Способ получения стальных слитков

ш - масса х-й порции металла,С - среднезаданное (марочное)содержание углерода в металле слитка 5при этом содержание молибдена в каждой порции задают из соотношенияФМ (1,3-1.,5) ЛС;. Изменение содержания углерода и молибдена в каждой порции может быть осуществлено 10путем ввода углерод-и молибденсодержащих материалов в промежуточнойковш,Известно, что ликвация марганца,хрома, никеля и ванадия в слитках 15массой до 500 т незначительна. Ликвацию по высоте слитка таких элементовкак сера, фосфор и кремний можно существенно снизить, например, путемуменьшения абсолютного их содержанияв стали нри ее рафинировании. Этоневозможно реализовать для углерода,. и молибдена, так как их среднеслиточное содержание должно соответствовать марочному составу стали. 25Изменение содержания углерода вовремя разливки не является достаточным для снижения уровня ликвации углерода и молибдена по высоте слиткавследствие эффекта перераспределенияжидкостей по плотности в большихобъемах: обладающие большой плотнос"тью порции металла с меньшим содержанием углерода будут располагаться внижней части слитка и способствоватьусилению как отрицательной, так иположительной ликвации углерода.Повысить однородность слитка можно путем стабилизации плотности расплава по ходу его отливки. В част0ности для конструкционных низко исреднелегированных сталей эта цельдостигается путем изменения содержа"ния в металле самого тяжелого элемента - молибдена (плотность жидкого 45молибдена составляет 9, 110 кг/м )В порциях металла с повышенным содержанием углерода концентрация молибдена должна быть выше и наоборот.Экспериментальные исследованияпозволили установить влияние содержания углерода и молибдена на изменениеплотности жидкой низко- и среднелегированной стали (типа 15 Х 2 НМФА,25 ХНЗМФА, 26 ХНЗМФА, и др,). Крометого, исследования показали, что длятого, чтобы компенсировать изменениеплотности жидкой стали рассмотренного класса при изменении в ней содержания углерода необходимо изменять в каждой порции металла содержание молибдена по следующей зависимости:ЛМ, = (1,3-1,5) дС; .Предлагаемая зависимость справедлива для случая, когда содержание углерода в жидкой стали изменяется от 0,05 до 0,453.Производить стабилизацию плотностирасплава каким-либо другим элементом, но входящим в состав данной марки стали, нецелесообразно, так как при этом произойдет удорожание стали и изменение ее марки. Изменение плот-, ности расплава одновременно несколь кими элементами возможно, но нецелесообразно, так как резко возрастает технологичность производства крупных слитков, начиная от подготовки шихты к плавке до момента выпуска каждой плавки строго регламентированной по каждому элементу в узких пределах.Таким образом, для снижения уровня развития ликвации углерода и молибдена по высоте слитка необходимо изменять содержание углерода по ходу разливки, а стабилизацию плотностижидкой стали производить.соответствующим изменением содержания в стали молибдена. В первой порции металла, заливаемого в изложницу, содержаниеуглерода должно быть на 10-60 мас,Жвыше содержания, отвечающего марочному составу. Увеличение содержания углерода менее чем на 10 отн.Е и соответствующее увеличение содержаниямолибдена не приводит к желаемым результатам:,. увеличение содержания углерода более чем на 60 отн.Х с соответствующим увеличением содержания молибдена может привести к повышенному их содержанию в нижней, части слитка, выходящему за пределы марочного состава.Содержание углерода и соответствующее ему содержание молибдена вжидкой стали в процессе разливки уменьшают после заливки 20-603 массы слитка через каждые 20-603 егомассы вследствие того, что в верхней части слитка получает развитие положительная ликвация этих элементов. Далее в каждой последующей порции заливаемого металла содержание углерода и молибдена снижают, причем содержание углерода в последней порции металла составляет 90-407. его среднемарочного содержания.Масса каждой порции металла определяется технологическими особенностями: массой слитка схемой набора металла для слитка составом металР.5 ла и т.д. (например для слитка массой500 т " 207, а для слитка массой 235 т - 607).Содержание углерода и молибдена в каждой порции металла можно изме нять как до разливки стали при ее рафинировании, так и непосредственно в промежуточном ковше при разливке стали.Способ может быть осуществлен при 15 разливке стали на воздухе, в защитной атмосфере или в вакууме.П р и м е р Для отливки слитка массой 360 т иэ сталИ 25 ХНЗИФА применяют последовательную заливку равных порций металла иэ одной кислой мартеновской печи (120 т стали) и двух печей установки конструкции АСЕА-СКФ (по 120 т). Содержание углерода в металле каждого ковша было 0,31, 0,21 25 и 0,14 у молибдена 0,53 0,39 и 0293 соответственно. Среднемарочное содержание элементов следующее: углерода 0,227., молибдена 0,40 . Следовательно, содержание углерода в первом ковше было на 407 выше среднемарочного, а в последнем - на 407. ниже среднема . рочного содержания. Слиток отливают в вакууме при остаточном давлении 0,5 мм. рт.ст.Исследование металла заготовки из слитка массой 360 т ротора турбогенератора мощностью 1000 ИВт показали, что степень максимальной лик- . вации углерода по высоте тела слитка 40 не превышает 307, а молибдена 15 , что существенно ниже, чем для контрольных слитков массой 290-360 т. Разница в уровне механических свойств металлов в нижней части заготовки незначительна. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными возможность получения крупных слитков из конструкционных низко- и среднелегированных высококачественных сталей с высокой химической однородностью, что позволяет получать стабильные свойства изделий и организовать производство цельнокованных,. заготовок, например валов роторов турбогенератора мощностью 1000 МВт и выше, взамен изготовления их в сварно-кованном исполнении, а также других изделий ответственного назначения для энергетического и атомного машиностроения.Так, внедрение новой технологии позволяет повысить химическую однородность слитков массой 360 т и перейти к производству цельнокованных заготовок роторов генераторов ТВВ/1500 взамен сварнокованных. При этом снижается расход металла, сокращаются затраты по целому ряду тех" нологических операций (сварка, механообаботка, термообработка, контроль) и достигается значительный экономический эффект.г,Формула изобретенийСпособ получения стальных слитков преимущественно из конструкционных низко- и среднелегированных сталей, включающий выплавку, внепечное рафинирование и порционную заливку металла в изложницу, о т л и ч а ю щ и й ; с я тем, что, с целью повышения ка- ,чества слитков путем снижения зональной ликвации по высоте упомянутых слитков, заливку металла осуществля- ют порциями массой, равной 0,2-0,6 1 массы слитка, при этом содержание углерода в металле первой порции вы-. держивают равным 1, 1-1,6 среднезаданного содержания углерода в слитке, в металле последней порции - 0,4-0,9 среднеэаданного, а в металле промежуточных порций - равным величине С, полученной из соотношениягде С; - содержание углерода в металле -й порции;ш; - масса металла х-й порции;С - среднеэаданное (марочное)содержание углерода в металле слитка,а содержание молибдена в металле каждой порции задают из соотношенияЛМо 1 = (1 э 3 1 э 5) Л С;где ЛМо;, ВС;" отклонения содержаниясоответственно молибдена и углерода в-й порции от среднезаданного (марочного)содержания.