сот Гц в зависимости от скорости движения заготовки.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочных углеродсодержащих инварных сплавов. Способ обработки углеродсодержащего инварного сплава включает закалку и деформационно-термическую упрочняющую обработку.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению соединительного элемента, используемого в подъемных, крепежных, зажимных и/или связывающих средствах, выполненному из закаливаемой стали.

Изобретение относится к области термомеханической обработки. Для повышения качества обработки детали её разбивают на «n» участков длиной, равной не более восьми диаметров детали, между участками протачивают поперечные радиальные канавки на глубину, равную половине припуска на максимальный диаметр детали, подвешивают деталь вертикально на гибком элементе и фиксируют четный участок, начиная с нижнего конца с помощью захватов, которые размещают внутри проточенных поперечных канавок, осуществляют нагрев указанного участка от источника постоянного тока до температуры отпуска и деформацию растяжением с превышением предела упругости на 2-4% с помощью силовых цилиндров, затем отключают нагрев, выдерживают деталь, разгружают с постоянной нагрузкой до температуры окружающей среды, затем фиксируют следующий четный участок, пропуская нечетные участки, далее аналогично проводят фиксацию, нагрев и деформацию растяжением всех четных участков с одновременным сжатием нечетных участков детали до её верхнего конца.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке аустенитной нержавеющей стали для химической промышленности. Сталь содержит, в мас.%: C: не более 0,050, Si: 0,01-1,00, Mn: 1,75-2,50, P: не более 0,050, S: не более 0,0100, Ni: 20,00-24,00, Cr: 23,00-27,00, Mo: 1,80-3,20, N: 0,110-0,180, остальное Fe и примеси.

Изобретение относится к области обработки черных металлов, в частности к повышению механических свойств конструкционных сталей. Для повышения значений показателей ударной вязкости и пластичности без снижения показателей прочности изделие подвергают закалке и высокому отпуску, а затем осуществляют последующую обработку изделия путем воздействия на него в течение 35 мин пульсирующим газовым потоком со скоростью от 25 до 30 м/с, частотой колебаний от 600 до 1000 Гц и переменным звуковым давлением от 80 до 90 дБ.

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к упрочнению поверхностного слоя стальных деталей. Осуществляют низкотемпературное азотирование детали, а затем проводят ее поверхностное пластическое деформирование.

Изобретение относится к технологии объемного упрочнения и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности, где используется режущий инструмент, технологическая оснастка и др.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам поверхностного упрочнения с получением закалочных структур. Для повышения износостойкости деталей машин из закаливаемых металлов, преимущественно из железоуглеродистых сплавов, и создания на поверхности детали полностью или частично закаленного поверхностного слоя с однородными свойствами по его толщине инструментом в виде резца, имеющим режущую и деформирующую кромки послойно подрезают поверхностный слой детали с сохранением его механической связи с деталью по своей узкой стороне, при этом пластически деформируют подрезанные слои рабочими поверхностями инструмента, после чего подрезанные слои укладывают на деталь деформирующей кромкой инструмента.

Изобретение относится к термосиловой обработке маложестких осесимметричных заготовок типа «вал». Для повышения качества заготовок осуществляют силовое воздействие на заготовку за пределом действия закона упругости в пределах выбранного участка заготовки, управление пределом текучести при силовом воздействии производят путем регулирования температурного воздействия на участок заготовки, деформирование заготовки производят изгибом, заготовку перегибают знакопеременно, одновременно с деформированием изгибом ведут вращение заготовки с одновременной ее осевой подачей, причем изгибающий момент не должен быть приложен на расстоянии более пяти диаметров заготовки от места перегиба с фиксацией проработанного участка заготовки в поперечном направлении.

Изобретение относится к области подачи шихты к металлургическим печам. Технический результат - повышение точности отслеживания порций шихты.
Наверх