Способ получения стали с высоким содержанием легкоокисляющихся элементов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11981386 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.01.81 (21) 3242671/22;02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.1282, Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 1512.82 (И1М.Ка.

С 21 С 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

f S3) УД 669.141. .241.4(088 ° 8) (72) Авторы изобретения

М.И. Кривошеев, A.Ñ. Рязанов и A.È. йцеВ.. 1I

Э (71 ) За яв итель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ

ЛЕГКООКИСЛЯЮЩИХСЯ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению легированной стали.

Известен, способ получения стали с содержанием легкоокисляющихся элементов до 4-6%, включающий легирование легкоокнсляющимися элементами присадкой лигатуры в печь и на дно изложницы до начала разливки (1).

Недостатком укаэанного способа является то, что жидкий металл с растворенными в нем легкоокисляющи- мися элементами продолжительное время соприкасается с окружающей атмосферой и огнеупорной футеровкой, происходит сильное окисление элементов и сталь содержит большое количество неметаллических включений. Кроме того, при таком способе ввода, упор легирующих элементов составляет ..

40-60% °

Наиболее близким к предлагаеМоМу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения стали с высоким содержанием легкоокисляющихся элементов, включающий легирование металла при разливке сифоном присадкой легирующих материалов в виде гранул на струю металла, поступающую в центровой литник, причем легйрование начинают в конце разливки и за 2-5 мин до ее окончания на.поверхность металла в изложнице дают алюминий 2 ).

Недостатком известного способа является неравномерное распределение легирующих элементов по объему металла вследствие их присадки в конце разливки. цель изобретения — улучшение качества стали и снижение угара элементов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения стали с высоким содержанием легкоокисляюшихся элементов, включающему легирование металла при разливке сифоном присадкой легирующих материалов в виде гранул на струю металла, поступающую в центровой литник, легирование начинают после начала наполнения изложницы в момент ее заполнения металлом на высоту, равную:

40d < h Н/2, где h - достигнутая высота налива

25 металла в момент начала присадки гранул легируна их материалов, Н вЂ” высота налива металла, d — максимальный размер гранул

30 легирующих материалов, 981386 и заканчивают легиронание по напол- нении изложницы, причем н последнюю треть времени наполнения удельный расход легирующих материалов увеличивают на 5-25%.

Сущность способа заключается в 5 следующем.

Частицы легирующих материалов за ,счет меньшего удельного веса могут всплывать на поверхность металла,где их расплавление резко замедляется или19 прекращается полностью. Причем, большие по размеру частицы всплынают на поверхность быстрее и на их расплавление требуется больше времени. Чем больше высота налива металла но время присадки частиц легирующих материалов, тем больше время их всплывания на поверхность. Поэтому присадку частиц легирующих материалов начинают после начала разливки при достиже 2р нии высоты налива металла в изложнице., при которой частицы данной фракции, всплывая, успевают расплавиться до момента достижения поверхности металла. Проведенные эксперименты 25 показывают, что частицы успевают полностью расплавиться в металле, когда достигнутая высота налива его в изложнице превышает максимальный размер этих частиц не менее чем в 30

40 раз.

Однако при очень большой высоте налива металла в момент начала присадки частиц легкоокисляющиеся элементы не успевают равномерно распре делиться по объему жидкого металла.

По этой причине достигнутая высота налива металла в изложнице н момент начала присадки частиц легирующих материалов не должна превышать половины полной высоты налива.

Окончание присадки частиц совпадает с окончанием наполнения изложницы.

Если присадка частиц заканчивается раньше окончания наполнения, то в нижней части слитков содержание вво- 45 димых элементов значительно ниже допустимых значений.

В последнюю треть времени наполнения изложницы удельный расход час тиц легирующих материалов увеличивают на 5-25% по сравнению с расходом н первые две трети времени наполнения. В этом случае в первые дне трети времени наполнения изложницы легкоокисляющиеся элементы нводятся и металл н количестве меньшем, а в последнюю треть времени наполнения н количестве большем среднемарочного содержания их в готовой стали. Поэтому в процессе наполнения содержание 60 легкоокисляющихся элементов в жидком металле в верхней части изложницы меньше, а в нижней части больше среднемарочного содержания их в готоной стали. Однако за счет всплыва- 65 ния частиц легирующих материалов и растворенных легкоокисляющихся элементов из нижней части в верхнюю, последние равномерно распределяются по всему объему металла и содержание их н готовой стали соответствует среднемарочному состану, При увеличении удельного расхода частиц раньше последней трети времени наполнения изложницы, вследствие всплынания, содержание вводимых лег» коокисляющихся элементов вверху больше, а внизу меньше среднемарочного состава. Такое же явление наблюдается, если увеличение удельного расхода не превышает 5%.

