Способ изготовления стальных слитков

ПОСОБ ИЗГОТОВЛЕ СТАЛЬНЫХ СЛИТКОИзобретениеотносится к черной . металлургии, в частности к производству стали в конверторах, мартеновских печах и двухванных агрегатах.В настоящее время для модифици- . рования и микролегирования железо- углеродистых расплавов редкоземельными металлами (РЗИ) используют феррацерий, мишметалл и комплексные лигатуры 1, 2 .В связи с высоким средством РЗИ к кислороду и сере при вводе этих сплавов в печь: или ковш наблюдается низкое усвоение РЗИ, Для повышения степени усвоения РЗИ используют метод принудительного погружения сплавов РЗИ в ковш 3.Однако такой способ модиФицирования и микролегирования стали в. действующихмартеновских и конверторных цехах связан с необходимостью отсеч" ки шлака, применения основной футеровки ковшей и др. организационными трудностями.в Поэтому с целью повышения усвое" ния РЗИ микролегирование и модифици рование стали сплавами РЗЙ производят. на разливке 3,Наиболее близким к изобретению в. технической сущности является способ модифицирования и микролегирования жидкой стали мишметаллом в процессе разливки сифоном. При этом до присадки мишметалла жидкий металл раскисляют и легируют в печи силикомар ганцем и феррохромом, окончательное раскисление в ковше - 75"ным ферросилицием, затем алюминием 1,0. кг/т стали) и ферротитаном 1,5 кг/т стали). Иишиеталл РЗИ в виде кусков массой .00-500 г вводят равномерно в центровую в процессе наполнения изложниц до прибыльной части 1 5 1.Недостатком известного способа является неравномерное распределение редкоземельных металлов в объеме . слитка, вызванное его .присадкой в центровую без учета изменяющейся3 99607процессе разливки массовой скоростиистечения металла иэ ковша и крупной фракцией лигатуры (400-500 г,т.е. 30-40 мм в поперечнике). Этоприводит к неравномерности механических и технологических свойствметаллопродукции, снижению ее выхода годного,Цель изобретения - повышение равномерности распределения редкоземельных металлов по объему слитка,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовлениястальных слитков, включающему легирование и раскисление выплавленной в иагрегате стали твердыми ферросплавами и алюминием при выпуске ее в ковши микролегирование кусками лигатурыредкоземельных металлов введениемв центровую изложниц в процессе разливки сифоном, куски лигатуры редкоземельных металлов вводят размеромфракций 2-9 мм при наполнении излож-ниц сталью от 0,02 высоты рабочейполостй непрерывно до уровня прибыль-ной полости со скоростью, пропорциональной массовой скорости наполненияизложниц сталью, причем суммарноесодержание алюминия и титана в сталиперед микролегированием поддерживаютв пределах 0,02-0,103.Нижний (0,02) и верхний (до уровня прибыльной полости) пределы высо-ты наполнения изложниц, при которыхосуществляют ввод лигатуры, обоснованы соображениями предотвращения по 3терь РЗМ в донной и прибыльной частях слитков (удаляемых в обрезь) иобеспечения надлежащего усреднения,лигатуры в объеме слитка при разливке металла полной струей. Минимальные размеры кусков ли гату. ры (2 мм) взяты исходя иэ необходимости предотвращения значительных и43 нестабильных потерь РЗМ в результате поверхностного окисления кислородом воздуха,Максимальные размеры кусков лигатуры (9 мм) приняты иэ соображений обеспечения полного растворения лигатуры в процессе наполнения изложниц металлом и равномерного распределения РЗМ в объеме металла слитков.Непрерывный ввод лигатуры со скоростью, пропорциональной массовой , скорости наполнения изложниц сталью обусловлен необходимостью обеспечения равномерного содержания РЗМ в 0 4объеме слитка при изменяющихся условиях разливки металла.Нижний предел суммарного содержания алюминия и титана в стали перед микролегированием принят равным0,02, так как при меньших содержаниях этих элементов эффект предварительного раскисления расплава недостаточен, что приводит к резкому снижению уровня и стабильности усвоения РЗМ.Верхний предел суммарного содержа - ния алюминия и титана (0,103) в стали перед микролегированием ограничен величиной, выше которой значительно ухудшается качество поверхности слитков.