Способ разливки стали

 

Союз Советския

Социалистических

Республик

1н4з«на д

° Е

) «»766735

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 040979 (2t) 2658132/22-02 с присоединением заявки Ио

В 22 О 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3009.80, Бюллетень Но 36

Дата опубликовання описания 300980 (72) Авторы изобретения

Ю.Я.Скок, Б.A Ìîâ÷àí, В.A Åôèìoâ, M.Á.Ìoâ÷àí и A.A.Àëûìîâ(71) Заявитель

Институт проблем литья AH Украинской CCP (54) СПОСОБ РАЗЛИВКИ CTAJIH ных порошков, дроби, гранул для модифицирования стали в процессе разливки, несмотря на значительное из>ельчение первичной структуры, также приводит к увеличению содержания оксидов в стали, что является главным недостатком такого способа разливки, Модифицирование стали одними активными элементами или комплексными сплавами, хотя и меняет природу включений, однако оказывает малое влияние на первичную структуру стали.

Цель изобретения — обеспечение высокого качества слитка за счет измельчения структуры и уменьшения неметаллических включений.

Достигается это тем„ что сталь в процессе разливки обрабатывают гранулами силикомишметалла и стальной дробью с соотношением соответственно

1:10 — 1:1 в количестве 0,3-1,5% от веса разливаемой стали. Стальная дробь в этой модифицирующей смеси выполняет роль микрохолодильников, снимает перегрев стали и вызывает обьемчую кристаллизацию.При этом кроме ст-льной дроби могут применяться обсе ки стали, отсевы крупных железных порошков.

Содержание углерода в дроби находятся в пределах 0,03-2,0 Ъ в зависимости

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному и литейному производству.

Известны способы разливки, состоя- 5 щие во введении в процессе разливки стали микрохолодильников — металлических порошков,.дроби, стружки, измельченных ферросплавов (1) .

Недостаток этого способа состоит 10 в том, что из-за окисления порошка увеличивается содержание оксидных включений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо- )5 соб разливки стали, в котором ° в струю разливаемой стали вводят свежевосстановленный железный порошок в смеси с порошком модификатора феррованадия в количестве соответственно 0,5 и 0,3 Ъ 20 от веса разливаемой стали (2).

Недостатком данною способа разливки является малая эффективность модифицирования из-за окисления железного порошка в процессе ввода и увели- 25 чение в несколько раэ содержания и размеров оксидных включений. Этот способ не позволяет измельчать неметаллические включения и благоприятно менять их состав. Применение одних сталв30 (53) УДК 621 ° 746. 329 (088. 8) 766735 от марки обрабатываемой стали. Содержание углерода в дроби и модифицируемой стали должно быть близким.

Силикомишметалл вводят в сталь в смеси со стальной дробью для повышения эффективности модифицирования и улучшения качества металла. При высоких температурах активные элементы (кальций, магний, редкоземельные металлы, алюминий), которые входят в состав силикомишметалла, интенсивно выгорают 10 поэтому применение его в виде самостоятельного модификатора мало эффективно. Активные элементы силикомишметалла служат эффективными раскислителями в случае частичного окисления дро-, би смеси в процессе введения ее в сталь. При понижении температуры расплава, которое достигается введением микрохолодильников, элементы силикомишметалла вступают в активное взаимодействие с примесями стали, процессы 26 коагуляции неметаллических включений максимально заторможены, поэтому образуются включения мелких размеров.

Уменьшение температуры стали от температуры разливки до температуры 25 крнсталлизации приводит к увеличению константы реакций равновесия активных элементов с примесями более, чем .в 100 раз. В результате этого формируются мелкие, равномерно распределенные в структуре стали неметаллические включения. Они являются барьерами в процессах грануляции, задерживают рост зерна стали при высоких температурах, что приводит к получению мелкозернистой микроструктуры модифицированной стали и повышению технологической пластичности. Такая сталь не образует трещин при дальнейшей пластической деформации. Характерным типом неметаллических включений в модифи- 40 цированной таким образом стали являются мелкие оксисульфиды.

Для составления модифицирующей смеси применяют силикомишметалл следующих марок: симиш, сиитмиш, ФСМИ, ЛР, МР, СцеИиш. Химический состав силикомишметалла, Ъ: Я1 40-55, Ы 3-10, редкоземельные металлы 15-35, СаО 510, Mg 0,5-1,5, Fe — остальное.

Силикомишметалл применяют в раздробленном виде с размером гранул

2-15 мм. Гранулы силикомишметалла перемешивают со стальной дробью до получения смеси. Наибольший эффект в результате модифицирования достигают при соотношении силикомишметалла и Ы стальной дроби в пределах 10:1-1:1 и количестве смеси 0,3-0,5Ъ от массы обрабатываемой стали.

