Способ выплавки высокопрочной стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4(51) С 21 С 5/52 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1.Петухов Г,К Грибов Л.Г. Выплавка высококачественной стали вМартеновских печах с основным иодом,ЦНИИинформация, 1973, с. 5-6.2."Сталь", 1979, Р 4, с.268-271.(54)(57) СПОСОБ ВЬБЛАВКИ ВЫСОКОПРОЧНОЙ СТАПИ, включающий расплавление,ркислительное рафинирование, предварительное осадочное раскисление меТалла марганцем, кремнием и алюминием, диффузионное раскисление металла ЯО 1139757, А порошками кокса, ферросилиция, силикокальция, окончательное раскисление в печи алюминием и в ковше силицидами редкоземельных металлов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения загрязненности стали неметаллическими включениями, измененияих состава и стабилизации механических свойств стали, предварительноеосадочное раскисление металла в печипроизводят алюминием, затем марганцем и кремнием при соотношении компонентов 2: 1: 1, а окончательное раскисление в печи производят ферроцерием в количестве 0,3-0,5 кг/т и вковше - силицидами редкоземельныхметаллов в количестве 0,8-1,2 кг/тпри соотношении количеств вводимого,церия в печь и ковш 1:0,8.Изобретение относится к чернойметаллургии, а именно к производству стали сталеплавильными процессами еИзвестен способ выплавки стали, 5 по которому расплав предварительнораскисляют в печи твердыми ферросилицием и ферромарганцем, затем присаживают феррохром и окончательнораскисляют в печи твердым 10-123-нымФерросилицием 13.Этот вариант выплавки не обеспечивает высокий уровень категориипрочности стали (0-80) и стабильностьсвойств по пластическим характеристикам стали (поперечное сужение).Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигнутому результату является способ, включающий расплавление, окислительное 20рафинирование, предварительное осадочное раскисление металла марганцем, кремнием и алюминием, диффузионное раскисление металла порошкамикокса, ферросилиция, силикокальция, 25окончательное раскисление в печи алюминием и в ковше силицидамн редкоземельных металлов 2 .Недостатками известного способа являются нестабильность результатов ЗО по загрязненности стали неметаллическими включениями и низкое качество металла, Металл загрязнен местными скоплениями частичек глинозема икрупными глобулями, достигающими до4 баллов даже в деформированном металле. По этой причине отдельные об"резцы при испытании имеют низкий уровень механических свойств.Цель изобретения - снижение загряз- р ненности стали неметаллическими включениями, изменение их состава и стабилизация механических свойств стали,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавкивысокопрочной стали, включающему расплавление, окислительное рафинирование, предварительное осадочное раскисление металла марганцем, кремнием, алюминием, диффузионное раскисление металла порошками кокса, ферросилиция,. силикокалвция окончательное рас 1кисление в печи алюминием и в ковше силицидами редкоземельных металлов, предварительное осадочное раскисление металла в печи производят алюминием, затем марганцем .и кремнием при соотношении компонентов 2:1: 1, а окончательное раскисление в печи производят Ферроцерием в количестве 0,3-0,5 кг/т и в ковше - силицидами редкоземельных металлов в количестве 0,8-1,2 кг/т при соотноше" нии количеств вводимого церия в печь и.в ковш 1:0,8.Изменение порядка предварительного осадочного раскисления металла (алюминий, кремний, марганец вместо марганца, кремния, алюминия) снижает .загрязненность ее неметаллическими включениями на основе глинозема, так как ввод алюминия в металл с высоким содержанием кислорода способствует образованию большого количества крупных жидких включений состава типа и РеО х хш А 20 э, которые быстрее всплывают из стали, чем мелкие кристаллы корунда, а также окислы кремния и марганца.