Способ выплавки низколегированной азотсодержащей стали

(19) (11) 1)5 С 21 С 5/52 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕНИЯ,СТВУ Е К АВТ ОМУ СВИДЕТЕЛЬ 1,конкретнее к производству азотсоде щих литейных и конструкционных сталей.Цель изобретения - повышение степени усвоения азота, снижение брака по газо- . Урал- вым раковинам и себестоимости стали. Вметалле перед введением азота создается необходимая концентрация нитридообразующих элементов - ванадия и хрома (со. держание хрома. желательно не менее0,4%); Ванадийсодержащий сплав из расче: та получения в стали 60-70;4 заданного содержания ванадия вводят в печь за 15-25 мин до выпуска, а сплав нитрида ванадия с ИРО- железом.при содержании Чй 40-55 в количестве 0,7-1,5 кг/т подают в ковш совмергии, стно салюминием в количестве 0,5-0,8 кг/т. жа- . 2 табл.Н. ПлотниковСССР Изобретение относится к металлургии,. азота, концентрация которого в низколегиконкретнее к- производству азотсодержа-рованных стааях может достигать 0,012 и, щих литейных и конструкционных сталей. кроме того, падает усвоение азота за счет:Целью изобретения является повыше- большого количества ковшевых присадок,ние степени)усвоения азота, снижение бра- более 70% ванадия вводить нецелесообразка по газовым )аковинам и себестоимости но в целях предотвращения карбидообраэостали.: вания и возрастания себестоимостиДля повышения степени усвоения азо- легирования. В качестве нитридообразую;та, который в настоящее время является до- щих элементов.не случайно выбраны вана,:рогостоящим легирующим материалоМ, дий и хром. Более прочные нитриды дороже ванадия, а также предотвращенияобразуют в металле отдельные нерастворибрака по газовым раковинам в металле пе-. мые фазы, а менее прочные разлагаются ред введением азота создается необходи- при легировании с выделением азота в ат-, . мая концентрация. нитоидообразующих . мосферу. Время присадки феррованадия и :элементов - ванадия и хрома, причем луч- феррохрома определяется технологическишие Результаты получаются в случай вы-ми особенностями их растворения в электплавки сталей с содержанием хрома ие ростали, Присадка этих ферросплавов: ,менее 0,4, Менее 60 заданного содер- менеечем за 15 миндо выпуска приводит к .;жания ванадия недостаточно для связыва-неполному их растворению, потерям; ликва:ния растворенного в металле остаточного. ции и отклонениям от заданного анализа(имеются е виду низколегироеанные стали), ристость. Предлагаемое соотношение регуПрисадка. более чем за 25 мин до выпуска лируетколичествовводимогоалюминия,чтоприводит к повышенному угарулегирующих обеспечивает как отсутствие в металле газоэлементов, т. к., с одной стороны, металл в вой пористости, так и отсутствие трещин.это время недостаточно раскислен, с дру Опытные плавки стали 14 ХМАФЛ по изгой, длительная выдержка под дугой также вестному и по предлагаемому способамувеличивает угар. проводили в 50 кг индукционной печи по: Важным отличительнымпризнаком изо- различным вариантам, В процессе плавокбретения является использование не твер- отливали трефоеидные пробы для определедых растворов азота в металле, а нитрида 10 ния механических свойств стали, а такжеванадия близкого к стехиометрическому слитки диаметром 300 мм и высотой 400 мм,составу, что,обеспечивает низкий удельный которые разрезали и исследовали на пред-;расход азотированного Ферросплава, так мет обнаружения газовых раковин. В табл.