Способ получения борсодержащей стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХшэчптънекникая С 21 С 7 10 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ НОМИТЕТ ССРЕТЕНИЙ ИОТНР уске и внепе ение Фе л и ч(53) 669,046.517(088,8) (56) 1, ВоЫ Ю.1, Тпе МапцГасСцге апй цее о 1 Вогоп ЯСее 1 п 1 Ье 0 ЯА Х.1 гоп.апе 81 ее 1 1 пе 1,ч.176, 1954, р, 173-187.2. Морозов А.Р. и др. Внепечное вакуумирование стали, М фМеталлургия", 1975, с, 174-175. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРСОДЕР ЖАЩЕй СТАЛИ, включающий выплавку в сталеплавильном агрегате, раскисление в ковше прн вып з сталеплавильного агрегата, чное вакуумирование н введ рросплавов под вакуумом, о т ающ и й с я тем, что, с целью повышения качества стали, увеличения и стабилизации ее прокаливаемости, раскисление проводят смесью, содержащей алюминий и кальций при соотношении алюминия и кальция (1,5:1)- (1:1,5) в количестве 0,4-0,6 кг/т, а в процессе циркуляционного вакуумирования в вакуумную камеру вводят алюминий в количестве 0,2-0,3 кг/т, дают выдержку, соответствующую 0,5-1,0-кратной циркуляции металла в ковше, вводят бор, после чеговакуумирование продолжают в течение времени, соответствующего 0,5 -. 1,0-кратной циркуляции металла в ковше.Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при производстве качественнойстали с высокой и стабильной прокаливаемостью.Известен способ получения борсо-,держащей стали, включающий выплавкув сталеплавильном агрегате, раскисление в ковше повышенным количест.вом алюминия и последующее введение бора 1).Однако известный способ не обеспечивает стабильной прокаливаемости тали, что .объясняется нестабильной окисленностью металла в моментприсадки бора и его нестабильнымусвоением. Степень окисленности металла к концу плавки зависит от многихметаллургических факторов: количества и состава шлака, температурыметалла, состояния футеровки печии других, поэтому стабилизировать .ее конкретной присадкой алюминияне удаетсяВ результате большоеколичество плавок борсодержащейстали, полученной данным способом,не удовлетворяют требованиям попрокаливаемости,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способполучения борсодержащей стали, включающий выплавку в сталеплавильномагрегате, внепечное вакуумирование,раскисление и: введение бора подвакуумом 2 .Раскисление металла в конце вакуумирования проводят алюминием икальцием с одновременной или последующей присадкой бора (или другихлегкоокисляющихся элементов) . Известный способ позволяет значительно снизить окисленность металлаперед присадкой бора, что повышаетего усвоение по сравнению со спосо", бом-аналогом.Однако известный способ не обеспечивает высокой и стабильной прокаливаемости стали.Исследование причин различнойпрокаливаемости стали, проведенноерадиографическим методом, показывает, что стабильность прокаливаемос-.ти определяется не только степеньюусвоения бора, но и равномерностьюего распределения в объеме стали.В металле с низкой прокаливаемостьюобнаружены локальные скоплениябора размерами 30-40 мкм и зоны,обедненные бором. Участки скоплениябора находятся в местах расположения крупных оксидных включений размерами 25-30 мкм, что свидетельствует о выделении бора при охлаждениии кристаллизации стали на указанных,включениях. Следовательно, известный способ не обеспечивает низкогосодержания и равномерного распреде 10 ления неметаллических включений вобъеме металла, поскольку привведении раскислителей, даже такихсильных как алюминий и кальций, вконце вакуумирования образующиесяпродукты раскисления не успевают вдостаточной мере удалиться иэ металла.Цель изобретения - повышение качества стали, увеличение и стабилиэация ее прокаливаемости,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения борсодержащей стали, включающемувыплавку в сталеплавильном агрега"те, раскисление в ковше при выпускеиэ сталеплавильного агрегата, внепечное вакуумирование и введение ферросплавов под вакуумом, раскислениепроводят смесью, содержащей алюминий и кальций при соотношении алюминия и кальция 1,5:1) - (1:1,5)в количестве 0,4-0,6 кг/т, а впроцессе циркуляционного вакуумирования в вакуумную камеру вводяталюминий в количестве 0,2-0,3 кг/т,дают выдержку, соответствующую0,5-1,0-кратной циркуляции металлав ковше, вводят бор, после чеговакуумирование продолжают в течениевремени, соответствующего 0,51,0-кратной циркуляции металла вковше.Глубокое раскисление и гарантированное удаление продуктов раскисления к моменту ввода бора достигаЗ 5 ется вводом кальция и алюминия вковш при выпуске плавки из. сталеплавильного агрегата.