Способ получения стали с высоким содержанием легкоокисляющихся элементов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет С 21 С 7/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 154) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЛЕГКООКИСЛЯЮЩИХСЯ ЭЛЕМЕНТОВИзобретение относится к черной металлургии, а именно к получению легированной стали.Известен, способ получения стали с содержанием легкоокисляющихся элементов до 4-6, включающий легирование легкоокнсляющимися элементами присадкой лигатуры в печь и на дно изложницы до начала разливки 1),Недостатком укаэанного способа является то, что жидкий металл с растворенными в нем легкоокисляющи-мися элементами продолжительное время соприкасается с окружающей атмосферой и огнеупорной футеровкой, происходит сильное окисление элементов и сталь содержит большое количество неметаллических включений. Кроме того, при таком способе ввода, упор легирующих элементов составляет .40-60Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения стали с высоким содержанием легкоокисляющихся элементов, включающий легирование металла при разливке сифоном присадкой легирующих материалов в виде гранул на струю металла, поступающую в центровой литник, причем легйрование начинают в конце разливки и за 2-5 мин до ее окончанияна поверхность металла в изложницедают алюминий ь 2 .Недостатком известного способаявляется неравномерное распределениелегирующих элементов по объему металла вследствие их присадки в концеразливки,цель изобретения - улучшение качества стали и снижение угара элементов.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения стали с высоким содержанием легкоокисляюшихся элементов, включающему легирование металла при разливке сифономприсадкой легирующих материалов в виде гранул на струю металла, поступающую в центровой литник, легированиеначинают после начала наполненияизложницы в момент ее заполнения металлом на высоту, равную:400Ь б Н/2,где и - достигнутая высота налива25металла в момент начала присадки гранул легирующих материалов,Н - высота налива металла,д - максимальный размер гранул30легирующих материалов, 981386и заканчивают легиронание по напол-нении изложницы, причем н последнюютреть времени наполнения удельныйрасход легирующих материалов увеличивают на 5-25,Сущность способа заключается в 3следующем.Частицы легирующих материалов за,счет меньшего удельного веса могутвсплывать на поверхность металла,гдеих расплавление резко замедляется или 1 Опрекращается полностью. Причем, большие по размеру частицы всплынают наповерхность быстрее и на их расплавление требуется больше времени. Чембольше высота налива металла но время присадки частиц легирующих материалов, тем больше время их всплывания на поверхность. Поэтому присадкучастиц легирующих материалов начинают после начала разливки при достиже 2 Онии высоты налива металла в изложнице., при которой частицы данной фракции, всплывая, успевают расплавиться до момента достижения поверхности металла. Проведенные эксперименты 25показывают, что частицы успевают полностью расплавиться в металле, когда достигнутая высота налива его визложнице превышает максимальный размер этих частиц не менее чем в 3040 раз.Однако при очень большой высотеналива металла в момент начала присадки частиц легкоокисляющиеся элементы не успевают равномерно распределиться по объему жидкого металла,По этой причине достигнутая высотаналива металла в изложнице н моментначала присадки частиц легирующихматериалов не должна превышать половины полной высоты налива,Окончание присадки частиц совпадает с окончанием наполнения изложницы.Если присадка частиц заканчиваетсяраньше окончания наполнения, то внижней части слитков содержание вводимых элементов значительно ниже дрпустимых значений.В последнюю треть времени наполнения изложницы удельный расход частиц легирующих материалов увеличивают на 5-25 по сравнению с расходомн первые две трети времени наполнения. В этом случае в первые дне трети времени наполнения изложницы легкоокисляющиеся элементы нводятсяи металл н количестве меньшем, а впоследнюю треть времени наполнениян количестве большем среднемарочногосодержания их в готовой стали. Поэтому в процессе наполнения содержание 60легкоокисляющихся элементов в жидком металле в верхней части изложницы меньше, а в нижней части большесреднемарочного содержания их в готоной стали, Однако за счет всплыва ния частиц легирующих материалов ирастворенных легкоокисляющихся элементов из нижней части в верхнюю,последние равномерно распределяютсяпо всему объему металла и содержаниеих н готовой стали соответствуетсреднемарочному состану,При увеличении удельного расходачастиц раньше последней трети времени наполнения изложницы, вследствиевсплынания, содержание вводимых легкоокисляющихся элементов вверху больше, а внизу меньше среднемарочногосостава. Такое же явление наблюдается, если увеличение удельного расхода не превышает 5.