Способ легирования и модифицирования основной стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОРИА ЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 4 С 21 С 5/52 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ОБРЕТЕНИЯЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1073392, кл. С 21 С 5/52, 1982.Авторское свидетельство СССРВ 1090727, кл. С 21 С 5/52, 1983.Технологическая инструкция по вплавке стали в мартеновских печах.У М 1/85, УЗТМ, 1985. ИЦИР(57)металлствусталедля п рной воднение ащих печа АВТОРСКОМУ СВИ с(191 Ш) ПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ И МОДИ ОСНОВНОЙ СТАЛИзобретение относится к ч ургии, конкретнее к прои ачественных ванадийсодер в основных мартеновских лучения отливок и кузнеч заготовок, При легировании стали легирующие или их смеси присаживаютна дно ковша при соотношении ЩЗМ кванадию, равном 0,17-0,33, а шлаквыпускают на металл через 3-5 минпо окончании выпуска. За счет поддержания указанного соотношения ЩЗМ кванадию и последовательного выпускаметалла, а затем шлака в 4 раза сокращается угар ванадия иэ легирующего сплава, на 10-207. повышается пластичность стали при температуре ковки.2 табл.Изобретение относигся к чернойметаллургии, а конкретнее к производству качественных ванадийсодержащихсталей в основных мартеновских печахдля получения отливок и кузнечныхзаготовок.Цель изобретения - снижение угараванадия и улучшение пластичности стали при температуре ковки. 10Уменьшение отношения ЩЗМ/Ч, в лигатуре ниже 0,17 из-за недостаточногомодифицирующего воздействия приводитк снижению степени деформации сдвигак моменту разрушения (характеризующую пластичность стали при температурах ковки). Снижает высокотемпературную пластичность и повышение содержа, . ния ЩЗМ в сплаве, т.е. увеличениеотношения ЩЗМ/7 ) 0,33, К охрупчиванию стали в данном случае приводитповышенная остаточная концентрациякальция в ней,Высокая степень усвоения ванадияи эффективность модифицирования достигаются технологией выпуска металла.Как известно, мартеновские шлаки обладают высокой окислительной способностью, поэтому в ковше под слоемшлака наблюдается повышенный угарлегирующих элементов, недостаточноэффективно модифицирование, Применение качающегося мартена позволяетпроизводить выпуск металла без шлака.Перед выпуском металла из специальных бункеров в ковш загружают расчетное количество лигатуры, затем производят выпуск металла и выдерживаютметалл без шлака в течение 3-5 мин.Меньшая выдержка недостаточна дляполного раствбрения лигатуры, а большая приводит к переохлаждению металла. Затем, в ковш выпускают шлак,который предохраняет сталь от быстрого охлаждения, и производят разливкуметалла в формы, либо в изложницы,Опробование предложенного способа осуществлено в 45-тонной качающейся мартеновской печи при выплавке стали 24 ХМ 1 Ф в сравнении с известным способом.Применяют следующие легирующие материалы; феррованадий ФВя 38 по ТУ 14- 5-90-78, ферросилиций ФС 45 по ГОСТ 1415-78, ферромарганец ФМп 70 по ГОСТ 4755-80, силикомарганец СМп 17 по ГОСТ 4756-77, ферромолибден ФМо 60 по ГОСТ 4759-79, лигатура ФС 40 Вя по ТУ 14-142-2-84. Химические составыосновных сплавов даны в табл. 1,По известному способу плавки ведутследующим образом.После расплавления металла, окислительного периода и скачиванияокислительного шлака производят предварительное раскисление металла присадками ферромарганца, силикомарганца и ферросилиция из расчета получения О, 1-0, 153 кремния и О, 20-0, ЗОБмарганца. Ферромолибден присаживают впечь в период плавления шихты, ферро -хром - не позднее, чем за 30-45 миндо выпуска.В ковш присаживают ферросилицийФС 45, феррованадий ФВ 838 и алюминийиз расчета получения в металле О, 170,373 кремния, 0,12-0,207 ванадия,не более 0,0457 алюминия.