Соотношение в раскислительнойсмеси алюминия и кальция (1,51) 40 1,5;1) обеспечивает в соответствиис диаграммой состояния СаО-А 120получение легкоплавких продуктовраскисления с температурой плавления менее 1500С, т,е. жидких при 45 обычных температурах металла вковше. Это обеспечивает быстроеудаление из них металла в процессевыпуска и вакуумирования стали,Уменьшение или увеличение соотношения алюминия и кальция за указанные пределы приводят к резкомуувеличению температуры плавленияи получению твердых продуктов раскисления, т,е. ухудшению их удаления из металла.55 количество раскисля,щей смеси0,4-0,6 кг/т, как.показывает эксперимент, обесйечивает достаточноглубокое раскисление и удалениепродуктов раскисления при обычных 60 колебаниях окисленности исходногометалла, вызванных непостоянствомотдельных технологических параметров плавки количества и окислительного поТенциала шлака, температуры 65 металла, состояния футеровки и др).1041581 25 35 40 Прокаливаемость, НРС НВ, Глобуоб. ли,10ин, макс. среднее ковш камеА 1 Са А 1,55 0 т 0.,55 3 47 3 57 налог При введении аскислительной смесименее 0,4 кг/т наблюдаются случаи.повышенной загрязненности и прова-ла прокаливаемости стали, При вве-.дении смеси более 0,6 кг/т наблюдается снижение показателей загрязненности и прокаливаемости стали,что обьяняется окислением избытка, раскислителя эа счет кислорода,поступающего в металл через шлак;йли иэ футеровки в процессе вакуум-. 10ной обработки.и разливки стали. Задачей алюминия, вводимого вконце вакуумировання в количестве:0,2-0,3 кг/т, является формирование 15структуры металла, обеспечивающейвысокий уровень механических ислужебных свойств металла, что оп-.ределяется количеством растворенногоалюминия 0,02-0,03, Глубокое раскисление стали за.счет вводимой вковш раскисляющей смеси и вакуум- .ной обработки обеспечивает высокоеусвоение алюминия. Выдержха 2-4 мин перед вводом бора необходима для равномерного: распределения алюминия в объемеметалла и удаления вероятных продуктов его окисления. При циркуляционном вакуумировании стали на современных установках эа 2-4 мин происходит 0,5-1,0-кратное,прохожде-. ние металла через вакуумнуюнамеру, что достаточно для полного усреднения состава металла. При времени менее 2 мин не происходит полного усреднения, поэтому возможно неравномерное распределение вводимого ., . бора, приводящего к нестабильной прокаливаемости стали, ВахуумирО-. вать до присадки бора более 4 Мин нецелесообразно, так как,это не .: приводит к дальнейшему усреднению состава металла.Способ Раскислители,кг/т 01,10 фПосле введения бора вакуумирование необходимо продолжать в течение 2-4 минП р и м е р, По данному способуполучают сталь 50 РА. Сталь выплавляют в 120-тонных основных мартеновский печах с раскислением в ковше смесью алюминия и силикокальцияСК 15, циркуляционным вакуумированиемраскислением алюминием и последуюдим вводом бора под вакуумом.количество раскисляющей смеси,рводимой в ковш, варьируют в пределах 0,3-0,7 кг/т, а соотношение,в ней алюминия и кальция (2,5:1)1:2)После выпуска сталь подвергают циркуляционному вакуумированию, через 10-11 мин от начала вакуумирования в сталь вводят алюминий, варьируя его количество впределах 0,1-0,4 кг/т; через 24 мин .вводят бор иэ расчета получения в стали 0,0045 В (марочноесодержание) и затем ковш с металломподают на разливку.По способу-прототипу сталь в ков.ше при выпусне плавки не раскисляют;в процессе циркуляционного вакуумирования на 10-11-ой минуте вметалл вводят алюминий (0,55 кг/т),силикокальций СК 15 из расчетавведения кальция 0,2 кг/т и борна 0,0045 по расчету, после 2-минутной выдержки вакуумированиепрекраь(ают, сталь подают на разливку,По способу-аналогу сталь не вакуумируют. В ковше при выпуске плав ки металл раскисляют алюминием. (0,55 кг/т)и вводят брр на 0,0045.Результаты контроля загрязненности неметаллическими включениямии прокаливаемости стали, полученнойпо предлагаемому способу, а такжепо способу-прототипу и способу аналогу представлены в таблице.т1041581 Составитель Г. ПруссТехред М,Тепер Корректор И.Ватрушкина Редактор В. Ковтун Заказ 7068/27 Тираж 568 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Иэ таблицы следует, что предла" гаечный способ обеспечивает снижение загрязненности стали неметаллическими включениями, а также более высокий уровень и большую стабильность прокаливаемости, если соблкцаются условия: сумма вводивших в ковш алюминия и кальция составляет 0,4-0,6 кг/т, их соотношение находится в пределах 1,5:1) - 1:15), а количество алюминия, вводймого в конце вакуумирования,составляет 0,2-0,3 кг/т, Невыполнение указанных условий приводит кснижению качественных показателейстали.Внедрение предлагаемого способа 5 позволяет на 18,2 сократить количество плавок, предназначенныхна более низкие сорта по причине ниэ,кой прокаливаемости, не удовлетворяющей требованиям соответствующих 30 стандартов. Экономический эффектсоставляет 2,4 руб./т.