Способ получения конструкционной стали

, с ,.ц,1 авЪО и Й-в-Вчи е ИЗОБРЕТЕНИЯ Своз Советских Социалистических Рвспублик(51)М. Кл. С 21 С 7/10 С 21 С 5/56 с присоединением заявки ИоГосударствеииый комитет СССР по делам иэобретеиий и открытий(53) УДК 621, 36 5. ,91(088,8) Оубиовано 2510.79. бюллетень йо 39 Дата опуоликоеания описания 25.10.79(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННОЯ СТАЛИ Изобретение относится к области металлургической промышленности и может быть использовано при получении высококачественной стали.. . 5Известны способй получения стали с применением порционного или циркуляционного вакуумирования и рас" кислением кремнием и алкеюнием с различной последовательностью ввода их в металл для получениястали высокой чистоты 1).При этом либо все раскислители вводят в металл при выпуске иэ печи вакуумируют полностью раскисленный ме-.талл, либо крееий и алюминий пол- :,ностью вводят в процессе вакуумной обработки, варьируя порядок их ввода; либо в металл при выпуске иэ печи кремний вводят частично (на 0,05- 2 О 0,10 нли на 0,17-0,20), а остальное количество кремния й алюминий вводят в металл в процессе вакуумировайия,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эФфекту к описываемому изобретению являетсяспособ получения коиструкционной стали, включающий выплавку в 100-135-тонных электродуговых печах, порционное вакуумирование с полным раскислением крем 2нием н алюминием перед вакуумной обработкой. По сравнениЮ с другими вариантами раскислення стали при данном способе получаются лучшие результаты по содержаиню кислорода (2).Однако производство стали по известному способу не всегда обеспечивает необходийый уровень качества стали. Ограничиваются возможности дегазации при вакуумировании стали, поскольку полное введение в сталь алюминия пе" ред вакуумной обработкой связывает почти весь свободный кислород, подавляя тем самым кипение металла в вакуумной камере эа счет развития реак- ции углеродного раскисления,Не.обеспечивается стабильное усвоение металлом-алюминия, поскольку не учитывается окислительный потенциал шлака в ковше. Окислительный йотенциал шлака (содержание окйслов железа) на каждой конкретной плавке определяется условиями ее выплавки (видом сталеплавильногб процесса состоянием футеровки печи, качеством шихтовых материалов, типом предварительного раскисления стали, температурой металла И т.д.). В процессе вакуумной обработки металл в ковше интенсивно взаимоНевакуумир.металл предлагаемый Количество плавок 0,0-0,02 001-004 0,02-0,03 3,55 5,55 3,15 00095 00061 00023 8 41 4,66 2,3 действует со шлаком, поэтому при различном окислительном потенциале шлакаимеет место различная степень усвоенияалюминия,Не обеспечивается стабильностьструктуры (величина зерна) и свойств 5стали, определяемых в значительноймере содержанием остаточного алюминия.. Цель изобретения - повышение ка"чества стали за счет более полного 10удаления кислорода и неметаллических включений и стабильного усвоенияалюминия.Поставленная цель достигается путем постадийного раскисления металлаалюминием при получении стали с использованием внепечного вакуумированйя (порционного или циркуляционного).Сущность способа заключается в следующем.Перед выпуском плавки из сталепла"вильного агрегата определяется окислительный потенциал шлака (т.е. содержанне окислов железа) методом химического анализа или разработки номограЫ я выплавки конкретных марок 5стали, учитывающих тип предварительного раскисления, температуру металла, состояние футеровки печи и т.д.