Способ введения модификаторов приразливке стали

 

О П И С А Н И Е (ц835629

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со(оа Соеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.06.78 (21) 2634263/22-02 с присоединением заявки № (51) М. К, В 22D 27/00

Государстееииый камитет

ССС-Р ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (53 (45) Дата опубликования описания 07.06.81 (72) Авторы изобретения

С. В. Климов, В. А. Салаутин, А. А. Алымов, О. Е. Молчанов, Ю. В. Зайцев и P. М. Мыльников

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ МОДИФИКАТОРОВ

ПРИ РАЗЛИВКЕ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве электротехнических, конструкционных, низколегированных и легированных сталей, в частности при их модифицировании во время разливки стали, Известны способы модифицирования стали за счет введения в ее состав кальция, магния, церия, лантана и других модификаторов с целью глобуляризации неметаллических включений и получения за счет этого оптимальных электротехнических и механических свойств металла. При этом модификаторы вводят в печь (1).

Недостатками известных способов модифицирования стали являются: низкое усвоение из-за окисления модификаторов, в частности кальция„магния, церия, лантана, в процессе выплеска металла из печи; низкая степень модифицирования и ее неравномерность по объему металла вследствие введения модификаторов в спокойный металл; низкие скорости обменных реакций даже при вводе модификаторов в ковш через вертикально погружаемые фурмы из-за ограниченной площади контакта модификатор — металл (в этом случае обрабатывается лишь околофурменный объем металла, поскольку время диффузии, например, кальция, из околофурменных слоев в слои, 30 прилегающие к стенке 100 т ковша, составляет несколько часов; разрушение футеровки из-за восстановления металлов из окислов футеровки модификатором при введении его в ковш.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ введения модификаторов, включающий одновременное введение в металл модификатора и раскислителя (2).

Недостаток известного способа состоит в том, что он обеспечивает низкое усвоение модификаторов.

Так, например, степень усвоения кальция при его вводе в виде силикокальция в сталь составляет 2 — 10%. При введении церия и других редкоземельных металлов в сталь, предварительно раскисленную алюминием, в количестве до 0,6 кг т получают такую же низкую степень усвоения (5 — 15%). Это связано с тем, что кальций и Р3М вводят в сталь, имеющую даже после раскисления алюминием содержание кислорода 0,01—

0,015, которое является для таких активных модификаторов хорошим окислителем.

Цель изобретения — повышение выхода годной стали и степени усвоения модификатора.

Эта цель достигается тем, что модификатор предварительно расплавляют в алюми835629

5О

65 нии в соотношении (0,01 — 0,8): 1 и полученный расплав вводят в сталь порциями по 0,5 — 10 кг в количестве 0,1 — 10 кг/т стали, при этом в качестве модификаторов используют элементы II u III групп Периодической системы.

К тому же расплав вводят в сталь совместно с 0,05 — 0,9 кг/т стали шлака. Эффект от введения сплава алюминий — модификатор с содержанием последнего меньше

I о/о равнозначен эффекту от введения чистого алюминия. Введение более 80 модификатора в жидкий алюминий приводит к увеличению потерь модификаторов, особенно магния (т. пл. 650 С) и бария (т. пл.

710 С) .

Количество расплава алюминий — модификатор выбрано на основе данных по угару модификаторов II u III группы Периодической системы. Введение расплава менее

0,1 кг/т стали не позволяет использовать эффект одновременного присутствия алюминия и модификатора в стали, Введение в сталь более 10 кг/т экономически не оправдано даже с учетом перспективы и нет в настоящее время сталей, требующих столь сильного модифицирования (для плавки

100 т расход расплава 1 т.).

Таким образом, количества ввода расплава алюминий — модификатор 0,1 — 10 кг/т обеспечивает полное модифицирование стали элементами II u III групп Периодической системы.

