Способ производства конструкционной низколегированной стали

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве конструкционных низколегированных сталей. В способе осуществляют получение в сталеплавильном агрегате полупродукта и его внепечную обработку в сталеразливочном ковше путем введения в жидкий металл алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла в сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм. При внепечной обработке соотношение общего содержания алюминия к азоту доводят до 2,0÷3,0, а перед непрерывной разливкой вводят порошковую проволоку с лигатурой, содержащей силикокальций и барий (SiCa+Ba), в количестве 0,6÷0,8 кг/т жидкого металла, причем порошковую проволоку в сталеразливочный ковш подают со скоростью 1,0÷3,0 м/с, а непрерывную разливку металла ведут через погружной стакан. Изобретение позволяет улучшить разливаемость жидкого металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) путем предотвращения затягивания сталеразливочного отверстия стакана дозатора, а также повысить механические свойства стали, а именно повысить временное сопротивление и предел текучести при практически постоянном относительном удлинении. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам производства конструкционных низколегированных сталей.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является способ производства низколегированной стали по патенту SU №1710583, кл. С21С 7/00, включающий получение в сталеплавильном агрегате полупродукта, выпуск его в сталеразливочный ковш, легирование путем одновременного введения алюминия и карбамида в сталеразливочный ковш и непрерывную разливку металла через погружной стакан на сортовую заготовку сечением 125×125 мм.

Недостатком известного технического решения является низкое качество разливки жидкого металла при соотношении нитридообразующего элемента - алюминия к азоту в пределах 2,0÷3,0 на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), вследствие затягивания сталеразливочного отверстия стакана дозатора.

Задача, на осуществление которой направлено техническое решение - улучшение разливаемости жидкого металла при соотношении нитридообразующего элемента - алюминия к азоту в пределах 2,0÷3,0 на машинах непрерывного литья заготовок путем предотвращения затягивания сталеразливочного отверстия стакана дозатора. При этом достигается получение такого технического результата как повышение механических свойств стали, а именно повышение прочностных характеристик - временного сопротивления и предела текучести.

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что, в способе производства конструкционной низколегированной стали, включающем получение в сталеплавильном агрегате полупродукта, внепечную обработку жидкого металла в сталеразливочном ковше введением в расплав алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла на сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм, при внепечной обработке соотношение общего содержания алюминия к азоту доводят до 2,0÷3,0, а перед непрерывной разливкой вводят порошковую проволоку, с лигатурой, включающей силикокальций и барий (SiCa+Ba) в количестве 0,6÷0,8 кг/т жидкого металла, причем порошковую проволоку подают в сталеразливочный ковш со скоростью 1,0÷3,0 м/с, при этом непрерывную разливку металла ведут через погружной стакан; а диаметр отверстия погружного разливочного стакана составляет 18÷30 мм.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного приемами микролегирования жидкого металла и его непрерывной разливки. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «Новизна».

Так как предлагаемое изобретение может быть использовано в металлургической промышленности, а проведение опытных плавок уже показали положительные результаты, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию изобретения «Промышленная применимость».

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий позволяет обеспечить получение вышеуказанного технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения «Изобретательский уровень».

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Способ производства конструкционной, низколегированной стали, включает получение в сталеплавильном агрегате, например, электропечи полупродукта - металлического расплава, внепечную обработку жидкого металла в сталеплавильном ковше введением в расплав алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла на МНЛЗ в сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм. При внепечной обработке соотношение общего содержания алюминия к азоту доводят до 2,0÷3,0, а перед непрерывной разливкой вводят порошковую проволоку, с лигатурой, включающей силикокальций и барий (SiCa+Ba) в количестве 0,6÷0,8 кг/т жидкого металла, причем порошковую проволоку подают в сталеразливочный ковш со скоростью 1,0÷3,0 м/с, а непрерывную разливку металла ведут через погружной стакан с диаметром разливочного отверстия, равного 18÷30 мм. Алюминий в расплав сталеразливочного ковша вводят в виде катанки.

Доведение при внепечной обработке соотношения общего содержания алюминия к азоту менее 2,0 не обеспечивает достижения необходимого количества нитридов алюминия для стабилизации структуры и повышения механических свойств продукции.

