Способ получения различных типов слитков кипящей стали

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 06. 01. 78 (21) 2565636/22-02 (51 М. КЛ.з с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -С 21 С 7/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53 УДК 669.18. .046,554 (088,8) Опубликовано 07.11,82. Бюллетень М 9 41 Дата опубликования описания 07,11.82(72) Авторы изобретения Ленинградский политехнический институтим. М.И.Калинина, Череповецкий филиал Северу-Западного заочного политехнического институтаи Череповецкий ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамени металлургический заводим. 50-летия СССР(54) СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СЛИТКОВ КИПЯЩЕЙ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к производству слитков из малоуглеродистой кипящей стали. Жидкая кипящая сталь используется для производства обычных кипящих, закупоренных (механически и химически) слитков, а также слитков спокойной стали, раскисленных н изложнице алюминием (например, 08 Ю), Назначение жидкой кипящей стали на указанные типы слитков производится без ,учета содержания кислорода в стали при данной концентрации углерода в ней (точнее без учета фактического значения произведения концентраций углврода и кислорода), При этом не учитывается, что при одинаковом содержании углерода для производства указанных типов слитков. высокого качества требуется разное начальное содержание кислорода.Известен способ производства кипящих химических закупоренных слитков, согласно которому химически закупоренные слитки отливают из металла без учета фактического содержания в них кислорода или произведения концентрации углерода и кислорода 1 11. Недостаток способа н том, что он не учитывает фактические содержания углерода и кислорода в стали, вследствие чего не обеспечивается стабильное получение стальных слитков высокого качества. Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ производства слитковкипящей стали, включающий выплавкуметалла в сталеплавильном агрегатеувыпуск его в ковш, определение концентраций углерода и кислорода врасплаве, раскисление расплава в пе чи и ковше,разливку его н слитки схимическим закупориванием или без него,при этом для получения плотной корки кипящего слитка при концентрацииуглерода 0,09% содержание кислородарекомендовано 0,031-0,033,что соответствует значению произнедения концентрацией кислорода и углерода0,00279-0,00297 1 2).Недостаток известного способа в 25 том, что он не обеспечивает получения высококачественных слитков пораспределению углерода, кислорода икислороднь 1 х включений и гарантиронанного снижения дефектов на понерхносЗ 0 ти слитков.Цель изобретения - говышение однородности слитков по содержанию углерода, кислорода, неметаллическихвключений,Цель достигается тем, что в известном способе .получения различных типов кипящей стали, включающем раскисление металла в печи, выпуск его вковш, определение концентраций кислорода и углерода в расплаве, раскисление в ковше и разливку металла в 10слитки с химическим закупориваниемили без него, согласно изобретению,раскисление металла в ковше для разливки слитков без химического эакупоривания прекращают по достижению 15произведения концентрации углерода вкислороде СД 03 = 0,0040-0,0045,а для разливки слитков с химическимзакупориванием - по достижениюГС 3 И = 0,0030-0,0034.Сущность изобретения в том, чтоисходный состав расплава должен бытьразличен по величине произведенияконцентрации углерода и кислородав зависимости от того, металл химически закупорен (раскислен) в изложнице или кипит после наполнения изложницы,Изменение содержания кислородав кипящей стали в процессе ее кристаллизации зависит от степени отдаленности исходного фактического значения произведения концентраций углерода и кислорода в металле от равновесного. В кипящей стали, находящейся в печи или ковше, фактическое значение произведения концентраций углерода и кислорода большеравновесного. В процессе наполненияи кипения малоуглеродистой стали визложнице содержание кислорода уменьшается (параллельно с уменьшениемсодержания углерода) до тех пор,покафактическое значение произведения ихконцентраций не достигнет равновесного значения. После этого содержание кислорода малоуглеродистой сталиувеличивается при одновременном уменьшении концентрации углерода в металле. Описанный характер поведения кислорода и углерода в процессе кристаллиэации слитков кипящей стали теоретически следует из диаграммы тройнойсистемы железо - углерод - кислород. При изучении поведения углерода и кнслорода по ходу кристаллизации 1 ф-тонных слитков кипящей стали пробы отбираются закрытыми кварцевыми пробоотборниками из различныхшести, восьми точек) кристаллизующегося слитка. Результаты усредняют. Кисло род анализируют на эксхалографе фирмы "Бальцерс ЕАО";.,Расчетная равновесная кривая соответствует значению произведения концентраций углерода и кислорода 0,00216, экспериментальная 65 равновесная