Предлагаемый прием введения модификаторов в сталь является универсальным, так как позволяет вводить различные модификаторы в различном соотношении как между собой, так и с алюминием. Введение менее 0,05 кг/т стали защитного шлака не предохраняет расплав от дополнительного раскисления, а введение более 0,9 кг/т стали шлака не приводит к дополнительному эффекту.

Ниже даны примеры осуществления способа.

Электротехническую сталь легируют кремнием и марганцем.

Пример 1. Расплавляют церий в алюминии и при разливке в 10 т изложницы мерными черпаками вводят 100 кг расплава алюминия и церия порциями по 10 кг. Соотношение в расплаве алюминия к церию

1:0,1. После введения модификаторов таким образом получают следующего состава сталь, вес. Io/o: С 0,012; Si 0,7; Мп 0,55, $0,006; F 0,010; А1 1,0; Се 0,04. Усвоение алюминия 100/О, церия 50 /о. После введения модификатора — церия в виде расплава с алюминием выход годной стали по качеству поверхности составил 98О/о, по магнитным свойствам 100О/о.

Пример 2. После выпуска стали

ВДЗЮР в ковш последний подают на разливку, Перед разливкой расплавляют каль5 и

3О

45 ций в алюминии. В процессе разливки стали в 10 т изложницы вводят 5 кг/т (50 кг) расплава алюминий — кальций порциями по 5 кг при соотношении компонентов 1:0,8.

Получают сталь, вес. о/о. С 0,008; Si 0,8; Мп

0,27; S 0,018; P 0,08; А1 0,38. Усвоение алюминия 99 /о, кальция 30 /о. Выход годного по поверхности холоднокатаного листа

100 /о, по магнитным свойствам 100%.

Пример 3. Перед разливкой трубной стали расплавляют в алюминии бор. В процессе разливки на УНРС в кристаллизатор вводят порциями по 1 кг расплава алюминий и бор в соотношении 1:0,01. Всего на

100 т плавки вводят 0,1 кг/т расплава, т. е.

10 кг. Усвоение алюминия 90, бора 85 /о.

Выход годных листов по ударной вязкости при — 60 С составил 99o

Указанные приемы позволили на опытных плавках получить высокое усвоение модификаторов (церия 50 /о, кальция 30 /о, бора 85 /О). Выход годных листов стали

17 ГС при этом повысился на IОО/о, а выход высших марок (марка ЭАА) стали ЭЛ-0— на 13о/о.

Прием введения модификаторов, предварительно расплавленных в алюминии, позволяет сократить их угар за счет предохранения их от окисления атмосферой посредством всегда существующей при расплавленном алюминии пленки из А1 0з. Эта пленка предохраняет от окисления алюминий, а в данном случае и модификатор. Такую же роль выполняет защитный шлак.

Совместное введение алюминия и модификаторов в сталь предохраняет окисление модификаторов сталью из-за наличия в том же микрообъеме алюминия. Сокращается бесполезный унос паров модификатора при взаимодействии его со сталью из-за сокращения разности окислительного потенциала модификатор — сталь (по предложенному способу алюминий — сталь). Сокращается угар модификаторов за счет введения их порциями, не превышающими оптимальное количество.

Формула изобретения

1. Способ введения модификаторов при разливке стали, включающий одновременное введение в металл модификатора и раскислителя, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годной стали и степени усвоения модификаторов, модификатор предварительно расплавляют в алюминии в соотношении (0,01 — 0,8):1 и полученный расплав вводят в сталь порциями по 0,5 — 10 кг в количестве 0,1 — 10 кг/т стали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве модификаторов используют элементы II u III групп Периодической системы элементов.

835629

Составитель И. Журина

Корректор О. Тюрина

Техред И. Заболотнова

Редактор Л. Бельская

Заказ 1146/9 Изд. № 410 Тираж 869 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

3. Способ по пп. 1 и 2, отл ичающийс я тем, что расплав вводят в сталь вместе с 0,05 — 0,9 кг/т стали шлака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 495362, кл. С 21С 5/52, 1974.

2. Авторское свидетельство № 272336, кл. С 21С 7/ОО, 1966.