Способ получения различных типов слитков кипящей стали

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 01. 78 (21) 2565636/22-02 ($$) М. Кл.з с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

С 21 С 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.18. .046.554 (088.8) Опубликовано 07.11,82. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 07.11.82,А.Х.Уразгильдеев, С.Н.Пронских, А.А.Алымон, A.Å.Ìàãåð, С.З.Ракевич и А.Г.Татьянщикон (72) Авторы изобретения с

Ленинградский политехнический институт им. М.И.Калинина, Череповецкий филиал Северо»

Западного заочногo политехнического института и Череповецкий ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени металлургический завод им. 50-летия СССР (71) Заявители (54) СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СЛ11ТКОВ

КИПЯЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к производству слитков из малоуглеродистой кипящей стали.

Жидкая кипящая сталь используется для производства обычных кипящих, закупоренных (механически и химически) слитков, а также слитков спокойной стали, раскисленных н изложнице алюминием (например, 08Ю). Назначение жидкой кипящей стали на указанные типы слитков т1роизводится без ,учета содержания кислорода в стали при данной концентрации углерода в ней (точнее без учета фактического значения произведения концентраций углерода и кислорода), При этом не учитывается, что при одинаковом содержании углерода для производства указанных типов слитков. высокого качества требуется разное начальное содержание кислорода.

Известен способ производства кипящих химических закупоренных слитков, согласно которому химически закупоренные слитки .отливают из металла без учета фактического содержания в них кислорода или произведения концентрации углерода и кислорода 1 11.

Недостаток способа н том, что он не учитывает фактические содержания углерода и кислорода B стали, вследствие чего не обеспечивается стабильное получение стальных слитков высокого качества.

Наиболее близким к предлагаемому является способ производства слитков кипящей стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате> выпуск его в ковш, определение концентраций углерода и кислорода в расплаве, раскисление расплава в печи и конше,разливку его н слитки с химическим закупориванием или без него,при этом для получения плотной корки кипящего слитка при концентрации углерода 0,09% содержание кислорода рекомендовано 0,031-0,033%,что соответствует значению произнедения концентрацией кислорода и углерода

0,00279-0,00297 1 2).

Недостаток известного способа в

2з том, что он не обеспечивает получения высококачественных слитков по распределению углерода, кислорода и кислородных включений и гарантиронанного снижения дефектов на поверхности слитков.

971892

Цель изобретения - говышение однородности слитков по содержанию углерода, кислорода, неметаллических включений.

Цель достигается тем, что в известном способе получения различных ти- 5 пов кипящей стали, включающем раскисление металла в печи, выпуск его в ковш, определение концентраций кислорода и углерода в расплаве, раскисление в ковше и разливку металла в слитки с химическим закупориванием или без него, согласно изобретению, раскисление металла в ковше для разливки слитков без химического эакупоривания прекращают по достижению 15 произведения концентрации углерода в кислороде (СД-(О) = 0,0040-0,0045, а для ра.зливки слитков с химическим закупориванием — по достижению (C).JOAN = 0,0030-0,0034.

Сущность изобретения в том, что исходный состав расплава должен быть различен по величине произведения концентрации углерода и кислорода в зависимости от того, металл химически закупорен (раскислен} в изложнице или кипит после наполнения изл о>к ни цы, Изменение содержания кислорода в кипящей стали в процессе ее кристаллизации зависит от степени отдаленности исходного фактического значения произведения концентраций углерода и кислорода в металле от равновесного. В кипящей стали, находящейся в печи или ковше, фактическое значение произведения концентраций углерода и кислорода больше равновесного. В процессе наполнения и кипения малоуглеродистой стали в изложнице содержание кислорода умень- 40 шается (параллельно с уменьшением содержания углерода) до тех пор,пока фактическое значение произведения их концентраций не достигнет равновесного значения. После этого содержа- 45 ние кислорода малоуглеродистой стали увеличивается при одновременном уменьшении концентрации углерода в металле. Описанный характер поведения кислорода и углерода в процессе кристал- 5 лиэации слитков. кипящей стали теоретически следует из диаграммы тройной .системы железо — углерод — кислород.

При изучении поведения углерода и кнслорода по ходу кристаллизации

1у -тонных слитков кипящей стали пробы отбираются закрытыми кварцевыми пробоотборниками из различных(шести, восьми точек) кристаллизующегося слитка. Результаты усредняют. Кислород анализируют на эксхалографе фирмы.

"Бальцерс EAO-202";,Расчетная равновесная кривая соответствует значению произведения концентраций углерода и кислорода 0,00216, экспериментальная 65 равновесная кривая — 0,00185. Следовательно, чем ближе исходное фактическое значение произведения к равновесному, тем в течение большего времени (общее время кипения стали в изложнице при равной массе и конфигурации слитка одинаково} наблюдается повышение концентрации кислорода в металле и тем больше неравномерность в содержании кислорода в закристаллизовавшемся слитке. В этом случае наблюдаются и более высокие значения концентрации кислорода в центральных зонах верхней части слитка, что часто является причиной расслоения раската. Чем дальше исходное фактическое значение произведения концентрации углерода и кислорода от равновесного, тем больше времени påбуется для периода, когда концентрация кислорода в металле уменьшается, а следовательно сокращается период, в течение которого концентрация кислорода в металле увеличивается.В идеальном случае высококачественные слитки кипящей стали без применения химического эакупоривания получают при значениях произведения концентраций углерода и кислорода(С)-(О) =0,0040-0,0045.При величине этого йроизведения более 0,0045 появляются дефекты типа "голенища", а при значениях произведения менее 0 0040 металл кипятят неровно, углерод, кислород и неметаллические включения в слитке распределяются неравномерно. В этом случае производят дополнительное раскисление стали, снижая величину произведения концентраций углерода и кислорода до значений 0,00300,0034 и разливают металл с применением химического эакупоривания.

