Способ раскисления стали

)5 С 21 С 7/06, 5/ КОМИТЕТИ ОТКРБТИЯМ ГОСУДАРСТВЕ НПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ТЕН(71) Украинский научно-исследовательскийинститут металлов и Нижнетагильский металлургический комбинат(56) Мчедлишвили В,А, Термодинамика и кинетика раскисления стали, М.: Металлургия,1978, с,204.Авторское свидетельство СССРМ 1174482, кл. С 21 С 7/06, 1984,Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента,Цель изобретения - улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката.Используют РеЯМпА марки ФС 18 МнАЗ и РеЯ марки ФС 45.П р и м е р 1. Сталь марки СтЗсп выплавляют в 160-тонном конвертере, По достижении среднемарочного содержания углерода плавку выпускают, После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь РеЯМЛА (6,5 кг/т стали) и РеЯ (2,8 кг/т стали), Соотношение А:Я:Мп в смеси равно 1:7:13, Через 0,5 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,78 1691401 А 1) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента. Цель изобретения - улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Раскисление металла проводят смесью РеЯМпА и Рей, в которой соотношение А:Я:Мп равно 1:( 8 - 36):(14-49). Через 1 - 3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий, Отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимому со сплавом ГеЯМпА, составляет 1 - 5. кг/т стали, Отношение количества количества металлического алюминия и количества алюминия, введенного со сплавом РеЯМпА, равно 5,2,Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывают нэ балки М 55 Б. Вследствие недостаточного количества кремния и марганца в смеси образуется часть свободного глинозема и некоторое количество шпинели МпО А 20 з, Эти тугоплавкие включения образуют на зеркале металла твердую корку, которая, заворачиваясь к стенке изложницы, образует поверхностные дефекты на слитках, Недостаточное время между присадками смеси и металлического алюминия усугубляет этот процесс. Несмотря на большое количество присаживаемого металлического алюминия он в значительной степени расходуется налический алюминий в количестве 0,6 кг/т стали. Соотношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом ГеЯМпА 1, равно 2. Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатыаэют нэ балки М 55 Б. Образующиеся включения преимущественно объединены а легкоплавкие комплексы типа Я 102 МпОА 120 з и частично Я 02 ЬЛпО, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков. В металлеобеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия, По сравнения с 50 раскисление стали, загрязняя металл глиноземом. Поэтому в металле недостаточно высокое содержание кислоторастворимогоалюминия, Следствием является незначительное повышение временного сопротивления (на 5-.8 Н/мм ), небольшое снижениепорога хладноломкости (на 5 С), кроме того,практически на изменяется переназначение балок ао второй сорт по дефектам поверхности (около 7 О/). Все эти показатели 10даны в сравнении с показателями, полученными по известному способу,П р и м е р 2, Сталь марки СтЗсп выплавляют в 160-тонном конвертере, По достижении содержания углерода 0,15 плавку 15выпускают, После наполнения ковша на 1/5часть а сталь вводят смесь ГеЯМпА 1 (7 кг/т. стали) и ГеЯ 1 (3 кг/т стали), СоотношениеА:Я 1:Мп равно 1:8:14, Через 1 мин послеввода смеси присажиаают металлический 20алюминий в количестве 0,75 кг/т стали, Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимогосо сплавом ГеЯ 1 МпА 1, равно 5, Сталь разли.вают а слитки массой 18,6 т, которые прокатывают нэ балки М 55 Б. Образующиесявключения преимущественно обьединены влегкоплавкие комплексы типа Я 02 МпОА 120 з и частично Я 02 ЬЛпО, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков, В металле обеспечиваетсямелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимогоалюминия, По сравнению с известным способом обеспечивается снижение перенззначения балок во 11 сорт на 2 О/О, повышаетсявременное сопротивление на 15 Н/мм,снижается порог хладноломкости на 10 ОС,П р и м е р 3, Сталь марки 09 Г 2 С выплавляют в 160-тонном конвертере, По достиже. 40нии содержания углерода 0,08% плавку выпускают, После наполнения ковша на 1/4часть в сталь вводят смесь ГеЯМпА 1 (20 кг/т стали) и ГеЯ 1 (8 кг/т стали), Соотношение А 1:Я 1;Мп в смеси равно 1:11,6:22,4. Через 2 мин после ввода смеси присаживают метализвестным способом обеспечивается снижение переназначения балок во 11 сорт на Зо/, повышается временное сопротивление на 20 Н/мм, снижается порог хладноломкости на 15 С,П р и м е р 4; Сталь марки 10 Г 2 С 1 вы плааляют в 160-тонном конвертере, По достижении содержания углерода 0,08 плавку выпускают, После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь ГеЯ 1 МпА 3 (22 кг/т стали) и ГеЯ 1(15 кг/т стали), Соотношение А 1:Я 1:Мп равно 1:36;49, Через 3 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,3 кг/т стали. Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом ГеЯМпА 1, равно 1. Сталь разливают в слитки 18,6 т, которые прокатывают на балки М 55 Б, Образующиеся включения преимущественно объединены в легкоплавкие комплексы типа Я 02 МпО А 120 з и частично Я 02 МпО, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков, В металле обеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторэстворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во 11 сорт на Зо, повышается временное сопротивление на 15 Н/мм, снижается порог хладноломкости на 10 С,П р и м е р 5. Сталь марки 1 ОГ 2 С 1 выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении углерода 0,08 О плавку выпускают. После наполнения ковша нэ 1/4 эсть в сталь вводят смесь Ге ЯУ пА 1 (23 кг/т стали) и Ге Я 1(16 кг/т стали). Соотношение А 1:Я 1;Мп в смеси оавно 1:37:50, Через 3,5 мин после ввода смеси присажиаают металлический алюминий в количестве 0,28 кг/т стали, Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сйлааом ГеЯ 1 МпА 1, равно 0,6, Сталь разливают а слитки массой 18,6 т, которые прокатывают на балки М 55 Б, В неметаллических включениях имеется большое количество Я 02, образующего наряду с легкоплавкими комплексными включениями пластичные включения, вытягивающиеся в строчки-дорожки в процессе прокатки и ухудшающие вязкость металла, Кроме того, вследствие поздней присадки металлического алюминия он не полностью растворяется в металле, выгорая при взаимодействии с окислами шлака, частично попавшего а ковш. Поэтому в металле низкое содержание кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во сорт на 1 оь, временное сопротивление остается нэ преж 169140130 35 40 металле кислородом, поэтому значительная 50 55 нем уровне, несколько снижается ударная вязкость.Как показали данные расчетов, лучшие результаты обеспечивают варианты 2-4. Переназначение проката восорт по дефектам поверхности снижается на 2-3 О, повышается временное сопротивление на 15-20 Н/мм 2, снижается порог хладноломкости на 10-15"С.Ввод смеси ГеЯМпА и РеЯ ссоотношением А:Я;Мп, равным 1:(8-36):(14-49), обеспечивает получение легкоплавких жидких включений типа А 20 з 302 МпО, хорошо удаляющихся из расплава и не образующих на зеркале металла твердых корок, ухудшающих поверхность слитков. Выдержка перед вводом алюминия 1 - 3 мин позволяет более интенсивно участвовать в процессе раскисления кремнию и марганцу, При последующем вводе алюминия небольшая часть его расходуется на раскисление последних порций поступающего в ковш металла, а основная часть растворяется в металле, способствуя образованию в про-. цессе затвердевания металла мелкодисперсной структуры и, соответственно, повышению временного сопротивления и снижению порога хладноломкости металла. Глубина раскисленности и количество кислоторастворимого алюминия регулируется отношением количества вводимого металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом РеЯМпА, Это отношение поддерживается равным 15,Выбор граничных параметров обусловлен тем, что при соотношении в смеси А:Я:Мп, большем 1:8:14, недостаточно образуется 502. Поэтому будут образовываться тугоплавкие включения А 20 з и М и О А 20 з, ухудшающие поверхность слитков и эксплуатационные характеристики проката. При соотношении А;3:Мп, меньшем 1:36:49, в металле образуется много пластичных силикатов, снижающих порог хладноломкости проката. При длительности периода между присадками смеси и алюминия меньше 1 мин кремний и марганец не успевают прореагировать с растворенным в часть вводимого затем алюминия израсходуется на раскисление стали. В металле будет недостаточно кислоторастворимого алюминия, следовательно, будет увеличиваться размер зерна металла, уменьшаться временное сопротивление и повышаться порог хладноломкости, При длительности этого периода больше 3 мин не исключает 5 10 15 20 25 ся, что не весь алюминий раствори 1 ся в металле до начала схода шлака, т.е, часть алюминия окислится шлаком, что приведет к повышению размера зерна металла и, соответственно, к снижению временного сопротивления и повышению порога хладноломкости. При отношении количества алюминия, вводимого на последнем этапе, к количествуалюминия, вводимого со сплавом РеЯМпА, меньше 1 в металле будет недостаточно кислоторастворимого алюминия, что приведет к увеличению размера зерна, снижению временного сопротивления и повышению порога хладноломкости проката, Если это отношение больше 5, основная масса металла (до ввода металлического алюминия) недостаточно раскисляется, поэтому при вводе металлического алюминия образуется много А 20 з и МпО А 20 з, что приводит к ухудшению поверхности и эксплуатационной стойкости проката,Выдержка 1 - 3 мин до ввода металлического алюминия дает возможность прореагировать кремнию и марганцу с растворенным в металле кислородом. Последующий ввод металлического алюминия в соотношении с алюминием, введенным со сплавом, равным 1 - 5, обеспечивает раскисление последних порций металла и получение в металле значительного количества кислоторастворимого алюминия, обеспечивающего мелкое зерно в металле, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Последнее позволяет испольэовать прокат в условиях крайнего Севера,При использовании предлагаемого способа уменьшается переназначение проката восорт по дефектам поверхности в среднем на 2,5 О; повышается временное сопротивление металла в среднем на 17,5 Н/мм, снижается порог хладноломкости металла в среднем на 12,5 С.Формула изобретения Способ раскисления стали, включающий ввод в ковш сплавов РМпА и ЕеЯ, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества поверхности, повышения временного сопротивления и снижения порога хладноломкости проката, раскисление металла в ковше производят смесью РеЯМпА и РеЯ, в которой соотношение А:Я:Мп равно 1:(8 - 36):(14 - 49), а через 1 - 3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий, причем отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимого со сплавом РеЯМпА, составляет 1-5,