Способ выплавки низколегированнойконструкционной стали

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n)821502 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.з

С 21 С 5/52 (22) Заявлено 050779 (21) 2791843/22-02

c: присоединением заявки М .(23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150481, Бюллетень Н9 14

Дата опубликования описания 25 - 04 ° 81 (53) УДК 669.18. .27(088.8) Н.И.Ярошенко, A.Ë,Âoðoïàíîâ, Л.P.Ìåäâåäèê, П.А.Прокофьев, Ю.A.Êoâàëåíêo, A.A.Ôèëèïïåíêîâ, Л.П.Житова и Ф.С.Раковский (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский проек ехнологическцй(i ..1-„ институт нагоностроения и Уральский научнр- исследойательскйй: институт черной металлургии ) ", (1

Ф I

I (71) Заявители (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ

КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к электрометаллургии стали и может быть использовано в машиностроении при производстве высококачественных отливок, в частности литых вагонных деталей.

При выплавке низколегированных ванадийсодержащих сталей в электродуговых печах последнее время широко используются конверторный ванадий содержащий шлак.

Известен способ выплавки ванадийсодержащей стали в электропечах с введением в завалку или н период плавления ванадиевого шлака сонместно с известью (1) .

В этом случае исключается скачивание окислительного шлака. Кроме того, в восстановительный период плавки значительное количество фосфора переходит в сталь, металл получается более окисленным и содержащие фосфора, кислорода, серы, неметаллических включений остается более высоким, чем это требуется для получения стали высокого качества.

Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ выплавки низколегированной стали мар» ки 20 Г1ФЛ в дуговых злектросталеплавильных печах, заключающийся н плавлении металлошихты, проведении окислительного периода, скачивании окислительного шлака и последующей присадке ванадийсодержащего шлака совместно с известняком в соотношении 1:(2-3) или с известью в соотношении 4:(1-2), проведении чистого кипа и восстановительного периода. Скачивание окислительного шлака производится по достижении содержания углерода в металле на

0,07-0,13Ъ выше нижнего. предела

15 для заданной марки стали при 160016300С. После присадки ванадийсодержащего шлака совместно с известняком (известью) произнодится выдерж.— ка (чистый кип) в течение 1020 30 мин (21.

Однако этот способ применения ванадийсодержащего коннерторного шлака не позволяет получать стали со стабильными высокими механическими свойствами н связи с недостаточно полным удалением вредных примесей (серы, фосфора, кислорода).

Цель изобретения — повышение меЗ ханических свойств стали.

821502

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЛАВКИ СТАЛИ 20 ГIAJI

17,0

18933

48883

68709

68720. 7

68725 8

0,27

9,00

Известный способ

0,25

9,4

30,0

9,7

35 0

0i30

9,1

0,24

10,0

0,25

18929

48799

48810

1158825

58840

68616

20,0

9,0

2,8

0,24

Данный способ

30,0

3,0

10,0

0,24

3,7 0,22

9,4

28,0

34,0

9 7

2,5 0,20

3,3 0,23

20,0

9,0

9,8

25,0

2,0

0,20

Поставленная цель достигается тем, что перед началом чистого кипа одновременно с присадкой ванадийсодержащего шлака и известняка производят присадку углеродсодержащего материала, например кокса, при весовом соотношении ванадийсодержащего шлака, известняка и кокса равном

1:(2-4):(0,2-0,4). Ванадийсодержащий шлак, известняк и кокс присаживают при достижении содержания углерода в металле на 0,03-0,07% выше нижнего предела содержания его в выплавляемой марке стали.

Пример. Проводятся опытнопромышленные плавки стали 20Г!ФЛ по трем вариантам: скачивание окислительного шлака при содержании углерода в металле 0,24-0,30% с последующей присадкой ванадийсодержащего шпака с известняком; присадка ванадийсодержащего шлака в смеси с известняком в период плавления металлошихты; скачивание окислительного шлака при содержании углерода ,0,20-0,24% с последующей присадкой ванадийсодержащего шлака совместно с углеродсодержащими материалами и известняком.

Химический состав готовой стали марки 20 Г1ФЛ следующий %: углерод

0,17-0,25, кремний 0,30-0,50, марганец 1,00-1,40, ванадий 0,07-0,13, хром, никель, не более 0,30 медь ,(каждого), фосфор и сера не более

0,04 (каждого элемента), остальное— железо.

