Способ производства низкоуглеродистой безкремнистой стали

 

Союз Советскик

Социалнстическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл. (22) Заявлено 28. 12. 81 (21) 3372724/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 21 С 7/10

ГесумрствееюХ кемктет

CCCP ае декам извбретвииХ и вткрытиХ

Опубликовано 23. 02. 83 ° бюллетень М 7 (53) Ygl,К 669.046.

° 517 (088. 8) Дата опубликования описания 23 02.8

В. А. Литвак, В. С. Дуб, В. Е. Золкин, А . Ийфтенк

В. А. Игнатов, В. И. Игнатьев, С. А. фервусий 1- = ;

А.Ф. Козлов, А.С. Лобода, Г.А. Макси ой О Т ."®рпов,"

Л.К. Пыхтарь и lO.В. Соб ев - --Ху,:,, г .ф г (72) Авторы изобретения (T I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ

БЕСКРЕИНИСТОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлу гии и может быть использовано в металлургической, энергетической, судостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности при производстве свариваемых конструкционных сталей.

Известны способы изготовления легированных конструкционных сталей для слитков большой массы, предусмат-,„ ривающие выплавку металла в основном ,плавильном агрегате, последующую обработку в сталеразливочном ковше с последующей заливкой в изложницу (lj.

К числу недостатков указанных спо- 15 собов следует отнести ограниченную возможность получения металла высокого качества (особенно в части снижения содержания неметаллических включений, формирования крупных кузнечных 0 слитков беэ интенсивно выраженных зональной внецентренной и осевой неоднородностей) и как следствие трудностью производства высококачественных металлоем2 ких полуфабрикатов с регламентированными технологическими и служебными свойст- вами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения низкоуглеродистой бескремнистой .стали, включающий выплавку металла в, сталеплавильном агрегате, введение хрома, выпуск в ковш-печь с последу-, ющей обработкой и разливку в вакууме.

При содеожании углерода ниже ниж

-него предела в нераскисленный металл присаживают феррохром из расчета получения хрома на верхнем пределе и за готовку выпускают в ковш установки внепечного рафинирования. Иеталл в установке нагревают до заданной тем-. . пературы, доводят по химическому анализу (в том числе по углероду - погружением электродов) и вакуумируют.

Отливку слитков из ковша установки производят в вакуумной камере при остаточном давлении 0,2-0,4 ГПа (2).

998535

Однако феррохром вводится в нерас" кисленную ванну, что приводит к повышенному угару хрома и как следствие к черезмерной загрязненности металла трудноудаляемыми из стали хромистыми 5 шпинелями. Кроме того, при обработке заготовки, легированной хромом, снижается эффективность углеродного раскисления в вакууме, осуществляемого в ковше-печи. Наконец, в процессе об- 1О работки жидкого металла на установке состава шлака не обновляется, что значительно снижает его рафинирующее воздействие.

Отмеченные недостатки не позволяют изготавливать легированные конструкционные стали с особо низким содержани- ем неметаллических включений, отливать крупные слитки с минимальной степенью развития ликвации примесей. 2о

Целью изобретения является повышение качества стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства низкоуглеродистой бескремнистой ста- 25 ли, включающему выплавку металла в сталеплавильном агрегате, введение хрома, выпуск в ковш-печь с последующей обработкой и разливку в вакууме, нераскисленный металл выпускают в 5О ковш-печь без шлака при содержании углерода на 0,02-0,04 выше верхнего марочного предела, подвергают циклической обработке, предусматривающей ,наведение рафинировочного шлака, подогрев металла на 20-40 С выше температуры разливки и раскисление в ваку-. уме, после чего при остаточном давлении 0,02-.0,2 ГПа вводят хром до содержания его в металле, соответствующего марочному. Цикл обработки можно повторять один или более раз, при этом введение хрома осуществляют после первого цикла обработки.

Выпуск металла в печь-ковш из ста- 45 .пеплавильного агрегата с содержанием углерода выше верхнего марочного предела позволяет интенсивнее провести процесс углеродного раскисления в вакууме, обеспечить. попадание в задан" ный химсостав, сократить период доводки и тем самым получить металл более высокого качества. Подогрев металла до температуры на 20-40 С выше темпеЮ ратуры разливки дает возможность ком- 55 пенсировать потери тепла при вакуумировании и последующем легировании и в ряде случаев отказаться от доводки плавки по. температуре в период рафинирования. Легирование металла хромом после проведения цикла обработки позволяет уменьшить угар хрома и снизить в стали содержание трудноудаляемых хромистых шпинелей.