Быстро достигается в стали низкое содержание кислорода. Последующая присадка марганца и кремния за счет образования комплексных продуктов рас-, кисления повьшает глубину его. Соотношение величин раскислителей марганца и кремния 1: 1 установлено практикой и обусловлено оптимальным составом комплексных включений, Соотношение алюминия с ними обеспечивает определенный режим алюминия по ходу плавки. Если алюминия менее 2, то к концу восстановительного периода плавки его не остается в стали, а если бо.- лее 2, то перед. выпуском наблюдается его избыток. Все это не обеспечивает стандартной окисленностистали перед окончательным раскислением.Так как от остаточйого содержания алюминия в значительной степени зависят механические свойства стали, то его расход на плавку должен быть строго регламентирован.Присадка ферроцерия в предварительно раскисленный металл позволяет снизить общее содержание серы и изменить состав и Форму сульфидной Фазы, Включения, образованные церием, имея плотность, близкую к плотности жидкого металла, всплывают очень медленно, Однако эти включения при выпуске металла из печи в ковш хорошо удаляются из него за счет ассимиляции шлаковой Фазой.Количество Ферроцерия определяется расходом церия на образование включений оптимального состава и благоприятной Формы, При расходе Ферроз 11397церия менее 0,3 кг/т в составе неметаллических включений преобладаютокислы церия, так как церий, обладаябольшим сродством к кислороду, чемк сере, в первую очередь соединяетсяс кислородом, а оставшегося церия не. достаточно на образование суль 4 Идов.При расходе ферроцерия более0,5 кг/т, наоборот, преобладаютвключения, ьогатые сульфидами церия 1 Онеправильной формы, которые ухудшают пластические свойства стали,Присадка в ковш силицидов редкоземельных металлов в количестве 0,81,2 кг/т необходима для модифицирова ния окисных включений, образовавшихся при вторичном окислении во время,выпуска металла, для дополнительногоудаления оставшейся серы и приданиявключениям глобулярной формы. Пределы колебания силицидов 0,8-1,2 кг/тобусловлены получением оптимальногосостава и благоприятной формы включений. В обоих граничных случаях составы включений оптимальны. 25При присадке силицида редкоземельных металлов менее 0,8 кг/т в гталиоказываются оксидные включенияостроугольной формы, а при более1,2 кг/т выделяется избыточная фазацерия, которая приводит к церйевойнеоднородности слитка,П р и м е р. Выплавку высокопрочной стали 38 ХКЗМФА производят в 50 кгиндукционной печи с основной футеровкой. После полного расплавления шихты на зеркало металла дают алюминий 0,5 кг/т, ферромарганец и ферросилиций. Шлак раскисляют порошкамикокса, ферросилиция и силикокальция.После корректировки химсостава в металле вводят 0,25 кг/т алюминия иферроцерий, а в ковш присаживают силицид редкоземельных металлов маркиСИИТМИШ. Сталь разливают в слиткимассой 50 кг, которые куют на заготовку диаметром 60 мм, в которойоценивают качество металла,Результаты исследования приведены в таблице.Предлагаемый способ выплавки высокопрочной стали обеспечивает по сравнению с прототипом более низкое содержание кислорода, меньший размер (балл) неметаллических включений, а также изменение их свойств. В стали, выплавленной по предлагаемому способу, в составе включений увеличивается количество Яд 02 и оксисульфидов редкоземельных металлов, а количество глинозема снижается.Включения с редкоземельными металлами имеют глобулярную форму, что обусловливает получение стали с высокими механическими свойствами,внедрение предлагаемого способа выплавки высокопрочной стали позволяет за счет снижения брака по неметаллическим включениям получить экономический эффект 40 тыс. руб, в год.ьВо оло оло о а В В со Ч МЪ 1СЧ Ч о ю о , В 1 1 ,Ч Ъ СЧ,о а В В еЪ СЧ О: аЭ 1 4 ф 3, СЧ о л СбОо о о о ЕЪ,. ДЪ Ф 1 о о Ю ф о о в оа ь 3 3 о о оо ч ей сч ев О л О цЪ а а вв а о 1 о о 3 3 3 О 1 Ф