Доведение при внепечной обработке соотношения общего содержания алюминия к азоту более 3,0 приводит к увеличению включений глинозема, ухудшению разливаемости и повышению поверхностных дефектов литого и катаного металла, а также к увеличению себестоимости стали, что не допустимо.

Введение в сталеразливочный ковш перед непрерывной разливкой порошковой проволоки, с лигатурой, включающей силикокальций и барий (SiCa+Ba) в количестве менее 0,6 кг/т жидкого металла, при ее подаче со скоростью менее 1,0 м/сек не обеспечит необходимой нейтрализации тугоплавких алюмосодержащих включений в стали, что приведет к ухудшению разливаемости расплава, что недопустимо.

Введение в сталеразливочный ковш перед непрерывной разливкой порошковой проволоки, с лигатурой, включающей силикокальций и барий (SiCa+Ba) в количестве более 0,8 кг/т жидкого металла, при ее подаче со скоростью более 3,0 м/с приведет к увеличению пироэффекта, что может привести к выбросам расплава из ковша и потерям металла, что не желательно.

Ведение непрерывной разливки жидкого металла через погружной стакан снижает контакт жидкой стали с атмосферой, что обеспечивает снижение количества неметаллических включений в разливаемом металле.

Пример.

На одном из участков Нижнесергинского метизно-металлургического завода (НСММЗ) в электропечи, объемом 120 т получали полупродукт - металлический расплав. Полученный расплав сливали в сталеразливочный ковш, объемом 130 т, при этом жидкий металл модифицировали в ковше путем введения алюминия и карбамида. Алюминий вводили в расплав в виде катанки, а карбамид присаживали в качестве наполнителя порошковой проволоки в количестве 0,55 кг/т жидкой стали, причем порошковую проволоку вводили со скоростью 1,2 м/с. При этом соотношение общего содержания алюминия к азоту доводили до 2,4.

Перед непрерывной разливкой, после окончания проведения требуемой внепечной обработки металла (нагрев, корректировка хим.состава и температуры,) в сталеразливочный ковш вводили порошковую проволоку, с лигатурой, включающей силикокальций и барий (SiCa+Ba) в количестве 0,7 кг/т жидкого металла, при этом порошковую проволоку задавали со скоростью 2,8 м/с. Затем на машине непрерывного литья заготовок производили непрерывную разливку полученного металла через погружной стакан с диаметром разливочного отверстия, равного 18,5 мм, на сортовую заготовку сечением 125×125 мм.

Результаты промышленных испытаний металла, полученного по предложенному техническому решению, представлены в таблице №1.

Промышленные испытания показали, что использование предлагаемого технического решения по сравнению с известным, позволило предотвратить затягивание сталеразливочного отверстия стакана дозатора при соотношении нитридообразующего элемента - алюминия к азоту в пределах 2,0÷3,0, тем самым улучшилась разливаемость жидкого металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). При этом было достигнуто повышение механических свойств стали, а именно повысились временное сопротивление и предел текучести при практически постоянном относительном удлинении.

Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение - выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.

1. Способ производства конструкционной низколегированной стали, включающий получение в сталеплавильном агрегате полупродукта и его внепечную обработку в сталеразливочном ковше путем введения в жидкий металл алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла на сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм, отличающийся тем, что при внепечной обработке доводят соотношение общего содержания алюминия к азоту до 2,0÷3,0, а перед непрерывной разливкой со скоростью 1,0÷3,0 м/с вводят порошковую проволоку с лигатурой, содержащей силикокальций и барий (SiCa+Ba), в количестве 0,6÷0,8 кг/т жидкого металла, при этом непрерывную разливку металла ведут через погружной стакан.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют погружной стакан с диаметром разливочного отверстия 18÷30 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стали для изготовления ювелирных изделий, преимущественно, серег и брошей. Сталь содержит 0,85-1,05 мас.% углерода, 0,3-0,5 мас.% кремния, 0,2-0,3 мас.% марганца, 0,2-0,3 мас.% хрома, 6,0-10,0 мас.% никеля, 6,0-10,0 мас.% палладия, 1,0-1,5 мас.% платины и остальное - железо.

