Способ модифицирования стали и сплавов

(22) Заявлено 1112.80(23) 3216208/22-02 (3)М Кп з С 21 С 7/00 с присоединением заявки Йо.(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(%3) УДК 669.046. .517(0888) Опубликовано 15,08,82 Бюллетень М 9 30 Дата опубликования описания 15. 08. 82 4 жа:.М. И, Карпенкол:.Гомельский филиал Белорусского политехническогоинститутаВ(54) СПОСОБ ИОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ И СПЛАВОВ 20 Изобретение относится к черной ме талбургии, конкретно, к способам модифицирования сталей и сплавов, выплавляющих в дуговых электросталеплавильных печах.Известен способ модифицирования стали и сплавов, заключающийся в том, что в печь перед выпуском металла вводят часть кальция в количестве10 0,05-0,30 от веса садки, а цирконий в количестве 0,05-0,40 и(или) ред. коземельные металлы в количестве 0,02-0,30 и вторую часть кальция ,.в количестве 0,02-0,20 от веса расплава дают в ковш (13. 15Однако известный способ не позволяет достигнуть низкого содержаниякислорода в металле, что снижает еготехнологическую пластичность.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ модифицирования стали и сплавов, заключающийся в 1 ом, что в печь перед выпуском металла вводится кальций вколичестве 0,05-0,30 от веса садки,а цирконий в.количестве 0,05-0,40и (или) редкоземельные металлы в количестве 0,02-0,30 и вторую частькальция в количестве 0,5-0,7 от веса расплава вводят в ковш перед вы-.пуском металла, а выпуск 30-70 металла осуществляют без шпакаПрименение известного способа обеспечивает сокращение продолжительнос,ти плавки и повышение технологическойпластичности стали и сплавов и выхода годного в прокате до 79,7 12).Недостатком известного способа модифицирования является большой угармодифицирующих добавок. При повышении перегрева расплавов эффект модифицирования снижается, в металле возникают неметаллические включениякрупных размеров, что приводит приуже небольших степенях деформации(5-15) к образованию трещин. Отмечается низкая эффективность модифицирующего действия добавок при осуществлении метода при низких температурахперегрева расплавов (до 90 фС выше температуры плавления),Целью изобретения является повьзаение эффективности модифицирующеговоздействия и сокращение угара модиФицирующих добавок.Поставленная цель достигается тем,что в способе модифицирования сталии сплавов, включающем введение в печьперед выпуском металла кальция в ко 950777личестве 0,05-0,30 от веса садки и в кОвш в количестве 0,5-0,7 совместно с редкоземельными металлами,. согласно изобретению введение кальция в него производят при достижении перегрева металла на 90-350 С выше тем пературы плавления и содержания кислорода в нем не более 0,005, а в ковш при его эаполнейии на 1/3 объема вводят кальций совместно с барием в соотношении (4-9)г 1, и эа 7-8 мин пе ред разливкой вводят сплавы элемен тов цериевой,группы и комплексные модификаторы, содержащие 21-87 редкоземельных металлов в количестве О,ОЯ 2-0,01 от веса жидкого металла. 15Выбор, оптимального перегрева расплавов зависит от типа используемых для модифицирования кальцийсодержащих ферросплавов. Верхний предел перегрева расплава является оптимальным при использовании для модифицирования технического карбида кальция, содержание .кальция в котором составляет 50 вес., а температура плавления 1750 ОС.,Нижний предел перегрева расплава (90 С выше температуры плавления) является оптимальным при модифицировании стали и сплавов кальцием с температурой плавления 851 ОС. Средние значения перегрева расплава (210-250 ОС выше температуры плавления) могут быть использованы при мо" дифицировании сплавов силикокальцием с температурой плавления 1270-1310 фС. Понижение температуры перегрева выше 350 фС над температурой плавления увеличивает угар модифицирующих добавок, а уменьшение температуры перегрева ниже 90 фС снижает эффективность модифицирующего воздействия. Кроме того, уменьшение перегрева 40 ниже 90 С снижает интенсивность пеоремешивания и дегазации расплава, а увеличение перегрева более 350 ОС заметно снижает стойкость футеровки печей. Для достижения высокой эффек тивности модифицирующего воздействия добавок в расплаве должно быть низкое содержание кислорода (менее 0,005 вес.). Этот предел содержания кислорода выбран потому, что при 50 большем содержании кислорода перед модифицированием в дальнейшем возрастает угар модификаторов и не достига-, ется получение мелкозернистой структуры при соблюдении основных условий 55 защиты металла от окисления и даже прн использовании вакуумирования его в ковше.Введение второй порции кальция сов- местно с барием в соотношении менее 60 4/1 повышает угар модификаторов, особенно бария, а увеличение соотношения более 9/1 снижает эффективность модифицирующего воздействия. Оптимальным периодом введения кальция и 65 бария в ковш является время, когда он заполнен на 1/3 его объема расплавом. Введение в более поздний период не обеспечивает равномерного растворения модификатора в объеме расплава,а введение кальция.