Способ выплавки стали и сплавов

 

ОПИСАНИЕ(836121

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсиик

Социал нстмческнк

Реслублин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.08.79 (21): 2808878/22-02 с присоединением заявки М—

1 (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.81. Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 09 06.81 (53)M. Кл.

С 21 С 5/52

Гееударстеенный кемптет

СССР пп делам наебретеннй н вткрнткй > (53) УДК 669.187..25(088.8) В. И. Лапин, Н. А. Угарова, Э. Я. Лапина, (72) Авторы изобретения

И. М. Мураховский, Б. А. Баум и Г. В. Тяг

I ов (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ И СПЛАВОВ ратуре (2).

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству ста лей и сплавов в электропечах.

Известен способ раскисления сталей, заключающийся в снижении содержания активного кислорода в расплаве выше 0,01 путем введения в расплав элементов, об.ладающих большим сродством к кислор<

И IO

При производстве металла по указанному способу улучшается поверхность слитков, однако изменения структуры расплава и повышения химической однородности металла не происходит, так «ак структура расплава, унаследованная or шихтовых материалов, обладает значительной термической. Устойчивостью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в расплав- ® ленни шихты, нагрев расплава выше температуры структурного превращения, раскисление и выдержке его при этой темпе Раскисление расплава после наГрева выше температуры структурного превращения снижает активность кислорода и создает условия для изменения структуры расплава. Однако содержание активного кислорода в расплаве колеблется после раскисления в широких пределах в зависимости .or количества введенного раскислителя, степени его усвоения и ряда других технологических факторов. Это приводит к нестабильному усвоению легирующих элементов, обладающих высоким: сродством с кислородом (например, кремний), и вынуждает для получения марочного химического состава металла производить корректировку содержания указанных элементов после окончания выдержки, что снижает степень химической однородности расплава перед разливкой, Во-вторых, в процессе выдержки происходит снижение содержания раскислителя в металле, сопровождающееся повышением содержания активного кислорода в нем, что замедляет скорость процесса изменения структуры и

aocrb после закалки с от пуском

Щ МАЛЮЮ межось. ось

В ВВ ,кгм/см 2 тельность выпопевдоль рек рек держ.

° K r мин

0,016

0,010

0,007

Известный

15,7 11,6 58,7 36,5 9,6 4,7 402 455 30

17,1, 14,3 66,1 49,3 12,3 5,6

435 . 438 30

411 440 28

17,5 14,6 67,0 50,0 12,9 6,1 снижает степень химической однородности металла. B-третьих, длительная выдержка металла. при температуре структурного превращения ухудшает стойкость футеровки печи. 5

Белью изобретения является повышение химической однородности металла и улучшение его качества.

Это достигается тем, что активность кислорода в расплаве снижают до 0,001- 1о

0,01 путем присадки в металл элементов . с высоким сродством к кислороду и поддерживают ее в указанных пределах в.

:процессе выдержки за счет периодической присадки указанных элементов, при этом продолжительность выдержки сокращают на

5-30%.

Снижение при раскислении активности кислорода в расплаве до значения в пределах 0,001-0,010 обеспечивает стабиль- щ ное усвоение легирующих элементов, полу— чение химического состава металла в пределах марки без корректирующих присадок ферросплавов перед выпуском плавки, повышение химической однородности распла- ?s ва и улучшение качества металла.

Поддержание активности кислорода в расплаве в процессе выдержки выше температуры структурного превращения в пре-. делах 0,001-0,010 уменьшает и стабили» 30 зирует тормозящее влияние активного кислорода на процесс изменения структуры расплава, что повышает химическую однородность металла и дает возможность сократить продолжительность выдержки на

5-30%.

Сокращение длительности выдержки выше температуры структурного превращения на 5-30% позволяет повысить стойкость футеровки и улучшить качество металла.

4D

Снижение активности кислорода в расппаве менее 0,001 вызывает увеличение затрат и ведет -к перерасходу раскислителей. Повьпнение активности кислорода в расплаве более 0,01 снижает степень химической однородности металла и стойкость футеровки печи.

Сокращение длительности выдержки менее 5% практически не влияет на стойкость футеровки печи. Сокращение длительности выдержки более 30% снижает химическую однородность расплава и ухудшает качество металла.

Пример. Способ осуществляют при выплавке стали 18Х2Н4МА в 25-тонной дуговой электропечи. Шихта состоит из огходов углеродистой стали и стали

18Х2Н4МА, никеля, феррохрома и ферромолибдена. После расплавления шихты рас« плав нагревают до 1730ОС, раскисляют его алюминием и металлическим кальцием из расчета получения активности кислорода в расплаве в пределах. 0,001-0,010.

При получении значения активности после раскисления выше 0,01 металл раскисляют дополнительно. После этого присаживают марганец и кремний для получения марочного состава стали по этим элементам и производят выдержку металла при

1730@C в течение 30 мин. При повышении активности кислорода в расплаве в процессе выдержки более 0,01 присаживают алюминий и (или) металлический кальций. Активность кислорода контролируют по ЭДС возникающей в концентрационном элементе. По окончании выдержки металл охлаждают до 1560 С и разливают в спи тки весом 3,5 т.

Из литого металла, выплавленного по известному и предлагаемому способам, из-" готовили образцы для определения микротвердости. Слитки прокатывали на блюминге на квадрат 220 мм. Из катанного металла определяли механические свойства вдоль и поперек направления прокатки.

Характеристики качества металла по вариантам выплавки приведены в таблице.

Продолжение табл.

8361 21, 0,001 16,9 14,0 65,8 48,7 11,9

6,0 412 435 25

0006 160 122 606 415 102 47 405 450 20

0 0009 17,3 14 5 68,0 52,9 12 5 6,6 415

440 25

0,007 17 5 14,0 69,1 52,0 12 0 6,2 418 437 21

Составигеь А. Прусс

Редактор Т. Клюкина Техред Н.Ковалева-. Корректор" н Швыдкая

Заказ 2836/12 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35,. Раушская наб.; д; .4/5.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВЮ

Ъ, Результаты исследования качества металла показывают, что предлагаемый способ выплавки обеспечивает повышение химической .однородности, улучшение качества металла, при этом сокращается длительность плавки.

Выплавка сталей и сплавов таким образом позволит сократить длительность плавки, снизить расход раскислителей и получить металл с достаточйЬ высокими служебными характеристиками.

Формула изобретения

Способ выплавки стали и сплавов, включающий расплавленче шихгы, нагрев. расплава выше температуры структурного . превращения, раскислейие it выдержку его при этой температуре, о т л и ч а ю -

m и и с tt тем, что, с целью повышения химической однородности металла и улучшения eFo качества, активность кислорода в расплаве снижают до 0,001-0,01 путем присадки в металл элеменгов с вы соким сродством к кислороду и поддерживают ее в указанных пределах в процессе вйдержки за счет периодической присадки указанных элементов, при этом про1 должительность выдержки сокращают на

5-3O%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 49-31601 кл. 10 У 14, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2578035/22-02, кл. С 21 С 5/52, 1978.