как содержание азота в нем достигает 1 приведен химический состав используе 8 - 150; малую степень диссоциации нит мых ферросплавов,. рйда ванадия (не более 10) и благодаря . Плавку 1 согласно известному способуэтому высокую степень усвоения азота до проводили следующим образом. После рас 90 ф(, связанный е нитриды азот не еыделя- плавления шихты, чистой по фосфору и.сере,, ется е металле в процессе кристаллизации, в расплав ввели расчетное: количество ферпоэтому газовые раковины не образуются; 20 ромарганца, феррохрома и ферромолибде. возможность окончательного раскисления на, затем алюминий 0,3 кг/т и силикоцерийметалла в ковше алюминием, так как в слу-,.: 1 кг/т, затем .совместно феррованадий 2,7чае использования нитрида ванадия абра-:. кг/т и силикоцирконий 1,.5 кг/т, а после ихзовэние нитридов:алюминия в стали проплавления, азотированный феррохромпрэк 1 ически не происходит не более 10 ф 25 ФХН 20010 кг/т.8 ковшприеыпускеметал: . азата связано в нитриды алюминия). ла ввели Феррабор 0,25.кг/т и силикокальДля лучшего растворения в ковшев ка-: ций 0,85 кг/тчестве аэотсодержащего материала взят неПлавки 2-12 по предлагаемому способучистый нитрид ванадия, имеющий темпера- проводили следующим образом, После растуру плавления 2050 С, а сплав его с желе плавленйя шихты в расплав вводили ферро- .зам, температура плавления которого силиций из расчета.на О;3кремния, затем1600-1700 С,.Содержание ЧМ в сплаве ме- Ферромарганец и Феррамолибден в расчетнее 40 нецелесообразно, так как неоправ- ном количестве(для получения в металледанна . увеличивается количество 0,40-0,7 Оф 6 марганца и 0,1-0,2 молибдеприеаживаемого в ковш и не имеющего 35 на), затем,за.15-25 мин до выпуска, в печьвнутреннеготепламатериала,что приводитвводили Феррохром иэ. расчета полученияк переохлаждению металла и уменьшению 09-1,2 хрома совместно с. Ферраванадистепени усвоения азота. Увеличение кон- .ем в количестве 1;0-3,0:кг/т, а в ковш подацентрации Чй в сплаве выше 55 приводит вали сплав железа с нитридом ванадия прикповышению его температуры плавления и 40 содержании последнего 40;48 и 550/ совмеснижению степени усвоения ванадия стно с алюминием в количестве соответстО;7 кг азотсодержащего сплава обеспе- венно 0.5-.2,0 кг/т и 0,5-0,8 кг/т (60-70 Ччивает ввод в металл не менее 0,005 азота, е печь, остальйое в ковш с ГеЧй).в.сумме с остаточным его содержанием Результаты плавокприведены втабл,2.(0,007 - 0,008) это составит 0,012-0,013, 45 Пластичность иударная вязкость стали,что является нижним пределом его содер-. выплавленной по предлагаемому способу,жания в азртсодержащих низколегирован- на 20 выше, чем устали, выплавленной поных сталях. 1,5 кг сплава на 1 т стали дает в способу-прототипу.сумме с остаточным азотом 0,025 его са- Использование нйтридов ванадия подержания, что является верхним пределом 50 зволилоисключитьобразованиегазовых расодержания азота, Более высокая концент- ковин, в то время как слиток из стали,рация азота приводит к появлению газовых выплавленный по способу-прототипу, имелраковин и пористости,небольшоеколичествогазовыхракоеин, Ра,Снижениеотношения,ЧЙ/А 1 до 0.5 при- ковины образуются также при введении.