При выпуске плавки в ковш металл пол"ностью раскисляют кремнием, а такжеприсаживают первую порцию алюмийияв количестве, превышающем на "5"50стехйометрически необходимое дЛясвязывания свободного кислорода шлака с образованием А 1 Оз, Присадкаменьшего количества алюминия не,обесйечит полного связывания кислорода шлака, а увеличение присадки сверх50 приведет к перераскисленности ме-,талла, ухудшению условий его кипения 40и дегаэации под вакуумом.После выпуска ковш с меТаллоМ иЖаком подается на вакуумную установку .В процессе вакуумирования металлапроисходит его дегазация и удаление 45неметаллических включений. Эа 2-6мии до окончания процесса обработкие еювае Ютщ Качественные характерис- тики Содержание А 1 в металле,% Содержание водорода в металл.е, смф/100 г. Содержание кислорода в металле,Сумма средних баллов О - содержащих включений2 в металл вводят вторую порцию алюминия в количестве 0,15-0,35 кг/т, что с учетом алюминия, остающегося от ввода первой порции, гарантирует получение его остаточного содержания в стали 0,02-0,04. Известно, что для конструкционной сталй эти пределы гарантируют высокую раскисленность стали, оптимальную величину зерна и высокие служебные свойства 2-6 мин вакуумирования после присадки вто" рой порции алюминия необходимы для удаления из металла продуктов раскисления, Менее 2 мин для этого процесса недостаточно, более 6 мин нецелесообразно, поскольку общее время вакуумной обработки, как правило, лимитируется температурными потерями металла в процессе вакуумирования.П р и м е р. По предлагаемому способу выплавки по три плавки конструкционной стали Марок 16 ХНЗМА и 14 ХнЗМА.Сталь выплавляли в 120 С 1 тонных мартеновских печах с обработкой синтетическим шлаком в ковше.Количество шлака в ковше составляло 4,5-5,0 т,Содержание РеО в шлаке перед вакуумированием колебалось в пределах 3,2-5,1,ГеО - 0,8-1,8.При вы пуске плавки из печи в ковш вводили 0,7-0,8 кг/т алюминия, превышение этого количества над стехиометрически необходимым составляло 13-31.После выпуска ковш с металлом подавали иа установку циркуляционного вакуумирования стали. Длительность вакуумной обработки составляла 20-22 мин. На 16-18-й минуте вакуумирования вводили вторую порцию алюминия в количестве 0,17-0,18 кг/т.Исследованием качества стали, выплавленной по предлагаемому способу, в сравнении с качеством невакууми" рованного металла и выплавленному по известному способу показало по" вышение качественных характеристик (см. таблицу) .692865 Продолжение таблицы Качественные характерис- тики Невакуумнрметалл 22,2 10,7 9 еаеют,6 128 4,7 дол 6 6,2 поперек время вы" на 5-50 я полного ов железа водят в меания вакучения в Предварител таний буровых иэ стали спос ли повышенную ьные результаты испыдолот, изготовленных :ба выплавки, показа"на 30-50 стойкость. оннойстанкеЮ ии,кспертизенепечноеМеталлуровы.тталлаию ВнепечноефМеталлуррототип),Составитель А. Щербаковедактор А. Кравченко Техред Л.Алферова Корректор Н,новск аяПодписноео комитета СССРй и открытийушская наб., д. аказ 6045/4 Тирах 653ЦиИИПИ Государственнопо делам иэобретени113035, Москва, й, Р 5 тентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,лиал ППП арная вязкость,кгс.м/см Я о вдоль 19,3 поперек 7,4формула изобретенияСпособ получения конструкци стали, включающий выплавку ее леплавильном агрегате, раскисл и вакуумирование, о т л и ч а щ и й с я тем, что, с целью п шения качества стали,. проиэвод последовательное раскйсление м алюминием, при этом первую пор алюминия вводят в ковш во пуска плавки в количестве превыаающем необходимое дл связывания кислорода окисл в шлаке, а вторую порцию в 2 талл эа 2-6 минут до оконч умирования иэ расчета полу стали 0,02-0,04 алюминия. Источники информац принятыево внимание при э 30 1, Морозов А.Н. и др. В вакуумирование стали. М.,гкя 1975 с. 179-185 2, Морозов А. Н, и др. вакуумирование -стали. М.,35 гия, 1975, с. 186-187 (п