Сталь // 2650953
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых в машиностроении и станкостроении. Сталь содержит, мас.%: углерод 0,95-1,05; хром 0,95-1,05; серебро 6,0-7,5; эрбий 6,0-7,5; железо - остальное.

Сталь // 2650353
Изобретение относится к стали, которая может быть использована для изготовления деталей машин, работающих в условиях ударных нагрузок. Сталь содержит 0,005-0,01 мас.% углерода, 0,05-0,1 мас.% кремния, 0,1-0,3 мас.% марганца, 20,0-24,0 мас.% хрома, 0,8-1,2 мас.% алюминия, 0,3-0,4 мас.% молибдена, 0,1-0,3 мас.% циркония, 0,1-0,3 мас.% титана, 3,5-4,5 мас.% никеля, железо - остальное.

Изобретение относится к стали, используемой для изготовления деталей печей, двигателей и тепловых агрегатов. Сталь содержит 0,1-0,2 мас.% углерода, 0,5-1,0 мас.% кремния, 0,8-1,2 мас.% марганца, 20,0-24,0 мас.% хрома, 0,15-0,2 мас.% меди, 0,15-0,2 мас.% ванадия, 0,15-0,2 мас.% ниобия, 0,005-0,01 мас.% кальция, 0,4-0,6 мас.% вольфрама, 0,15-0,2 мас.% гафния, 0,45-0,65 мас.% кобальта, железо - остальное.

Изобретение относится к созданию плакированного алюминием стального листа, используемого для горячего прессования, который имеет превосходные смазывающую способность в горячем состоянии, коррозионную стойкость после нанесения красочного покрытия и пригодность к точечной сварке.

Изобретение относится к области металлургии, к способам получения листовых плакированных сталей и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций и оборудования для химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, коксохимической и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочной низколегированной азотосодержащей мартенситной стали, используемой для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении и железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству обсадных и насосно-компрессорных труб из коррозионно-стойкой стали, эксплуатируемых на месторождениях для добычи нефти и газа с высокой концентрацией диоксида углерода в составе перекачиваемой среды, расположенных в холодных макроклиматических районах.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стальным трубам, получаемым электрической контактной сваркой. Труба имеет химическую композицию, содержащую, в мас.%, С: от 0,03 до 0,59, Si: от 0,10 до 0,50, Mn: от 0,60 до 2,10, Al: от 0,01 до 0,35, Са: от 0,0001 до 0,0040, Cr: от 0,01 до 1,09, при этом содержание Si и содержание Mn удовлетворяют массовому отношению Mn/Si, находящемуся в диапазоне от 6,0 до 9,0, и остальное составляет Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при выплавке в открытых индукционных печах высокохромистых жаропрочных сталей с низким содержанием азота.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и наполнителя из механической смеси легкоплавкого азотсодержащего вещества - гранулированного карбамида и железа в виде мелкоизмельченного материала, например железного порошка.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для рафинирования различных марок стали, наведения, разжижения и нейтрализации шлаков в агрегатах ковш-печь при внепечной обработке сталей, для ускоренного получения рафинировочных шлаков на поверхности жидкого расплава и нейтрализации их разрушающего влияния на футеровку путем образования в зоне взаимодействия шлака с магнезиальной футеровкой ковша защитной шпинели.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к машинам и технологиям литейного производства. Устройство для получения отливок из железоуглеродистых сплавов содержит огнеупорный тигель для расплавления термитной шихты, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса с леткой для скачивания шлака в изложницу и леткой для скачивания железоуглеродистого расплава в литейную форму, и установленное в верхней части тигля устройство для активации окислительно-восстановительной реакции.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше. Устройство содержит ковш с крышкой, в которой установлен верхний электрод для нагрева расплава металла дугой постоянного тока, подовый электрод с токоподводом и источник тока.

