Способ получения сталей с низким содержанием азота

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 572503

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 07.04.76 (21) 2345757/02 с присоединением заявки № (51) М, Кл С 21С 5/52

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР по аелам ивобретений и открытий

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 21.09.77 (53) УДК 669.187,25 (088.8) (72) Авторы изобретения В. С. Римкевич, С. И. Филиппов, Л. К. Косырев, М. С. Чекалкин, Л. Н. Култыгина, С, Н. Падерин, В. Е. Овчинников, И. Н. Мелькумов и Л. И. Пивоварова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЕЙ С НИЗКИМ

СОДЕРЖАНИЕМ АЗОТА

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к получению легированных сталей с минимальным содержанием азота (не более 0,012 /о).

В черной металлургии для получения сталей с низким содержанием газов, в частности азота, применяют следующие способы: использование исходных шихтовых материалов с низким или весьма низким содержанием азота; выплавку металла с окислением в период кипа 6 — 12 кг/т углерода со скоростью 0,07—

0,15 кг/т мин; выплавку металла с продувкой его инертными газами; выплавку металла в вакуумных агрегатах или вакуумирование жидкого металла в ковшеит.д, Указанные способы требуют использования дорогостоящих материалов или специального оборудования, что приводит к повышению себестоимости готовой продукции. Кроме того, выплавка по первым двум способам способствует удалению азота, внесенного ферросплавами в восстановительный период плавки.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является двухстадийный способ получения сплавов с низким содержанием азота, заключающийся на первой стадии в выплавке исходного металла, раскисленни и связывании азота высокоактивными раскислителями в нитриды, которые на второй стадии процесса при переплаве окисляют на поверхности раздела с окисной фазой. При этом нитриды титана диссоциируют на атомы азота и титана, затем азот в виде молекул удаляется из рабочего пространства печи (1).

Недостаток известного способа — наличие двухстадийного процесса, при котором удале10 ние азота имеет место только на второй стадии процесса при переплаве. Между тем современное машиностроение требует применения сварочных сталей открытой выплавки с минимальным содержанием азота (не более

15 0,012 ю/с )

Целью изобретения является повышение эффективности удаления азота в виде нитридов одностадийным процессом. Это достигается тем, что в процессе выплавки стали, включаю20 щем расплавление и окисление 6 — 12 кг/т углерода со скоростью 0,07 — 0,15 кг/т мин, а1 также предварительное раскисление кремнистыми раскислителями и легирование металла ферросплавами, титан вводят из расчета

25 0,05 — 020% от веса садки за 10 — 30 мин ло выпуска.

Удаление азота связано с образованием твердых неметаллических включений — нитридов титана, с последующим их осаждением на

30 окислах и всплыванием последних на границу

572503

Содержание азота в готовом металле, у, Количество титана, ча

Время до выпуска, мин.

0,020

0,012

0,009

0,012

0,018

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

Формула изобретения

Составитель Л. Веревкина

Техред М. Семенов Корректор А. Степанова

Редактор Н. Корченко

Заказ 1986/13 Изд, Мз 752 Тираж 693

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 металл — шихта, где включения ассимилируются шлаком.

Указанные количества титана и время его выдержки позволяют проводить глубокое рафинирование металла от азота до необходимых значений (0,012%). При введении титана менее 0,05% в большинстве случаев не удается добиться образования нитридов титана, так как титан работает как раскислитель. При введении титана свыше 0,20% в готовом ме- 10 талле остается большое количество остаточного титана (0,05 — 0,08 /о), что для ряда марок стали недопустимо, Действие присадки титана наиболее эффективно только при введении его в металл после 15 полного расплавления присадок (раскислителей, легирующих и шлакообразующих) и усреднения ванны по химическому составу; в то же время для образования неметаллических включений и их всплывания необходима после- 20 ..дующая выдержка металла в печи. Предлагаемое время присадки титана за 10 — ЗО мин до выпуска наиболее полно удовлетворяет этим требованиям. Присадка титана за время менее

10 мин перед выпуском не обеспечивает доста- 25 точного времени для всплывания нитридов титана; присадка за время более 30 мин приводит к преждевременному всплыванию нитридов из металлической ванны и вторичному насыщению ее азотом из атмосферы (см. таб- 30 лицу).

Способ был опробован при производстве сталей (08ХЗГ2СМ, 08ХМФА и др.) в 5 т и

20 т дуговых электропечах. Титан в виде

70 /о-ного ферротитана или титановой губки 35 вводят в металл за 10 — 30 мин до выпуска.

Далее плавки проводят в соответствии с принятой технологией. На опытных плавках с присадкой титана за 10 — 30 мин до выпуска содержание азота не более 0,012%.

Способ получения сталей с низким содержанием азота, включающий расплавление исходного металла, окислительную продувку с предварительным раскислением кремнистыми раскислителями и легированием ферросплавами с последующей присадкой титана, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения эффективности удаления азота при выплавке, титан задают из расчета 0,05 — 0,20% от веса садки за 10 — 30 мин до выпуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Мз 419128. кл. С 21С 5/52, 1973.