При соотношении силикомишметалла и стальной дроби меньше нижнего пре- g) дела (меньше 1г10) увеличивается содержание оксидов в стали, при этом силикомишметалла не достаточно для глубокого ее раскисления, При содержании силикомишметалла и .стальной дроби выше верхнего предела соотношения 1:1 и при расходах смеси более

1,5 Ъ возникают местные скопления оксисульфидов редкоземельных металлов, а также происходит образование корок, что ухудшает качество поверхности слитков и может привести к повышению отходов при переделе слитков.

Эффект модифицирования значительно снижается при расходе смеси менее

0,3 %, так как в модификаторе мало активных элементов и стальной дроби, что снижает ее модифицирующее и теплофизическое воздействие на расплав.

Пример.Сталь 20 выплавляли в индукционной печи МГП-102 и после предварительного раскисления марганцем,кремнием и алюминием в процессе отливки 50кг слитков вводили смеси из стального порошка и силикомишметалла в количестве 0,3; 0,8 и 1,5 Ъ. Стальная дробь имела размер 0,5-1 мм и содержала 0,18 % С. Гранулы силикомишметалла размером 2-5 мм имели следующий химический состав, Ъ:РЗМ 14,2;

Si 38,9; АЬ 7,бу Са 2,11 Ng 0,96;

Fe остальное.

Составы опробованных смесей приведены в табл 1.

Таблица1

Состав смеси, вес. ч

Силикомишме- Стальная

Смесь талл . дюобь

Порошок ферро- Железный пованадия-3 рошок-5

Прототип

Предл агаемый

При отливке крупных стальных слитков и отливок размеры стальной дроби, обсечки, отсевов порошков должны находиться в пределах 0,5-5 мм, а гранулы силикомишметалла в пределах 2-15 мм. В случае больших размеров имеется опасность получения .в стали недорасплавленной дроби, которая выявляется в макроструктуре в виде инородного металла.При размере основной фракции дроби менее 0,5 мм и силикомишметалла. менее 2 мм повышается окисление смеси и уменьшается ее эффективность.

В табл. 2. приведены механические свойства стали 20 в литом состоянии после нормализации и высокого отпуска при 650 С, а также загрязненность

766735 деление по размерам неметаллических включений определяли методом индексов в соответствии с ГОСТом 1778-70.

Т а б л и ц а 2

Неметаллнчески.=. вклю . ения

Количество введен ной смеси, Механические свойства

Смесь

6(gi g т ) гс/мм- гс/мм

+ (ц) ) кгс ° ,м/см2 характерный размер, мкм общий индекс, х10" оксиды, счльфиды

Прототип

0,8 40, 5 30,6 26,0 51, 3 7, б 16, 7 10, 3 l4, 3

Предлагаемый

5,2

40,7 30, 8

0,3

9,4

56,6

30,6

41,2 32,2 32,4

0,8

58,2 10,2

58,1 10,6

60,3 10,1

3,.1

42,3 32,0 32,6

2,6

1,5

0,3 41,8 31,6 33,2

4,4

2,2

42 6 31 9 33 6 61 6 14 4

0,8

41,9 32,2 34.,4.

43,4 32,6 31,1

3,1

60,1 12,2

62,0 12,8

63,2 13,3

6l. 3 12 1

1,5

3,1 4,6

3,6

0,3

2,4 5,2

2,2 5,4

1,8

32iЗ

42,7 33,1

0,8

32,0

2,4

42,4 32,4

1,5 каторами в процессе разливки, о т л и ч а ю шийся тем,что,с целью обеспечения высокого качества слитка за счет измельчения структуры и уменьшения неметаллических включений, вводят смесь гранул силикомишметалла и стальной дроби с соотношением 1:101:1 в количестве 0,3-1,53 от веса стали.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

l. Мадянов Р.М. Суспенционная разливка. М., 1969, с. 25.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 216773, кл. С 21 С 7/00, 1962.

Составитель И.Журина

Техред С. Мигунова КорректорН.Григорук

Редактор А.Соловьева

7094/8

Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП 1 Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 неметаллнческими включениями после обработки ее по предложенному способу и по прототипу. Содержание и распреИз табл. 2 следует, что сталь разлитая по предлагаемому способу, при 40 большей на 1-2 кгс/мм прочности„ имеет на 10-ЗОЪ более высокую пластичность и в 1,5-1,8 раза ударную вязкость, общее содержание неметаллических включений в ней снижается в

2-4 раза, а размеры включений уменьшаются в 2,5-8 раэ по сравнению со сталью-прототипом. Данная сталь имеет более дисперсную структуру и более плотную макроструктуру по сравнению со сталью-прототипом.

Формула изобретения

Способ разливки стали, включающий обработку стальной дробью и модифи4,6 6,4

2,4 5,5

3,8 6,3

4,1 З,б

3,8 .3,2

2,6 3,8