водит к увеличению количества алюминия в 55 ЕеЧМ в количестве, превышающем 40,0 фстали. Количество алюминия, вводимого в от общего. количества ванадия, так как ча-ковш, в большинстве случаев не может пре- стичное разложение нитридов ванадиявышать. 0,8 кг/т во избежание трещинообра- приводит к появлению в металле сверхравзования. Если ЧН/А 1,2 то снижается новесного количества азота, выделяющегостепень усвоения азота, растет газовая по- ся при кристаллизации в виде пузырьков., 02 аюеиоеаиие Феррони салаев и нарна А 1:, ин 1 сш ее 0,6 О 16. 3 В/ 20 500 2,0 50 2,003,0 0,0 50 эб 55,0 г 5 цО г О,а 3 В,О Суммарный расход ферросплавов уменьшился в среднем на 4,3 кг/т стали.Уменьшение и увеличение отношения Чй/А 1 относительно заявляемых пределов приводит к падению механических свойств металла.Таким образом, предлагаемый описываемый способ выплавки низколегированной азотсодержащий стали обладает более высоким комплексом свойств по сравнению с прототипом. Формула изобретения Способ выплавки. низколегированнойазотсодержащей стали, включающий рас. 2 Ферроеенали0003 ВС.,Э Ьл вр 0Оилиеоцириие 05 Ферроирои 020066 Ферроирой ааотироеаиниа ФХН 200т,Ферробор 06-2В Оилиеоиалециб С 5а итрид ванадияРеРЯ0 -и- Уерргщи- ге 0312 Фараонамеие0 е 513 ФерроиолибценФИо 60 плавление шихты,окислительный и восстановительный периоды, лег 0 рование ванадием, хромом и азотом, окончательное раскисление алюминием в ковше, от л и ч а ю щ и. й с я тем, что, с целью повышения. степени усвоения азота, снижения брака по газовым раковинам и себестоимости стали,.легирование ванадием в печи производят из расчета получения в стали 60-70 заданно го содержания ванадия, а остальное количество ванадия и азот вводят в ковш в виде сплава нитрида ванадйя с железом при содержании первого 40-55; причем соотно. шение Чй/А поддерживают в пределах 15 0,55-1,1.аЮ Ха э е О Ой И л е 1 11 1 Ф 31 СО И Л Ф И ЪОее а О О О О О Оь еь еь аО О О О О О ЧОЪ. С ОЪ 1 е 00 1 ее ОЪ Л О О О О О л а. а а а Р О О О ОХ 11Е 3 13-1 1; И И 3 Ъ О О4 ъО ъО ЪО СО И ллО Р;О О О О1 1 0ЬС 11 1 1 МИ И ОЪ Л1 3М 1 О 1 М 1. еае 1 С Х 1 М Е 1 Х 11 И 13- ХВ ее3 дс1 сОе3 е. СХ1 СО СЕ 11 ме1 ЬЬХ 1 И а0 ЕеВЭСЧ1 .М 13 Ч 13 в"фее"ьЕ . 13 М 1- 1ж О1 Х й1 9 Е Л1 еа ЛеваееФаЬ 3 Ъ О Й 3 Ъ е 11 1 1 11 1сХ1"О 1 О 1 О.сС ОЬС еа,е -.л Еее вФ ее СЧаМ вел. Ъ 1 1 1 1 1 11 1 1 Л - СЪ И М И И. Ф е М ОЪО ЧТ е,а.елД С 3 (Ч М4 СЧ МЛ аевв е 1 Со аО 1,О 1 Х СЧСЧ М СЧ е-. еа. М О СО Мф И.0 ОЪЗ СЛ Лф СО Л Л 3 Ъ И.ЪОМ Ие О С О О О О СЭ а л .ОО О О О О Р йОО ОСЧ О ОМ Ф ,ф Л с 0 ф ф Ф Оъ сО ф 1 а Р О О О Р О О 1 Э С 0 О О О Р О Сь 1 Вф О3 Ъ И И И О ОЪ 3 а 1 1 О ф 3 ъй .ЪО ЪО И СО МО 1 а а а е еХО О О О ООООМ 1 а Х, Ъ 1- е 33 . М, 1 Оэфа 1 ЮВ 01 1.3ЭЭС 3 М.3 1 ее1 О. СЧ Э 1 Э а " ХЪСЪ .3 Й 3СЧ 1ьаОМИ О СЧ1 3 е ОО ТХХХсай ОО С И Ъ О Ъ ИЕЛЭЕ" ъО Ф Ф 3 Ч Ф е,Л й 3 1 ЗОС 3 еаев аа ае Ф 4 ае 3 Е )Х е а О О, Осч ЗВэ 1 е хх м 3 еЕ 3О 1 3 е Х 4 Ь Ъ М 3 СеЬ З М а о ЛС аЭ.,Э О - Ьай ОСС1. а й О О 73 ф 5ССЭ 3 ОХ 3333 3 Ъ. 1