Режим термической обработки вагонных отливок - нормализация при

900-930 С ° Контроль механических свойств стали производят согласно

ГОСТ 1497-73 и ГОСТ 9454-60. Во всех трех группах плавок проводят конtO троль ударной вязкости при — 60 С.

Данные сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, содержание в стали Аос@ора, серы, кислорода, а также неметаллических включений

15 ниже, чем позволяет получить значительно более высокие механические свойства.

Использование способа получения

Щ ванадийсодержащей стали обеспечивает следующие преимущества: повышение ударной вязкости при — 60 С, почти в 2 раза (до 6,1 кг см/см против

3,5 кг.см/см ); повышение хладостойкости при работе машин и механизмов в условиях с холодным климатом; увеличение механических свойств стали, служебных характеристик отливок, их надежности и долговечности, что значительно повышает качество деталей из ванадийсодержащей стали.

821502

Продолжение таблицы

0,023 0,022 0,018

1,05 0,35 0,08

1,04 0 38 0,13

Известный 0,18 способ

0,18

0,026 0,028 0,014

0,20 1,14 0,37 0,10 0,020 О;024 0,013

0,19 1,05 О; 34 0,09 0,026 0,022 0,015

0,23 1,00 0,49 0,06 0,026 0,026 0,019

0,23 1,22 0,54 0,09 0,017 0,012 0,012

О, 16 1, 21 О, 31 О, 08 О, 020 О, 017 О, 013

Данный способ

0,22 1,20 0,50 0,11 0,014 0,020 0,007.0,16 1,27 0,40 0,12 0,024 0,014 0,006

0,16 0,14 0,33 0,09 . 0,016 0,012 0,008

0,20 1,16 0,42 0,12 0,018 0,016.0,010

Продолжение таблицы

16

Известный способ

4 2

-2

ЗЗ 2

-2

25

19,4 "10

Данный способ

9-2

21 2

25,2 10

30, 4 10

10-2

26

28 10

4 ° 10

-г

24,8*10

25,2 10

3,2 ° 10

27,6 10

42 10

38» 10

34 "10

36»10

3,6 ° 10

4,8 10

3,8 10

3;6 ° 10 3

3,2-10

36 10

3,2 10

4,8 10

З,б 10

821502

Продолжение таблицы

Механические свойства стали

Техноло10,5 5, 51,8

26,0

53,0

35,4

Известный способ.7r5 3 7

8,7 3,6

8,5 3„7

8,7 2,0 44,3

24,0

53,5

35,0

51,0

28,0

55,0

32,0

27,0

52,8

35,8

25,0

58,5

38,0

50,5

25 0

31,0

62,0

52,5

39,2

Данный способ

50,5

35,0

38,2 59,0 27,0

52,7

55,5 30,0

57,7

39,2

58,1

35,6 58,7 29,0

39,0

47,0

28,0

60,0

П р и м е ч а н и е; На плавках 9-11 в качестве углеродсодержащего материала применяли мелкодробленный кокс, на плавках 12-14 — отходы технического углерода (сажи).

Формула изобретения

Составитель A.Цербаков

Редактор Н.Ромжа Техред М.Голинка Корректор В.Синицкая

722/4 Тираж 618 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

Филиал ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Способ выплавки низколегированной конструкционной стали, включающий плавление металлошихты, проведение окислительного периода, присадку ванадийсодержащего конверторного шлака и известняка, проведение чистого кипа и восстановительного периода, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств стали, перед началом чистого кипа одновременно с присадкой ванадийсодержащего шлака и известняка присаживают кокс при весовом соотношении ванадийсодержащего шлака, известняка и кокса в пределах 1:(2- 15

4):(0,2-0,4).

11,7 5,2

10 5 6,2

10,7 5,5

15,0 9,2

10,7 6,2

10,0 4,2

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что ванадийсодержащий шлак, известняк и кокс присажнвают при достижении содержания углерода в металле на 0,03-0,07Ъ выше нижнего предела содержания его в выплавляемой стали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 358374, кл. С 21 С 5/52, 1972.

2. Технологическая инструкция на выплавку стали 20Г!ФА в основных электродуговых печах

Р 252.00.00002 Кременчугского сталелитейного завода, 1977.