Способ разливки стали

, 1отин.н. те: ф кия Союз Советския Социалистических Республик(22) Заявлено 0409,79 (21) 2 б 58132/22-02 с присоединением заявки И 9 В 22 О 7/00 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 3009,80, Бюллетень Но 3 бДата опубликовання описания 300980(71) Заявитель Институт проблем литья АН Украинской ССР(54) СПОСОБ РАЗЛИВКИ СТАЛИ ных порошков, дроби, гранул для модифицирования стали в процессе разливки, несмотря на значительное измельчение первичной структуры, также приводит к увеличению содержания оксидов в стали, что является главным недостатком такого способа разливки, Модифицирование стали одними активными элементами или комплексными сплавами, хотя и меняет природу включений, однако оказывает малое влияние на первичную структуру стали.Цель изобретения - обеспечение высокого качества слитка за счет измельчения структуры и уменьшения неметаллических включений.Достигается это тем что сталь в процессе разливки обрабатывают грану- лами силикомишметалла и стальной дробью с соотношением соответственно 1:10 - 1:1 в количестве 0,3-1,5% отвеса разливаемой стали. Стальная дробь в этой модиФицирующей смеси выполняет роль микрохолодильников, снимает перегрев стали и вызывает обьем 1 ую кристаллизацию.При этом кроме ст льной дроби могут применяться обсеяки стали, отсевы крупных железных порошков. Содержание углерода в дроби находится в пределах 0,03-2,0в зависимости Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному и литейному производству,Известны способы разливки, состоя щие во введении в процессе разливки стали микрохолодильников - металлических порошков, дроби, стружки, измельченных ферросплавов 1) .Недостаток этого способа состоит 10 в том, что из-за окисления порошка увеличивается содержание оксидных включений.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо соб разливки стали, в котором в струю разливаемой стали вводят свежевосстановленный железный порошок в смеси с порошком модификатора феррованадия в количестве соответственно 0,5 и 0,3 20 от веса разливаемой стали (21.Недостатком данного способа разливки является малая эффективность модифицирования из-за окисления железного порошка в процессе ввода и увели чение в несколько раэ содержания и размеров оксидных включений. Этот способ не позволяет измельчать неметал" лические включения и благоприятно менять их состав, Применение одних сталв 30от марки обрабатываемой стали. Содержание углерода в дроби и модифицируемой стали должно быть близким.Силикомишметалл вводят в сталь всмеси со стальной дробью для повышенияэффективности модифицирования и улучшения качества металла. При высокихтемпературах активные элементы (кальций, магний, редкоземельные металлы,алюминий), которые входят в составсиликомишметалла, интенсивно выгорают10поэтому применение его в виде самостоятельного модификатора мало эффективно. Активные элементы силикомишметалласлужат эффективными раскислителями в случае частичного окисления дро",би смеси в процессе введения ее в15сталь. При понижении температуры расплава, которое достигается введениеммикрохолодильников, элементы силикомишметалла вступают в активное взаимодействие с примесями стали, процессы 26коагуляции неметаллических включениймаксимально заторможены, поэтому образуются включения мелких размеров.Уменьшение температуры стали от температуры разливки до температуры 25крнсталлизации приводит к увеличениюконстанты реакций равновесия активных элементов с примесями более, чемв 100 раз. В результате этого формируются мелкие, равномерно распределенные в структуре стали неметаллическиевключения. Они являются барьерами впроцессах грануляции, задерживаютрост зерна стали при высоких температурах, что приводит к получению мелкозернистой микроструктуры модифицированной стали и повышению технологической пластичности. Такая сталь необразует трещин при дальнейшей пластической деформации. Характерным типомнеметаллических включений в модифн Оцированной таким образом стали являются мелкие оксисульфиды.