Способ получения стали для литья в песчаные формы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>969752 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.08.80 (21) 2971982/22-02 сприсоединениемзаявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.82.Бюллетень Мо40

Дата опубликования описания 30.10.82

Р1 М К„з

С 21 С 7/06

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК669.183».211(088.8) (72) Авторы изобретения

М.С. Соколовский, Ф.A. Бекерман, В

Л.Ф. Косой, М.Й. Киричек и Л.Е.

Бежицкий сталелитейный заво (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ цЛЯ ЛИТЬЯ

В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ

Изобретение относится к металлургии, в частности к раскислению стали, выплавленной в мартеновской печи.

Известен способ получения стали в основной мартеновской печи, включающий получение расплавленного металла в основной мартеновской печи, раскисление его в печи силикомарганцем из расчета введения в металл 0,100,20% кремния, выпуск металла в ковш, присадку во время выпуска 1/4-2/3 металла раскислителей ферросилиция, ферромарганца и,алюминия (1).

Недостаток способа состоит в том, что в начале выпуска металл в ковше не раскисляется, вследствие чего увеличивается окисленность стали, повышается угар раскислителей и не обеспечивается получение стабильных качественных характеристик стали. В металле формируются неблагоприятные по составу неметаллические включения, свойства стали ухудшаютСяе

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ по лучения стали для литья в песчаные формы, включающий получение металла в основной мартеновской печи, раскисление его в печи силикомарган-! цем в количестве 9-14 кг/т, выпуск металла в ковш с загруженным в него ферросилицием, введение .алюминия, ферромарганца при выпуске 1/5-1/2 металла (2 1.

Недостаток известного способа сост оит в том, что при е го ре ализации наблюдается повышенный угар марганца, вследствие чего для получения стали требуемого состава требуется повышенное количество марганцевых сплавов. Повышенный расход раскислителей приводит к значительной рефосфорации .и увеличению содержания фосфора в готовой стали, снижению выхода годных отливок за счет снижения трещиноустойчивости стали, снижению ее механических свойств.

Цель изобретения — повышение трещиноустойчивости и выхода годных отливок, снижение расхода раскислителей, повышение механических свойств стали, уменьшение степени рефосфорации и снижение содержания фосфора в готовой стали.

Поставленная цель достигается тем; что согласно способу получения ста969752 ли для литья в песчаные формы, включающем получение металла в основной мартеновской печи, раскисление его в печи силикомарганцем в количестве 9-14 кг/т, выпуск металла в ковш с загруженным в него ферросилицием, введение алюминия, ферромарганца при выпуске 1/5-1/2 металла, ферросилиций вводят в смеси с алюминием при отношении алюминия к кремнию

1:9-15, после выпуска 15-20% ме- 10 талла непосредственно перед добавкой ферромарганца вводят вторую порцию алюминия в количестве 0,8-0,9 от введенного в смеси с ферросилицием, а в процессе выпуска 40-50% металла после присадки ферромарганца вводят третью порцию алюминия в количестве 0,3-0,4 кг/т °

После раскисления металла в печи силикомарганцем в ковш попадает металл, имеющий умеренную окисленность, однако с запасом кислорода, достаточным для формирования комппексных алюмомарганцевых силикатных включений при взаимодействии расплава с кремнием и алюминием, находящимися в ковше к моменту выпуска.

Важное значение имеет соотношение между алюминием и кремнием. При от;ношении алюминия к кремнию менее

1:15 количество алюминия оказывается недостаточным для предотвращения формирования силикатных включений, хорошо смачивающихся металлом и относительно медленно удаляющихся из него. Характерно, что при последующем раскислении алюминием эти силикатные включения частично восстанавливаются до низших окислов кремния, значительно ухудшающих как литейные, так и механические свойства 40 стали.

При отношении алюминия к кремнию более 1г9 в стали образуются дисперсные включения корунда, имеющие низкую скорость всплывания. Значи- 45 тельная часть этих включений остается в стали и ухудшает ее механические свойства, в особенности пластичность и ударную вязкость.

Оптимальное соотношение между алю-5р минием и кремнием, введенными ня дно ковша перед выпуском плавки, составляет 1:9-15. При этом обеспечивается удовлетворительное раскисление стали с формированием легкоудаляющейся из расплавленной стали неметаллической алюмомарганцевосиликатной фазы.

В процессе выпуска металла введенный на дно ковша алюминий ОтносительбО но быстро расходуется на раскисление стали и после выпуска 15-20% металла алюминий, загруженный с первой порцией, на 80-90% расходуется на раскисление и формирование неметаллических включений. В этот момент резко возрастает окисленность металла, получает развитие реакция раскисления металла кремнием с образованием кремнеземистых включений, ухудшающих свойства стали. Кроме того, введение марганца в этот момент сопровождается значительным его угаром.

Для предотвращения образования включений кремнезема в этот период выпуска в металл вводят порцию алюминия и непосредственно после присадки алюминия — ферромарганец. Количест во алюминия, вводимого перед присадкой ферромарганца, составляет 0,8-0,9 от его количества, введенного на дно ковша в смеси с ферросилицием, и соответствует угару алюминия из первой порции, наблюдающемуся к этому моменту.