и бария раньше, чем ковш заполнен на 1/3 его объема,- довиаает угар модифицирующих добавок. При окончательной операции модифицирования перед, разливкой металла вформы сплавами элементов цериевойгруппы и комплексными модификаторамиувеличение содержания в них РЗМ более 87 вес. повышает их угар, а снижение содержания менее 21 уменьшает эффективность модифицирующего воздействия. Верхний и нижний пределы содержания сплавов с РЗМ (001 м и0,002 от веса расплава) выбраны какнаиболее подходящие в технологическом отношении и обеспечивающие положительный эффект. Нижний предел выбран потому, что при меньшем содержании;РЗМ не достигается необходимого измельчения первичной структуры металла. Верхний предел содержания РЗМ(0,01 от веса металла) выбран потому, что при повьыении содержания РЗМвозникает пироэффект и возрастает потеря модификатора. Время заключительной операции модифнцирования устанавливают в зависимости от достигнутогоперегрева. При низких перегревах расплавов модификаторы с РЗМ вводят за 7 мин перед разливкой металла в формы, а при высоких (до 350 С) - за 3 мин перед разливкой металла в формы. Введение РЗМ раньше 7 мин до разливки металла в.формы увеличивает угар модификаторов, а введение РЗМ менее чем эа 3 мин до разливки снижает эффективность их модифицирующего воздействия.,цля всех вариантов технологических процессов модифицирования проведен сопоставительный анализ угара модифицирующих добавок и исследовании структуры металла.О. введение первой порции кальция производят при достижении перегрева металла на 90 фС выше температуры плавления и содержании кислорода в расплаве 0,005 вес., а второй совместно с барием в соотношении 4:1 в ковш при заполнении его объема на 1/3, а за 7 мин перед разливкой в формы в расплав вводят сплавы элементов цериевой группы и комплексные модификаторы, содержащие 57 вес, РЗМ в количестве 0,002 от веса жидкого металла.б. введение первой порции кальция производят при достижении перегрева расплава на 350 еС выше температуры плавления и содержания кислорода 0,001 вес. добавкой карбида кальция технического (с содержанием 50 каль950777 Угар модифиКачественные характеристики металла Способ . модифицированиястали цирующих добавок,Выход годного,Содержание кислорода в металле,Среднийбаллпо окскдам Общий индекс неме- таллическихвклю- чений Величина аустенитногозерна,балл Измельчениенеметаллическихвключений,Максимальнаяддкиастрочечныхвключений,мкм общийв т.ч. РЗМЬИзвест- ный 0,0027 1,97 . 0,0061 6-8 2-7 56 79,3 42 63 ВНИИПИ Заказ 5900/29 Тираж 587 ПодписноеЪфилиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 ция и температурой плавления 1750 фС), и вгорой - добавкой металлического кальция совместно с барием в соотйошении 9:1, а за 3 мин до разливки в формы вводят комплексные модификаторы, содержащие.21 вес. редкоземельных металлов,в количестве 0,01 ,от веса жидкого металла.Ь) при достижении перегрева расплава на 210-250 С выше температуры плавления и содержания, кислорода в расплаве 0,003 весв расплав вводят силикокальций с температурой плавления 1270-1310 оС, а при выпуске металла в ковш при заполнении его на 1/3 объема вводят кальций с барием в соотношении 6:1 и эа 5 мин перед разливкой в формы в расплав вводят Ферроцерий, содержащий 83 РЗМ цериевой группы (55 Се), 15 железа, 2 марганца и других примесей) в количестве 0,007 от веса жидкого металла.фЬ), при достижении перегрева расплава на 80 фС и содержания в нем формула изобретения,Способ модифицирования стали и сплавов, включающий введение в печь перед выпуском металла кальция в количестве 0,05-0,30 от веса садки и в ковш в количестве 0,5-0,7 совместно с редкоземельными металлами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности модифицирующего воздействия и сокращения угара модифицирующих добавок, введение кальция в печь производят при достижении перегрева металла на 90-350 фС выше температуры плавлейия и содержания кислорода в нем не 0,009 вес. кислорода в печь присаживают кальцийсодержащие. Ферросплавы, а в ковш перед выпуском металлаиз печи вводят металлический кальцийв количестве 0,6 от веса заливаемого металла и металлический церий,содержащий 97 Се, 1,5 других РЗМв количестве 0,2 от веса жидкогометалла.В таблице приведены результаты 10 испытаний и исследований первичнойструктуры стали.Сталь, модифицированная такимспособом, имеет меньшее содержаниекислорода и неметаллических включе ний,. больший процент выхода годногозначительно более низкий угар модифицирующий добавок.Использование предлагаемого способа обеспечивает уменьшение загряз ненности атмосферы при модифицировании и разливке стали и сплавов, повышение выхода годного в прокатена первом переделе и экономию от3,2 до 3,7 руб. на тонну стали. более 0,005, а в ковш при его эапол.неиии на 1/3 объема вводят кальций50 совместно с барием в соотношении(4-9).1 и за 7-8 мин перед разливкойвводят сплавы элементов цериевойгруппы и комплексные модификаторы,содержащие 21-87 редкоземельныхметаллов в количестве 0,002-0,01 от55 веса жидкого металла.Источники информацйи,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свкдетельство СССРВ 423852, кл. С 21 С 7/00, 1974.ф 02. Авторское свидетельство СССР9 631541, кл. С 21 С 7/00, 1978.