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к внепечным способам модифицирования чугунов и сталей тугоплавкими керамическими частицами. Способ включает введение в ковш или форму при разливке жидкого металла модификатора, содержащего тугоплавкие керамические наноразмерные частицы и металл-протектор.
Изобретения относятся к металлургии и литейному производству, в частности к ковшовому модифицированию чугунов, сталей и цветных металлов. Модификатор содержит помещенную в металлическую герметично закрываемую оболочку многокомпонентный наполнитель в виде доведенной до однородного состояния смеси, включающей по меньшей мере два ультра- и/или мелкодисперсных порошков металла размером до 10 мкм, выбранных из группы, включающей железо, никель и алюминий, по меньшей мере одно соединение тугоплавких металлов, выбранное из карбидов, боридов, нитридов и силицидов, размером от 10 до 200 нм и по меньшей мере один из мелкодисперсных порошков, выбранных из группы, включающей фуллерен Cn, карбидные кластеры, карбид кремния, медь, кальций, барий и РЗМ.

Изобретение относится к области электрометаллургии стали, а конкретнее, к выплавке стали в электросталеплавильном агрегате печь-ковш. В способе осуществляют загрузку металлизованного сырья, сыпучих и порошкообразных материалов через полые графитированные электроды, при этом технологические процессы получения жидкой стали осуществляют одновременно с двухстадийным дожиганием горючих газов струями кислорода в потоке технологических газов, отходящих из ковша к расположенному в своде газоходу, причем первую стадию дожигания осуществляют между упомянутыми электродами с помощью установленной в своде ковша двухъярусной многосопловой кислородной фурмы с датчиком ЭДС и температуры, расположенным автономно в торце корпуса фурмы, а вторую стадию осуществляют перед газоходом под сводом агрегата с помощью устройства с многосопловым наконечником, установленным в упомянутом газоходе.

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали и, в частности, к агрегатам ковш-печь (АКОС). Агрегат содержит футерованный ковш со сводом, установленные в его днище шиберные блоки с топливно-кислородными горелками (ТКГ) для нагрева и расплавления металлошихты, три графитированных электрода с электрододержателями и газоход для отвода из агрегата технологических горючих газов, установленные в своде ковша, и расположенную в верхней части ковша шлаковую летку для слива жидкого шлака из него.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству углеродистых и низколегированных трубных марок сталей, раскисленных алюминием. Способ включает выплавку полупродукта в дуговой сталеплавильной печи, выпуск полупродукта в сталеразливочный ковш с одновременной присадкой раскислителей, легирующих и части шлакообразующих материалов, доведение металла по химическому составу и температуре, а также окончательное раскисление и модифицирование кальцием на установке печь-ковш, вакуумную обработку с последующей продувкой металла аргоном и разливку металла на машине непрерывного литья заготовок.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке стали марки 3сп в ковше атомарным азотом. Осуществляют легирование расплава стали с обеспечением процесса самораспространяющегося синтеза нитридных нанофаз легирующих элементов, при этом обработку расплава стали атомарным азотом осуществляют введением карбамида (NH2)2CO при температуре расплава 1650°С с расходом карбамида, составляющим 0,4-1,8 кг/т стали и скоростью подачи его в расплав стали 5,0-8,0 кг в минуту, причем карбамид в расплав вводят в виде наполнителя порошковой проволоки с одновременной подачей алюминиевой катанки из расчета 1,2 кг/т стали.

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для управления процессом горения дуги при электродуговой плавке металлов. Способ включает загрузку холодной шихты в футерованный огнеупором кожух и опускание с помощью привода и системы управления в него графитового электрода, подключенного к источнику питания.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве конструкционных низколегированных сталей. В способе осуществляют получение в сталеплавильном агрегате полупродукта и его внепечную обработку в сталеразливочном ковше путем введения в жидкий металл алюминия и нитридообразующих элементов, непрерывную разливку металла в сортовую заготовку сечением не менее 125×125 мм. При внепечной обработке соотношение общего содержания алюминия к азоту доводят до 2,0÷3,0, а перед непрерывной разливкой вводят порошковую проволоку с лигатурой, содержащей силикокальций и барий, в количестве 0,6÷0,8 кгт жидкого металла, причем порошковую проволоку в сталеразливочный ковш подают со скоростью 1,0÷3,0 мс, а непрерывную разливку металла ведут через погружной стакан. Изобретение позволяет улучшить разливаемость жидкого металла на машинах непрерывного литья заготовок путем предотвращения затягивания сталеразливочного отверстия стакана дозатора, а также повысить механические свойства стали, а именно повысить временное сопротивление и предел текучести при практически постоянном относительном удлинении. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Наверх