В результате в металле поддерживаются условия, благоприятные для формирования алюмомарганцевых силикатных включений, относительно легко удаляющихся из расплава. К моменту выпуска 40-50% металла значительная часть введенного алюминия расходуется на раскисление стали ° В этот момент производится последняя присадка алюминия. Ее роль заключается в частичном раскислении и в легировании металла, с последней порцией в металл1 вводят алюминий 0,3-0,4 кг/т.

При введении алюминия менее 0,3 кг/т наблюдается повышенный его угар и снижение механических свойств стали.

При введении алюминия более 0,4 кг/т в стали увеличивается количество дисперсных включений корунда. Кроме того, после отливки в песчаную форму металл оказывается насыщенным низшими окислами кремния вследствие восстановления кремнезема из литейной формы до низших окислов кремния содержащимся в стали алюминием. Свойства отливки ухудшаются.

Пример . В 60-тонной основной мартеновской печи выплавляют сталь, содержащую, Ъ: углерод 0,150 25; марганец 1-1,5; кремний 0,20 6; железо — остальное и примеси, В печи наводят основной шлак, содержащий 6-10% закиси марганца. Металл нагревают до 1640-1650 C и раскисляют силикомарганцем в количестве

9-14 кг/т. Перед началом выпуска в ковш загружают смесь 45%-ного ферросилиция при отношении алюминия к кремнию 1:9-15, Ковш со смесью подогревают газовой горелкой. в течение

30-60 мин. В процессе выпуска 15-20% металла (разметка 1Io рядам огнеупорной футеровки ) под струю металла вводят алюминий в количестве 0,8 0,9 от количества алюминия, вводи мого в смеси с ферросилицием, а затем непосредственно после присадки алюминия — ферромарганец. Присад969752 ку ферромарганца заканчивают к моменту выпуска 40% металла. В процессе выпуска 40-50% металла в ковш добавля,ют третью порцию алюминия в количестве 0,3-0,4 кг/т.

После выпуска плавки металл выдерживают н течение 15-20 мин и направляют на разливку.

Конкретные технологические параметры, осуществленные на плавках 1-3 приведены в табл. 1, качественные 10 характеристики металла — в табл. 2.

Проведены также. плавки 4-5 табл. 1, на которых приемы введения раскислителей и легирующих соответствуют предлагаемым, но ко-! ничества и соотношения их расходов отклоняются от предлагаемых. Как видно, отклонение технологических режимов от предлагаемых дают худшие результаты по содержанию фосфора, расходу ферросплавов и алюминия, выходу годных отливок и ударной вязкости стали (табл. 2 ).

Как вадно из приведенных в табл.2 результатов, предлагаемый способ обеспечивает уменьшение степени рефосфорации и снижение в,стали содер» жания фосфора на 0,002-0,003%, повышение степени усвоения марганца на 15% и, соответственно, снижение расхода марганцевых сплавов, снижение расхода алюминия, увеличение вы хода годных отливок за счет снижения брака по горячим трещинам на

1,9-2,3% и увеличение ударной вязкос» ти при -60 С на 1,5-2 кгс м/см .

969752! 1

1 I 9 I!

1 ХOР, 1 U I O

1 9 Я И

Р Ц Ф фас!

1 Ц Мех ! 00X Х4! ФХН ЦЫ

1

1 аА с у с Ъ о о о е с с, а, о о о о

aA cp. I 4 Ц с оо ы

I х а !

oO,ах

1 б 9 Ю 9 4

104 9 Е4х

С (Ч

I Ъ

\О lA аА ъ *

lA CO lA

Ю lA

СО I О

М ъ, с о о (О Ф

М о о

Г 1

СЧ (Ч

I с о о

1 т-4 M

Ъ М 4 о о о

lA О а г а-! hl

I I ! 1 Я ! Д

О ! х 9 х

1 О Х

Я с

6 Ф Х а и

Х х Я 6

ХЕ 4

Зархи

С"} с

%-!

ОЪ с"

Ъ ФФ Ч -!

М1 lO г! 00 с!

° ° ° Э ° Ф

%-1 %-! %-

0Ъ lA

<"Ъ (Ч

М о о (Ч Ф (Ч с М о о. о и taI > х

1 9 Х

ХРа (Ч г!

