Способ выплавки стали

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 889717 Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(23)приоритет С.1 С 5/52 1 Ъеударствевый кеиитет СССР ао делви ивееретеиий и открытий(53) УДК 669. .18,27(088.8) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень 46 Дата опубликования описания 18. 12. 81 Л.М. Кукса, В.Т. Сулименко, И.М, Мураховский и Ю.А. Кулалаев(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ 1Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве стали.Известен способ производства хорошо обрабатываемой стали, при котором в расплавленную сталь добавляют кальций из расчета 0,1-3,0 кг/т, а при разливке стали в изложницу добавляют алюминий из расчета 0,1-3,0 кг/т 11,Недостатком данного способа является незначительное улучшение обрабатываемости, так как кальций мало- растворим в твердой стали и не может оказывать эффективного влияния на повышение обрабатываемости.Известен. также способ выплавки легкообрабатываемой стали с повышенным содержанием серы и фосфора и присадкой свинца, теллура или висмута, при котором перед раскислением стали алюминием или его сплавом с магнием и кальцием в металл вводят 0,4- 5,0 кг/т сульфитов щелочноземельных металлов 2 . 2Недостатками данного способа являются трудоемкость осуществления,вредность, нестабильность результатовиз-за неравномерного распределениядобавок по объему металла.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кизобретению является способ, заключающийся в том, что в сталь добавляется сера (0,15-0,704) и 0,03 -0,15 селена и/или теллура совместнос марганцем. Для раскисления к расплаву добавляют раскислители типакремния и редкоземельных металлов 33 .Недостатком такого способа являт 5ется значительное снижение механических свойств стали из-за высокого содержания серы. Кроме этого, селен -летучий, ядовитый элемент, производство селеновых сталей является вредным. Относительно высокое количествосильно ликвирующих в жидкой стали добавок не обеспечивает стабильностисвойств металла по объему. Сталь, по889717 луценная таким способом, оказываетсянепригодной для изготовления сложнои высоконагруженных изделий.Цель изобретения - повышение обрабатываемости стали резанием и ее качества,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему нагрев, расплавление шихты, раскисление, введение в сталь серы и редкоземельных металлов, в сталь, раскисленную до содержания кислорода 0,004 -0,01 Ф, при выплавке вводят 0,04-0,063серы с редкоземельными металлами присоотношении серы к сумме редкоземельных металлов 0,3-0,5.Введение в сталь серы при определенном содержании кислорода обеспечи.вает получение определенных составов неметаллических включений: окислов, сульфидов и оксисульфидов, кото-,рые определяют обрабатываемость стали. Редкоземельные металлы видоизменяют форму неметаллических включений, особенйо неблагоприятных оксидов, сульфидов, и тем самым позволяют повысить механические свойствастали.Присадка серы в сталь при содержании менее 0,00 М кислорода не обеспечивает нужного количества в сталиоксидных включений, а при содержании в стали более 0,0103 кислородавключения представлены окислами редкоземельных металлов, сульфидами,что неблагоприятно сказывается на обрабатываемости и механических свойствах стали,Содержание серы менее 0,0 М не определяет обрабатываемость стали, асодержание ее более 0,063 сопровожда-.ется неравномерным распределениемсульфидов и серы по обьему металлаи исключает стабильность его качественных характеристик.При отношении серы к сумме редкоземельных металлов более" 0,5 серасвязывает редкоземельные металлы воксисульфиды и удаляется из металла.Вместо модифицирующего действия неметаллических включений проявляетсярафинирующее -десульфурирующеедействие редкоземельных металлов. Эффектаповышения обрабатываемости от серыне проявляется. При значении :Е РЗМ 0,3 модифицирующее действиередкоземельных металлов незначительно, с повышением обрабатываемостирезко падают механические свойствастали. 4П р и м е р. Способ выплавки опробован в лабораторных условиях при получении борсодержащей стали 30 ХРА. Сталь выплавляют в индукционной печи с магнезитовым тиглем. Расплавление шихты проводят под слоем шлака систеМы СаО:СаГ:МдО = 3:2:1. Расплавленный шлак раскисляют порошком силикокальция в количестве 3,0 кг/т, за тем в металл вводят расчетные добавки марганца и кремнияСодержание кислорода в металле в пределах 0,004 -0,0103 обеспечивают раскислением стали перед выпуском кусковым алюминием,количество которого для данной маркистали не превышает 0,25 кг/т. Послераскисления металла алюминием плавка выпускаетсяв ковш, в который предварительно вводят расчетное количество сернистого железа и ферроцерия. В середине выпуска металла под струю присаживают ферробор. Металл разливают в слитки массой 50 кг, которые куют на заготовку 70 мм и катают на 25 пруток сечением круг 32 мм. Готовыйсорт контролируют в соответствии с требованиями ОСТ 3-98-70. Обрабатываемость стали 30 ХРА резанием оценивают методом сравнения параметров обрабащ тываемости плавок различных способов выплавки между собой. Исследования ее проводятся при точении стали на токарно-винторезном станке 1 А 625 резцами с геометрическими параметрами: з с= 10 ;= 6 ; ср = 90 , ср = 30Результаты контроля приведены втаблице.Как следует из таблицы, соотношение серы и редкоземельных металлов .40 при определенном содержании в исходном металле кислорода является оптимальным, повышается обрабатывемостьна 23-324 при высоком уровне механических свойств и ударной вязкости.Сталь известного способа имеет хорошую обрабатываемость, но низкие механические свойства, которые ниже уров ня требований ОСТ 3-98-70 ( 6160;ап5,0).50При повышении обрабатываемостистали себестоимость продукции из нееснижается и за счет повышения стойкости инструмента (в 1,5-3,0 раза),и пОвышения производительности труда(на 15-50). Суммарный эффект составляет 12 р/т, Годовой экономическийэффект только по стали 30 ХРА можетсоставлять 36000 р.889717 Механические свойства Содержание элементов, 3 Способвыплавки О,пкгс м смф ов, кгс м тыв ост Известный6,5 5, 0,04 - 0,13 0,004 1,23 1720,05 - 0,12 0,007 1,27 1690,06 - 0,12 0,010 0,5 1,32 171 147 0,15 - 0,21 0,012 0,7 1,41 161 135 5, 0 б 3 148 11 52 5 тыи с редкоз отношени металлов аллами при со"е редкоземельных рмула изобретения ающий кисле Способ нагрев, р ние, введ включ рас и ре чаю ью по реза скисл 004-0ормации,при экспертизе49-26413,нятые 1. Па С 21 2. Ав 53104 мельныщ и й тельство ЧСС 7/08, 1977. 33488, 5. ния обра и ее кач до содер при выпл 3 Па кл, С 22бако оставитель Р.ехред Э.фечо И. Митров Корректор Г. Назарова Редак Подписнокомитета СССРоткрытийская наб д. Тираж 621ВНИИПИ Госудапо делам изоб113035, Москва,Заказ 10900/ венного тений и 35, Рау Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна выплавки стали, асплавление шихты ение в сталь серы еталлов, о т л итем, что, с цел атываемости стали ства, в сталь, ра ания кислорода О, вке вводят 0,04-0 дкозевышениеменную,010 Ж,серы Сравни- тельныйкоэффициентобраба мельными месеры к сум0,3-0,5.сточники инво вниманиеент Япониис 5/00, 197орское сеидкл. С 21 сент США М 3с 33/00; 19