Печь наклоняют и производят выпуск металла и шпака, а затем производят разливку. Химический составпечного шлака следующий,7: СаО 38,5;М 80 16,0; А 10 э 9,6; 81018,8;РеО 16,4; 7 О 0,7.Образец шлака взят из ковша передразливкой.По предлагаемому способу плавкиведут .таким образом,Расплавление металла, окислительный период, предварительное раскисление и легирование металла проводяттак же, как и в известном способе.На дно ковша вводят лигатуру типаФС 40 В, имеющую наиболее подходящеесоотношение ЩЗМ/, в расчетном по ванадию количестве и 350-500 г/талюминия.Печь наклоняют и производят выпускметалла, а шпак оставляют в печи. Выдерживают металл в ковше без окислительного шлака в течение 3-5 мин,при этом происходит полное растворение лигатуры с минимальным угаромванадия. Наличие ШЗМ в указанном соотношении с ванадием позволяет провести оптимальную модифицирующую обработку металла с целью улучшенияформы неметаллических включений. Подслоем шлака с высоким содержаниемоксидов железа модифицирование практически невозможно.После выдержки металла печь снованаклоняют и выпускают шлак в ковшдля предотвращения быстрого охлаждения металла. Выдерживают металл подслоем шлака и производят разливку.1420030 Т а б л и ц а 1 Ферросплав Химический состав 1 ОтношениеЩЗМ/М Я Ч Са+Ме 60 43 6 40 7,5 37 9 0,17 50 Лигатура Лигатура 0,26 50,5 0,33 Лигатура Средний химический состав шлака, взятого из ковша перед разливкой, следующий,7: СаО 39,4; МяО 15,7;А 10 10,1; 810 18,9; РеО 15,7;Ч,О, 0,2.Для определения угара ванадия контролируют его содержание в исходных материалах и в готовой стали, а также расход ферросплавов и количество годного металла.Для определения пластичности стали при температуре ковки заливают специальную пробу в форме гребенки с зубьями длиной 200 мм и сечением 30 х 30 мм, Образцы подвергают прокатке на клин по методике УЗТМ КПП- 53 и определяют величину Лр-степень деформации сдвига к моменту разрушения, характеризующую пластичность стали при температуре ковки. Образцы нагревают до Т = 1280 С, температура испытанийсоставляет 1100 С и 950 С.Результаты испытаний предложенного способа даны в табл2Химический состав полученной стали,Ж: С 0,22-0,25; Мп 0,245-0,60 Б 1 0,20-0,27; Сг 1,20-1,60; Мо 0,40- 0,60; 7 0,10-0,15,Ре остальное. Феррованадий ФВ 838 2 38 Ферросилиций ФС 45 45 Угар ванадия в среднем по десятиплавкам в известном способе достигает19,07, Лр при 1000 С - 2,2, при950 С - 1,3.,5Применение предлагаемого способав сравнении с известным позволяетсократить в 4 раза угар ванадия, на10-207 повысить пластичность сталипри температуре ковки и снизить бракпоковок,3 о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ легирования и модифицирования основной стали, включающийпредварительное раскисление металлав качающейся мартеновской печи,загрузку раскислителей и легирующихсплавов, содержащих ЩЗМ и ванадий,в ковш, выпуск на них металла и шлака, выдержку и последующую разливкустали, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения угара ванадия 2 Б и улучшения пластичности стали притемпературе ковки, легирующие сплавыили их смеси загружают при отношенииЩЗМ к ванадию, равном 0,17 - 0,33,а шлак выпускают на металл через 3 -5 мин после выпуска металла.1420030 ТаблицаПоказатели предлагаемого способа Степень деформации сдвига к моменту разрушения,3 р Содержание в сплаве,7ки в Ч ЩЗМ ковше,мин 1100 С 950 СВерхний предел Ниже нижнегопредела 7 О 1 05 О 15 5 5 2,2 9,0 3,15 0,35 5,2 2,2 1,3 0,26 6,1 7,5 2,0 2,3 На верхнемпределе 7 5 2 О 0)26 5 7 2,4 1,4 Составитель О.ВеретенниковРедактор И,Сегляник Техред А. Кравчук Корректор С.Шекмар Заказ 4290/25 Тираж 545 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5, Средний уровеньВыше верхнегопредела, в ковше на ниж, нем пределе Отношение ЩЗМ/М 6,0 1,0 0,17 5,0 7 е 5 2 юО 0126 415 9,0 3,0 0,33 4,6 2,4 1,5 2,5 1,6 2,5 1,6