Максимальное увеличение удельного расхода частиц в последнюю треть времени наполнения не должно превышать более чем на 25, В противном случае и конце наполнения в нижнюю часть слитков поступает большое количество легирующих материалов и содержание легкоокисляющихся элементон в нижней части больше среднемарочного состава.П р и м е р. Металл выплавляют в мартеновских, электродуговых и индук-. ционных печах, выпускают в ковш и разливают сифоном в изложницы. Легирование стали производят титаном введением в струю ферротитана марки ТиВ, ТиВ 1 ГОСТ 4761-67 и титановой губки н виде. частиц различной фракции, Температура разлинаемого металла в пределах 1590-1600 фС. Наименьший внутренний диаметр питающего литника равен 50 мм. Полное время наполнения н пределах 8-9 мин.В табл. 1 приведены результаты влияния соотношения размера частиц легирующих материалон и высоты налива металла в момент начала присадки на качество стали, поверхности слитков и угара легкоокисляющихся элементов.В табл, 2 приведены результаты зависимости качества стали от изменения удельного расхода частиц и от момента начала изменения удельного расхода.Из приведенных результатов видно,что для обеспечения требуемого качестна стали н последнюю треть времени наполнения изложницы удельный расход частиц легирующих материалов должен увеличиваться на 5-25 по сравнению с удельным расходом в первые днетрети времени наполнения,При разливке металла всех плавок,приведенных в табл. 1 и 2, моментокончания присадки частиц совпадаетс моментом окончания наполнения изложниц,Ожидаемый экономический эффект500 тыс. руб. в год.981386 Содержаниетитана встали,диаметрчастицД мм Полная высота ОтношениеЬ/д Угартитана, % Качество ста- ли налива,Н, мм 2250 1,70 175 29 1,50 200 2250 40 10 240 2250 80 2,20 125 625 2250 4,50 10 1000 2250 100 2,00 1120 2250 224 3,00 1200 2250 2,10 10 120 ОтношениеИ/О Удельный.расход частицв начале наполнения,кг/мин Качество ста 0 1,50 10,0 10,12 2,20 Недопустимо высокое содержание титана в верхней части слит 19,1 2,00 Удовлетворительное 31,8 10 3,00 Удовлетворительное 10,3 5,224 Высота налива в момент началаприсадки легирующих материаловмм Момент начала увеличе ния удельного расхода, мин Удельныйрасходчастицпослеувеличениярасхода,кг/мин УвеличениеудельногорасходаЪ Содержание титана в стали,Ъ Таблица 1 Несоответствиехимическому составу. Спаи на поверхности слитка Удовлетворительное Удовлетворительное Удовлетворительное Удовлетворительное Удовлетворительное Недопустимая неоднородность титана по объемуслитка Таблица 2 Недопустимо высокоесодержание титанав верхней части слитка981386 Продолжение табл,2ОтношениеЬ/д,Моментначалаувеличенияудельногорасхода,мин Удельный расход частиц вначале наполнения,кг/мин Удельныйрасход частиц послеувеличениярасхода, кг/мин,т Увеличениеудельногорасхода, Ъ Содержание титана в стали,ф Качество стали 43,2 20 6,00 Удовлетворительное 60 36,0 6,0 80 12,0 5,9 15,0 28 1,80 90 11,2 Недопустимо высокоесодержание титанав .нижней части слитка 6,0.14,3 16,5 70 4,3 17,1 10 2,50 Недопустимо высокоесодержание титанав нижней части слитка 100 18,5 4,3 22,6 22 3,00 Недопустимо высокое содержание титана в верхней части слит- ка ки гранул легирующих материалов,Н -. полная высота налива металла,о(, - максимальный размер грануллегирующих материалов,и заканчивают легирование по наполнении изложницы, причем и последнюютреть времени наполнения удельныйрасход легирующих материалов увеличивают на 5-25,Составитель Л.Климов Редактор А. Гулько Техред А.БабинецКорректор А.ДэяткоЗаказ 9637/38 Тираж 587 : ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения35Способ получения стали с высокимсодержанием.легкоокисляющихся элементов, включающий легирование металлапри разливке сифоном присадкой легирующих материалов в виде гранул наструю металла, поступающую в центровой литник, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества стали и снижения угара элементов,легирование.начинают после началанаполнения изложницы в момент ее заполнения металлом на высоту, равную40 дМН/2,где % - достигнутая высота налива металла в момент начала присад О 25 2,00 Удовлетворительное Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 771157, кл, С 22 С 38/60, 1980. 2. Патент Японии Р 25330,кл,.11 В 1, 1969.