Ь с Ь

iО I I

Ю Р )

> ° 1

10 Ю

lA LO с3

° Ь E

CO с0! ! ф ъ о о о

aO aA aA О Ю Ю! о О а

Ю 1О Г1 %

I 9 9 9

1ВаИФ

<1

1 I 1

1 Х Х Х 9

5l ° 1 Н Х 9 Х I caP 9 X! ХеФхх Н

Ц19ЦНЦй -1,О

1 Иееайхх4

Р10mРО ХДОМ

I ÕФНХХФХ

I I 1 1 1 I М

901й О IS 6

1 О 6 ХФ 09 3 М

НХUgeI Х!OVЫЕ

I Х9 1ХФах AO

Е4ХХ6 000

i o kalmaexIim5w

О I i КХ

1 Ф Х О Х! хне а н циахоа

06)XI О4

Ь4ХХФИХ

I 1

10C4R I 0aaI йияй5Ы1о

I 6 Ц х Мх

126Х4 ХХФХ

I ОФХОХХ 99

I g Ф х ацЕ«е ЫИ

I О

1 ц I ах

О ФихаЬ

I 0QIa!63

1 cd Õß A/4 а юхи ой 6 х

I О 1

1 4

1 ЦОИ О

1 ОХ ОХХХ

I Х I oaX59&

I OaaP а

1 6 an 9 Х aaI 0 4

Р4 Ф ЧЭ Ц Х х х

I 1 1 1

I ЦОХЫХМИ

I 0 ACIИФЦХЫ

1 ХХ4ЦЦ60ХХН

1 и и а 9 н4их

1 9Й 99ах 0694 !

Р йаыйахацх — 4

1 1 Х 1

1 а 9 U 9 ill ааР

I ехх! "1Ц цххахЙ

О и! 9 9 и 9

1ОМЯИ4ФХ

1 Н ох

Ф5 оо РФ

5 а ц ю е

g C

o,õ

z5! 6 Я

1 ХВ х о>

Ц О х о н и оо! . И и и! о у е о

I Ц Х

1 Ф!» и ие!

9Ф

Я p) °

Х г оо

Х I Й х е

9a0 Е

И 9< х а3х и

969752

I

I

1 м 01 с с

cD с и!

pO Z

tL ню и

e oe

О I Е ах хиХи х аь

ЯИХ сс! ч-Ф с

00 с6 с

ЧР ц>

9 1

g Ф и х

9 9 ЦЦ ххоо з х !с 4

1 I

ыхих ое шало хихн

ХОЕI ноэаоI охххх о со с с с- о а-4 О1 м с с с сч A сч

Ос ф с

ClЦ Х 9 аноо0 ь са о х v. н х

I 1 а9 сЮ

U К5х сО м сч сч о о с с о о

lA м м о о с с

O м

%-4 о ю с с-> о

I ИЯ

rd 0 5 tx

1 хt(xx

>goõñ

Оххих

I

1 о с 1 t o

1 сп со л о с с с с о о о о

Ch с с о

4 иа 1

fhCC1И

90,z9u

1 с Н ацххх

„"ъяохяо4 оххсххх о с с с

CO ОЪ с3

%с т ч л о о с с о о

cv сЧ сс!

A 1

Х I X

999й и о 4

9 й"Ы 0 ни.хек

0 «ъ х Е «1 о о а о а

I 1

1 I 1 ! о I

I Н Х I

I F(C5 1 он

1С!!ХИ

1 а!

93 х

9 М

% 9 ах

9 Д !.! х ое

o r

Ю я-С сУ о с с

%с %(% о сч <ч с-(с 3 с с

СО с-! м с с о о

f !

Ц 9!

9!1:Е

0,И И 9

19ФХ

I e0,ЫХ с-! р с м с с с о о о

CV с

Х I ao

9u I

gO(6с

9 8 а х

Н9ОХ

cJ а &N

1

1 I

I O н х

l ч он

1Сс! ХИ а-3 сч м ю, о с

1Ю O

al сч о о с о о

1О Ю сч сс! о о с с о о

1 I

I au

I 9 >з ахи !

9еО ! В» 0) Х

7 м сч сч о о с с о о м (с3 ссс о ю с с о о м с 3 сч о о с с о о

I -! ся м Ф сл ч)

1! о в и о е с

9 Х х ч х а ф н и и а

9 N

Ц

О9 оа о co r с с с с с с i сс! -с ч"с сЧ сс! р со м м сс! со сч с-с с-! сс3 м Ф м

9697.52

Формула изобретения

Составитель Ю. Чернов редактор В. Петраш Техред Е.Харитончик КоРРектоР Г. ОгаР

Заказ 8317/29 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Способ получения стали для литья в песчаные форьы, включающий получение металла в основной мартеновс,кой печи, раскисление его в печи си5 ликомарганцем в количестве 9«14 кг/т, выпуск металла в ковш с загруженным в него ферросилицием, введение алюминия, ферромарганца при выпуске 1/51/2 металла, отличающийся тем, что, с целью повышения трещиноустойчивости и выхода годных отливок, снижения расхода раскислителей, повышения механических свойств

1 стали, уменьшения степени рефосфора- 15 ции и снижения содержания фосфора в готовой стали, ферросилиций вводят в смеси с алюминием при отношении алюминия к кремнию 1:9-15, после выпуска 15-203 металла непосредственно перед добавкой ферромарганца вводят алюминий в количестве 0,80,9 от введенного в смеси с ферросилицием, а в процессе выпуска 40-50% металла после присадки ферромарганца вводят алюминий в количестве 0,30,4 кг/т.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технологическая инструкция

МЧМ СССР Р ТТИ-54-15-08-77, Днепропетровск.

2. Технологическая инструкция Бежицкого сталелитейного завода

М 09.25000.00001. Брянск, 1978.