Максимальное увеличение удельного расхода частиц в последнюю треть времени наполнения не должно превышать более чем на 25%, В противном случае и конце наполнения в нижнюю часть слитков поступает большое количество легирующих материалов и содержание легкоокисляющихся элементон в нижней части больше среднемарочного состава.

Пример. Иеталл выплавляют в мартеновских, электродуговых и индук-. ционных печах, выпускают в ковш и разливают сифоном в изложницы. Легирование стали производят титаном введением в струю ферротитана марки

ТиВ, ТиВ1 ГОСТ 4761-67 и титановой губки н виде. частиц различной фракции, Температура разлинаемого металла в пределах 1590-1600 C. Наименьший внутренний диаметр питающего литника равен 50 мм. Полное время наполнения н пределах 8-9 мин.

В табл. 1 приведены результаты влияния соотношения размера частиц легирующих материалон и высоты налива металла в момент начала присадки на качество стали, поверхности слитков и угара легкоокисляющихся элементов.

В табл. 2 приведены результаты зависимости качества стали от изменения удельного расхода частиц и от момента начала изменения удельного расхода.

Из приведенных результатов видно, что для обеспечения требуемого качестна стали н последнюю треть времени наполнения изложницы удельный расход частиц легирующих материалов должен увеличиваться на 5-25В по сравнению с удельным расходом в первые дне трети времени наполнения.

При разливке металла всех плавок, приведенных в табл. 1 и 2, момент окончания присадки частиц совпадает с моментом окончания наполнения изложниц, Ожидаемый экономический эффект

500 тыс. руб. в год.

981386

Содержание титана в стали, В

Диаметр частиц

Полная высота

Отношение

h/d

Угар титана, Ъ

Качество стали налива, Н, мм

2250

1,70

175

1,50

200

2250

10

240

2250

2,20

125

625

2250

4,50

1000

2250

100

2,00

1120

2250

224

3,00

1200 2250

2,10

120

Отношение

h/d

Удельный.расход частиц в начале наполнения, кг/мин

Качество стали

0 1,50

Недопустимо высокое содержание титана в верхней части слитка

10,0

10,0

4.8

125

5,8

Недопустимо высокое содержание титана в верхней части слитка

3 2,20

19,1

18,5

5 2,00 Удовлетворительное

31,5

5,8

30,0

100

10 3,00 Удовлетворительное

10,3

5,9

10,3

224

Высота налива в момент начала присадки легирующих материалов h, MM

Момент начала увеличе ния удельного расхода, мин

Удельный расход частиц после увеличения расхода, кг/мин

Увеличение удельного расхода,Ъ

Содержание титана в стали, %

Таблица 1

Несоответствие химическому составу. Спаи на по« верхности слитка

Удовлетворительное

Удовлетворительное

Удовлетворительное

Удовлетворительное

Удовлетворительное

Недопустимая не-. однородность титана по объему слитка

Таблица 2

981386

Продолжение табл.2 I

Отношение

h/4.

Момент начала увеличения удельного расхода,мин

Удельный расход частиц в начале наполнения, кг/мин

Удельный расход частиц после увеличения расхода, кг/мин .

Увеличение удельного расхода, Ъ

Содержание титана в стали, ф

Качество стали

43,2 20 6,00 Удовлетворительное

36,0

6,0

12 0

5,9

15,0

28 1,80

90 11,2

Недопустимо высокое содержание титана в .нижней части слитка

6,0.14,3

16,5

4,3

17,1

10 2,50

Недопустимо высокое содержание титана в нижней части слитка

100

18,5

4,3

22 6

22 3,00

Недопустимо высокое содержание титана в верхней части слитка

Составитель Л.Климов

Редактор A. Гулько Техред А.Бабинец Корректор A.éýÿòêî

Заказ 9637/38 Тираж 587 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения стали с высоким содержанием.легкоокисляющихся элементов, включающий легирование металла при разливке сифоном присадкой легирующих материалов в виде гранул на 40 струю металла, поступающую в центровой литник, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стали и снижения угара элементов, легирование.начинают после начала наполнения изложницы в момен ее заполнения металлом на высоту, равную

40 cl )i%8/2, где % — достигнутая высота налива металла в момент начала присад- -5О

25 2,00 Удовлетворительное ки гранул легирующих материалов, H --. .полная высота налива металла, с(. — максимальный размер гранул легирующих материалов, и заканчивают легирование по наполнении изложницы, причем и последнюю треть времени наполнения удельный расход легирующих материалов увеличивают на 5-25%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 771157, кл. С 22 С 38/60, 1980 °

2. Патент Японии Р 25330, кл..11 В 1, 1969.