Обновление рвфинировочного шлака в каждом цикле обработки также способствует повышению степени очищения металла от вредных и нежелательных примесей и улучшению качества стали. Перечисленные мероприятия обеспечивают получение высококачественных особокрупных слитков с минимальным содержанием оксидов, силикатов, сульфидов и других неметаллических включений, .3 с незначительно развитой ликвацией вредных и нежелательных примесей. Низкий уровень загрязненности гарантирует получение высоких технологических и физико-механических свойств, и, в первую очередь, снижение температуры хрупко-вязкого перехода.

Пример. Выплавленную в 130 тонной основной мартеновской или 50 тонной электродуговой печи жидкую железоникельмолибденовую заготовку после дефосфорации и десульфурации в нераскисленном состоянии, с углеродом на

0,02-0,064 выше верхнего предела марочного состава, выпускают в 150 тонный ковш установки внепечного рафинирования и вакуумирования с полной отсечкой печного шлака. После присадки на поверхность металла, шлаковой смеси, состоящей из свежеобожженной извести, плавикового шпата, шамота и других шлакообразующих, металл нагревают дугами до 1620- 1640 С. При достижении этих температур полупродукт вакуумируют при остаточном давлении

0,02-0,2 ГПа и затем присаживают феррохром на нижний марочный предел марочного состава. Вначале последующего цикла металл подогревают до 16 101620ОС, скачивают шлак и наводят новыми присадками извести и плавикового шпата. По мере нагрева металла шлак раскисляют углерод-кальцийсодержащими материалами. По достижении

1630- l650 С металл вакуумируют при остаточном давлении 0,02-0,02 ГПа в течение 10-15 мин.

Данный способ опробован при производстве хромоникельмолибденовой стали без кремния. В металле 87 т слитка получен весьма низкий уровень газов и неметаллических включений. При ис5 998535 6 следовании микроструктуры и химичес- бом. В табл. 2 приведена переходная кого анализа продольного темплета из температура хрупкости по сечению заслитка выявлено минимальное развитие готовок ротора. всех видов неоднородности. Технико-экономический эффект, коВ табл. i указано распределение % торый может быть получен при исполь« углерода, фосфора, серы, хрома, нике- зовании предлагаемого способа. произля и молибдена по оси слитка массой 87 r. водства конструкционной стали, выраПоковки диаметром 1800 мм, изготовлен- жается в увеличении надежности и сроные из 220 т слитков, имеют переходную ка службы энергетических установок температуру хрупкости на 30-40 С 6о- 1О за счет снижения переходнбй темпералее низкую, чем в аналогичных заго- туры хрупкости и улучшения свариваетовках, полученных известным спосо- . мости металла. и 1

1 о о

СЧ CO

Ch C)O с) о

CA х .е

2 е с е

X

Щ

С1 е сх о

I

I

l

cI

I !

1

Л С)0 Л

1

1

1

1

I>

1

1

CD м м

D м со сп сч

1 х

3С 1 с>3 1

Е 1 а2

21O I

m o а

О с

3- I и

Е 1

)х

r с

2i

LO !» е а с„c r.

tK о е с= 32i 2

I- Iо о о и Ф

>х

2 х х о сХ

3С

l6

C

)g

E е (g

)х

2 х

IU е

Ф

>z

2 х

3о е и

Л

3О о о о

1

1

1

1

1

1

1

l

l

1 сс >

1 ! с:>

° »

1 <М

1 1

1 I

1 I

1 I

1 1

1 3

1 Я 1

1 I

1 1

1 I

I I ! 1

1 1

1 1

1 1

1 1

I ° 1

1 I

l 1

1 1

1 1

1 —

1

1 1- 1

D 1

1 1

1, I

1 Ф

1 1

I I

1 1

I 1

1 1

1 СЛ 1

1 1

1 1

1 1

3 — -3

1, 1

1 1

1 1

1 I

1 O I

I 1 !

3 I

3=3

1 1, 1 I

1 1

I 1

I I

I D I

1 1

1 1

I 1

I 1 о о о м м О а а о о о

OO сч Л сО О LA о о- о

СО > -3.

С)0 00 OO о o o со а м сч сч

2 2 2i

3- 3- 3о о о о u o

2i 2i 2!

Ф Ф Ф сЧ - Ф м\

998535 о о

Л 330 а о о о а О о а а а о о о о о сЧ

00 Ф Ф о о о сО -Ф . 00 сЧ сЧ

LO >х

О 2 а z

C л с х

Щ 3Я е ас

Я С 3= и с о о е о= о о м а

»> о о о а а о о со -4 сч сЧ

- Ф сЧ о., о

o о

-Ф о о.3

C)O C)O о сч о сЧ сЧ

2i

3о о

>х и 2 х

4 х о м мс о о а оо а м а а с> o o м м>-- к»

- Ф л а о о о о со о о со а CI7

С Ф О

У» х щ х tt и с о а а

Ф л сЧ о у о о о ао л ф о о м Оо

О а с> о

>О

00 C)O о с>

"О -й сЧ сч

IФ о о о

>I х

s x ц а и е

Cl m о м с сЧ О>

998535

СЧ ъО

° — 1 ! е 1

С, 3

<О 1

Ю

СО

-Ф

Ю

CD

ЕГ\

CD

СЧ

lg

Cg

Х

Э

% с о о ч а

Ю

LA

-4. т ч о

< Э

Y

03

Iо

lg

<Ч

I 1

1 1 ! 1

S и

1 1

1 1

1 0 . 1

I I

1 I

I 1 о

I.