Для составления модифицирующейсмеси применяют силикомишметалл следующих марок: симиш, сиитмиш, ФСМИ,ЛР, МР, СцеИиш. Химический состав силикомишметалла, : 81 40-55, Ы 3-10,редкоземельные металлы 15-35, СаО 510, Мд 0,5-1,5, Ге - остальное,Силикомишметалл применяют в раздробленном виде с размером гранул2-15 мм. Гранулы силикомишметалла перемешивают со стальной дробью до получения смеси. Наибольший эффект врезультате модифицирования достигаютпри соотношении силикомишметалла и 55стальной дроби в пределах 10:1-1:1 иколичестве смеси 0,3-0,5 от массыобрабатываемой стали,При соотношении силикомишметаллаи стальной дроби меньше нижнего пре Одела (меньше 1 г 10) увеличивается содержание оксидов в стали, при этомсиликомишметалла не достаточно дляглубокого ее раскисления, При содержании силикомишметалла и .стальной д 5дроби выше верхнего предела соотношения 1:1 и при расходах смеси более 1,5возникают местные скопления оксисульфидов редкоземельных металлов, а также происходит образование корок, что ухудшает качество поверхности слитков и может привести к повышениюотходов при переделе слитков.Эффект модифицирования значительно снижается при расходе среси менее 0,3 , так как в модификаторе мало активных элементов и стальной дроби, что снижает ее модифицирующее и теплофизическое воздействие на расплав.П р и м е р.Сталь 20 выплавляли в индукционной печи МГПи после предварительного раскисления марганцем,кремнием и алюминием в процессе отливки 50 кг слитков вводили смеси из стального порошка и силикомишметалла в количестве 0,3; 0,8 и 1,5 . Стальная дробь имела размер 0,5-1 мм и содержала 0,18С. Гранулы силикомишметалла размером 2-5 мм имели следующий химический состав, :РЗМ 14,2;83. 38,9; А 6 7,6; Са 2,11 Мд 0,96; Ре остальное.Составы опробованных смесей приведены в табл 1. Т а б л и ц а 1 Состав смеси, вес, чСиликомишме-Стальная Смесь талл дюобьЕЩ Ь Ш Порошок ферро- Железный по- ванадиярошокПрототип 1Предл агаемый2 При отливке крупных стальных слитков и отливок размеры стальной дроби, обсечки, отсевов порошков должны находиться в пределах 0,5-5 мм, а гранулы силикомишметалла в пределах 2-15 мм. В случае больших размеров имеется опасность получения .в стали недорасп-" лавленной дроби, которая выявляется в макроструктуре в виде инородного металла.При размере основной фракции дроби менее 0,5 мм и силикомишметалла менее 2 мм повышается окисление смеси и уменьшается ее эффективность.В табл. 2. приведены механические свойства стали 20 в литом состоянии после нормализации и высокого отпуска при 650 С, а также загрязненностьКоличествовведен Механические свойства месь Ю,бтгс/мм. гс/мм(Н кгсм/см общий индекс, х 10 характерныйразмер, мкм меси ксиды, суль- фиды Прототи,8 32,2,2 32,4 2 2,Источники информации,принятие во внимание при экспертизе 1. Мадянов Д.М. Суспенционная разливка. М 1969, с. 25,2, Авторское свидетельство СССР Р 216773, кл, С 21 С 7/00, 1962.оставитель И.Журинехред С, Мигунова КорректорН. Григорук актор А,Соловьев Тираж 889 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 3035, Москва, Ж, РПодписное митета СССР открытий наб д. 4/7094/ ого к ний и ушска од, у Уж роектная,неметаллнческими включениями после обработки ее по предложенному способуи по прототипу. Содержание и распреИз табл. 2 следует, что сталь разлитая по предлагаемому способу, при большей на 1-2 кгс/мм прочности имеет на 10-30 более высокую пластичность и в 1,5-1,8 раза ударную вязкость, общее содержание неметаллических включений в ней снижается в 2-4 раза, а размеры включений уменьшаются в 2,5-8 раэ по сравнению со сталью-прототипом, Данная сталь имеет более дисперсную структуру и более плотную макроструктуру по сравнению со сталью-прототипом.50Формула изобретенияСпособ разливки стали, включающий обработку стальной дробью и модифиФилиал ППП 1 Патент деление по размерам неметаллических включений определяли методом индексов в соответствии с ГОСТом 1778"70. каторами в процессе разливки, о тл и ч а ю щ и й с я тем,что,с цельюобеспечения высокого качества слитка за счет измельчения структуры иуменьшения неметаллических включений,вводят смесь гранул силикомишметаллаи стальной дроби с соотношением 1:101:1 в количестве 0,3-1,5 от веса стали,