Пример 1. Сталь выплавляют в двухванной печи с емкостью ванны

300 т. Перед выпуском из печи металл имеет содержание углерода 0,08:, кислорода 0,065Ú, величина произведения их концентраций 0,052. B процессе выпуска стали в ковш в металл вводят

0,017Ъ алюминия и снижают содержание кислорода до 0,050Ú и величину произведения концентраций углерода и кислорода до 0,0040. Сталь разливают в слитки кипящей, т.е, без химического эакупоривания.

Пример 2. Сталь выплавляют в двухванной печи с емкостью ванны

300 т. Перед выпуском иэ печи металл имеет содержание углерода 0,08%,кислорода 0,065%, величину произведения их концентраций 0,052. В процессе выпуска в металл вводят 0,028% алюминия, снизив концентрацию кислорода до 0,040% и величину произведения концентраций углерода и кислорода до

0,0032%. Сталь разливают с применением химического закупоривания.

9 (1897 содержании углерода 0 О 7 Ъ Г величина произведения 0,0028) . Сталь разливают в излохгницу без применения химического закупаривания. Металл кипятят неровно, наибольшая интенсивность кипения отмечается через 5 мин, после отливки изложницы. Толщина плотной корки 14 мм.

В таблице приведены данные па распределению углерода и кислорода в

10 слитках плавки по примеру 3 и плавки, отлитой по способу-прототипу.

Уровень, соответствующий несоте слитка, считая сверку, Ъ

Планка по примеру 3

Прототип г центральиатт

jчасть слитка

Корка слитка

Корка слитка т1е н трал tç и ая ñ.PÒÜ

Кислвро,;, Углерод

Углерод, кислород у- i.:TIJà.„2ê IñëñðPJT Угле- кистта—

1 с E. !

О,. 040

0,040

0,035

0.029 0,069 0,37

0,070 0,055 0,06

0 035

0,050

0,049

0,033 г 93

0,030

0,035

0,0 35

09

0,040

0,04 0,04

0,04

0,040 О,.; 4

Формула изобретения

Способ пол,чения различных типов слитков киг;яшей стали, включающиЙ раскисление металла в печи, выпуск 45 его тз ковш, определение концентраций к тсларода и углерода в расплаве,рас."-.исление в ковше и разливку металла в стттлтки с химическим закупариванием ,!i< без него, а т л и ч а ю шийся

СОставитель Б, Бреуc

Техред Т,Фанта

Редактор К. Валощук

0р, Октар Г. Решетник

Заказ 8483/10 Тираж 587 :: ОНГ! ÑH02

ВППИПП Гасударственнат 0 комет=-та, Ср по делам изабрете. . й, отк.-.,:.:. .

11. 30 35, Москва, Ж-35, Ра, :;;. тая Н=-U, .:- /5

Филиал ПП 1 "Патент", г. Ужгород, . л, П.-0.-., гна т, 4

Пример 3. В двухванной г-,рчи выплавляют сталь с раскислением ыпоминия, как в примерах 1 и 2. Сталь содержит 0,065Ъ углерода, 0,063Ъ кислорода, имеет величину произведения концентрации 0,0040Ъ. Ее зливают кипящей без химического закупоривания.

Металл в изложнице кипит энергично, толщина плотной корки слитка 16 мм.

Для сравнения отливают плавку по способу-прототипу, раскисленную в ковше до содержания кислорода 0,040Ъ при

Предлагаемый способ (по результатам О-.ливки более 50000 т стали) обеспечиьает по сравнению со способом.;-татипом снижение неоднородности

"::0ï:;деления кислорода в металле на

15-5 0-4 .:,,у ",åðîäà на 10-30Ъ, окисных

íемeталли"еских включений на 25-40Ъ, улучшает качества поверхности металла и трудоемкость его зачистки. тем, чта, с це.тью IQEi" Ui-ния однородности сл".Тка= га содержанию углерода, кислорода и неметаллических вт<пючений р раскислен - = мета. тла В кавшР для разливки слитке:::. без химического заКУTTCpi с;ния яре .. :.;" I4iii0ò па ца. тижению праизведс тия к0;-I pl»palTI у:" ерада и кислорода (С 1 (О I = :0(0040-0,0045, а д;тя таазливки слиткОв с химическим заку г10риваттием ПО дОстижению (C). (Oj = — О, 0030-0,:0034, П с тсч н:. ; и нфармаци и, принятые ва ;.:.:.. ;: Нте при экспертизе

Произ -;., ство стали и основной

:.агате.тавст".0:-;; печи Пер . с а» гл . пад ред. М,.! .КО; .,тена, М., Металлургизпат, 19 "0 - 295-300.

2. Явсй"ò-.;ail В.П. и др. 0кисленность стали и методы ее контроля.

"1теталл ргия", 1970, с. 253-256.