1 о CO ъО

<<3

S х о

1»

CD О

СЧ

Ю

СЧ м

Cg и

>)

S ч

fg

С) <Ч

СЧ

I

1

1

1

1 ! !

1

X

Ig с

2l

<<3

1

1

1

1

1

1

I

<

)S

Б

333

Cg

3g с

)S у

3<3

3g

< с ч

gI

CL

ЕГ

Б

Iи

333

C)l

Х «3

<5. с

Cg C

С 30 с <Б <<3

333 X

1, 1 а

1 1. и о

<= оэ

tO о и о

<= о) ! I

1 1

1 1

tz l

I ) 1

1 I

< I

I 1

1 I

Ю 1

1 1 оМ 1

< z

1 1

Ю о

«Х 1 3

43 1 3

X I ф 1 I с

<)3 1 <

1 < 1

3<3 t O

I 1 ф 1 <

Q 3- — --1

a t ф < I

1 I

1 1 ! I

1 I

<л

1 I

3. — 3!

1 1

I I

1 1

1 I

1 1 о

1 1

I 1

1 1

1 I

1 1

I Я 1

1 Y I

63 1

I g3 1

I а 1

1 З З !

0 а< с и

I 43 I

I Я 1

1 I

4 о ю

Ш О

Ф о о сЧ м

СО -й

СО, ъО о о

LA LA

СЧ <Ч

<333 O и о

> х .ч а

lg CLI

Cl. <<3 о м <:

<Ч О) )

1

1

1

1

3

1

1

1

I

1

1

1

1

I

1 !

1

1

1

I !

I

I

I .I

1

1

1

1

1

1

1

1

1 !

I

1

< !

I

3

< !

I !

1

I

1

l

1

t

l

I

I

I

3 ! !

I .(1

1 о

1 Г I

1 00 I

I 1

1 1

1 1 м 1

1 <Ч I

I 0O I

» — -»

1 I о

1 » 1

I 0O I

1 !

»- — \

1 1

< О 1

1 <Ч 1

1 3 1!

I l

Р 1! 1

1 I о

1 Ю I

1 iО I

1 I

l 1

I! 1! 1

<Ч 1

3 00 CO

I 1

I !

I I

1 < о

1 -ф <

1 -0 <

1 I

1 <Ч I

» 1

1 I

1 СО 1

I 01 1 м

l 1

I 1

I LA 1

I CO I

I 1

< - 3

СЧ 1

° I

) — — — ) !

1 I

1 I

1 00 LA I

1 М CO I

I I

1 I à ——

1 1

1 1

1 00 1

1 м

1 1

1 CO I с

1 I

3 I ! CO < !

I I

< 1

1 1 ! . о о

I <

I 1

I

I

1 I

1

1

I

I

I !

1

I

I

1

t

I

I

I

1

I !

1

1

1

1

I

I !

1 !

l

1

I !

I

1

3

I

1 !

1

1 !

I

I

1

1

I !

I

l.

I

1

1

I !

1

1

I

I

I

1 I

I !

1

11 998535 12

Формула изобретения ла, подвергают циклической обработке, предусматривающей наведение рафинироСпособ производства низкоуглероди- вочного шлака, подогрев металла на стой бескремнястой стали, включающий 20-40 С выше температуры разливки и выплавку. металла в сталеплавильном S раскисление в вакууме, после чего агрегате, введение хрома, выпуск в пРи остаточном давлении 0,02-0 2 гПа ковш-печь с последующей обработкой и вводят хром до содержания его в металразливку в вакууме, о т л и ч а ю - ле, соответствующего марочному. шийся тем, что, с целью повыше- Источники информации, ния качества стали, нераскисленный 10 принятые во внимание при экспертизе металл выпускают в ковш-печь без шла- "Сталь", М., "Металлургия", ка при содержании углерода на 0,02-; . 1973, У 2, с. 116-117.

0,043 выше верхнего марочного преде- 2. То же, 1980, 11 11, с. 976-977.

Составитель Г. Прусс

Редактор Н. Рогулич Техред К.Мыцьо Корректор A. Ференц

Заказ 1077/46 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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