кривая - 0,00185. Следовательно, чем ближе исходное фактическое значение произведения к равновесному, тем в течение большего времени (общее время кипения стали в изложнице при равной массе и конфигурации слитка одинаково) наблюдается повышение концентрации кислорода в металле и тем больше неравномерность в содержании кислорода в закристаллизовавшемся слитке. В этом случае наблюдаются и более высокие значения концентрации кислорода в центральных зонах верхней части слитка, что часто является причиной расслоения раската, Чем дальше исходное фактическое значение произведения концентрации углерода и кислорода от равновесного, тем больше времени требуется для периода, когда концентрация кислорода в металле уменьшается, а следовательно сокращается период, в течение которого концентрация кислорода в металле увеличивается,В идеальном случае высококачественные слитки кипящей стали без применения химического эакупоривания получают при значениях произведения концентраций углерода и кислородаС.О) =0,0040-0,0045,При величине этого йроизведения более 0,0045 появляются дефекты типа "голенища", а при значениях произведения менее 0,0040 металл кипятят неровно, углерод, кислород и неметаллические включения в слитке распределяются неравномерно. В этом случае производят дополнительное раскисление стали, снижая величину произведения концентраций углерода и кислорода до значений 0,0030- 0,0034 и разливают металл с применением химического эакупоривания. П р и м е р 1. Сталь выплавляют в двухванной печи с емкостью ванны 300 т. Перед выпуском из печи металл имеет содержание углерода 0,08, кислорода 0,065, величина произведения их концентраций 0,052. В процессе выпуска стали в ковш в металл вводят 0,017 алюминия и снижают содержание кислорода до 0,050 и величину произведения концентраций углерода и кислорода до 0,0040. Сталь разливают в слитки кипящей, т.е, без химического эакупоривания.П р и м е р 2. Сталь выплавляют в двухванной печи с емкостью ванны 300 т. Перед выпуском иэ печи металл имеет содержание углерода 0,08,кислорода 0,065, величину произведения их концентраций 0,052. В процессе выпуска в металл вводят 0,028 алюминия, снизив концентрацию кислорода до 0,040 и величину произведения концентраций углерода и кислорода до 0,0032. Сталь разливают с применением химического закупоривания.971892 содержании углерода 0,07 Гвеличина произведения 0,0028). Сталь разливают в изложницу без применения химического закупоривания. Металл кипятят неровно, наибольшая интенсивность кипения отмечается через 5 мин, после отливки изложницы. Толщина плотной корки 14 мм.В таблице приведены данные по распределению углерода и кислорода в 10 слитках плавки по примеру 3 и плавки, отлитой по способу-прототипу,Уровень, соответствующий несоте слитка, считая сверку,Плавка по примеру 3 Прототип 11 ентраль 11.1 в / часть слитка Корка слитка Корка слитка ентра, ьг.ая частьКислвро 1,Углерод Углерод,1 кислород уг.1 еро 2 кислсро 1 Угле- к;1 слс -с 0040 0,040 0,035 0.025 0,065 0,07 0,020 0,055 0,06 10 0 5 0,050 0,045 0,035 0 93 0,030 0,035 0,035 50 0.05 0,040 0,04 0,04 0,04 90 0,040 004 Формула изобретения Способ пол,чения различных типов слитков киг;яшей стали, включающий раскисление металла в печи,. выпуск 45 его в ковш, определение концентраций кислорода и углерода в расплаве,рас."-ил .ние в ковше и разливку металла в слитки с химическим закупариванием и ги без него, а т л и ч а ю щ и й с я п Составитель Б, Бре; сТехред Т, Фан а Редактор К. Валощук корректор Г, Решетник Заказ 8483/10 Тираж 587 :. Он 1,1 снаеВБ 1 ИПИ Гасударственного комитета, СОРпа делам изабрете." й и Откр.,т,;1.113035, Москва, 11-35, Ра,":;с.;ая наб т. :/5 Фи 1 иал ПП 1 П Патент", г. Ужгород,. Ул,. Ссс.-., гна = 4 П р и м е р 3. В двухваной г ечи выплавляют сталь с раскислением алюминия, как в примерах 1 и 2. Сталь содержит 0,065 углерода, 0,063 кислорода, имеет величину произведения концентрации 0,0040. Ее зливают кипящей без химического закупоривания, Металл в изложнице кипит энергично, толщина плотной корки слитка 16 мм.Для сравнения отливают плавку по способу-прототипу, раскисленную в ковше до содержания кислорода 0,040 при Предлагаемый способ (по результата 1 аливки более 50000 т стали) обеспечиьает по сравнению со способомгг .;Татипом снижение неоднородности "асп:;д ления кислорода в металле на 15-.50, углерода на 10-30, окисных неметаллических включений на 25-40, улучшает качество поверхности металла и трудоемкость его зачистки. тем, чта, с це,тью повынения однородности сл .Тказ по содержанию углерода,кислорода и еметаллических вкпюченийр раскисление мета 1 ла В кав 111 е дляразливки слитке:. без хи 11;ясского закупорив анин яре,:. а 1 а 10 т па Остижениюпроизведения концентраций у:"1 ерада икислсродаС )0 1 = 0,0040-0,0045, адля разливки слиткОв с хими 1 ескимэакупарива 11 ием ПО,достижению С ) 1 О =- О. 0030-0,. 0034.,источи:." 1 инФармации,принятые ва;:;:не при экспертизеПроиз:а.ство стали и основной