Изобретение основано на том, что непрерывный ввод лигатуры РЗМ в кусках размером 2-9 мм в процессе разливки сифоном в центровую при наполнении изложниц от 0,02 высоты тела слитка до уровня прибыльной части со скоростью, пропорциональной массовой скорости наполнения изложниц сталью, обеспечивает наиболее равномерное распределение редкоземельных металлов в объеме слитка, а регламентируемое в пределах 0,02-0,10/ суммарное содержание алюминия и титана в расплаве до микролегирования способствует снижению до минимума потерь РЗМ в результате окисления кислородом, растворенным в металле,Проведены сравнительные испытания предложенного и известного способов выплавки стали для сварочной проволоки. Металл, выплавленный в кислородных конверторах емкостью 50 т с температурой на выпуске 1620- 1630 С легировали и раскисляли в ковше последовательно силикокальцием, 65 Ф-ным ферросилицием, алюминием и ферротитаном. Химический состав стали (ковшевые пробы) следующий: 0,10-0,134 С; 1,61-1,933 Мп; 0,71- 1,2 Ж Яд; 0,024"0,0251 Я; 0,015- 0,0284 Р; 0,015-0,075 о Т 1; 0,005- 0,0253 Л. Разливку стали производят сифоном в уширенные книзу изложницы с теплоиэоляционными вкладышами на слитки массой 12,5 т, расположенные на одном поддоне.Микролегирование стали через центровую осуществляют по двум вариантам.а ЛиГатуру РЗМ марки СЦЕМИШ(средний расход 4,5 кг/т стали) в кусках фракцией 2-9 мм вводят непре996070 4Из трех точек каждого темплета, соответствующих их краю, середине ицентру отбирают стружку для химического анализа.Результаты исследования однородности химического состава стали,произведенной по предложенному иизвестному способам приведены втабл. 2. Т а б л и ц а 1 тУровень металла в изложнице, от низа Иассовдя скоИассовая скорость ввода лигатуры РЗИ, кг/мин Вид лигатуры РЗИ Вариант микролегирования рость наполнения излож-. ниц сталью,т/мин 0,60 (торможе- СЦЕИИШ ние струи) Предлагаемый 1,84 34,85 33,75 1,77 31,87 1,68 20 1,58 29,9727,66 30 1,46 40 25,38 22,19 50 60 1%рывно при наполнении .изложниц от 0,02 высоты тела слитка до уровня прибыльной части со скоростью, пропорциональной массовой скорости наполнения изложниц сталью, обеспечивая при этом суммарное содержание алюминия и титана перед микролегированием в пределах 002-0101. Приэтом массовую скорость наполнения изложниц определяют по формуле1 ф В.А. Ефимова.б, Иишметалл в кусках массой 0,4 0,5 кг в количестве 1,4 кг/т сталиравномерно вводят в центровую по мере наполнения изложниц до уровня при- ф быльной части.Данные о массовой скорости наполнения изложниц и скорости ввода лигатуры в центровую по ходу разливки приведены в табл. 1. 20Исследуют распределение редкоземельных металлов в объеме слитков, изготовленных по .предлагаемому и известному способам. От раскатов слитков (квадрат размером 80 80 мм) на ф горизонтах, соответственно 16, 17, 22 27 32 37 42 47 52 57. 62 67, 72, 77, 82, 87,92 и 973 от верхнего торца, отбирают макротемплеты,Приведенные в табл, 2 данные свидетельствуют о том, что производст.- во стали по предлагаемому способу обеспечивает более равномерное распределение РЗИ в объеме слитка, чем по известному способу. Это обуславливает повышение технологических свойств металлопродукции. Например, при использовании сварочной проволоки с РЗИ, полученной по предложенной технологии, повышается стабильность процесса газоэлектрической сварки и снижаются потери металла в результате разбрызгивания на 1.-23.Обеспечивается экономический эффект в народном хозяйстве в размере 2,8-5,6 руб/т проволоки.996070 8Продолжение табл, 1 Уровень ме"телла в иэложницеф Фот низе в е е в е Й 3 ее е еВариант мик"ролегирования Вид лигатурыРЗМ. Массовая ско" рость наполнения изложниц сталью, . т/Мин Иассовая скорость вводалигатуры РЗИ,кг/мин 0 60 торможение струи) 90 0,60 торможение струи) Иишметалл Известный 1,84 То же 10 1,68 1 58 30 1,46 40 50 1,02 70 0,60 торможение струи)0,60 (торможение струи) 80 90 Таблица 2 Количество плавок, шт Способ ПредлагаемыйИзвестный 0,005-0,020,05-0,10 Формула изобретения Способ изготовления стальных слитков, включающий легирование и раскисление выплавленной в агрегате стали твердыми Ферросплавами и алюми- фф нием при выпуске ее в ковш и микролегирование кусками лигатуры редкоземельных металлов введением в изложИаксимальные колебаниясодержания РЗИ в объемеслитка, Ф ницу при разливке стали, о т л ич а ю .щ и й с я тем,что, с цельюповышения равномерности распределения редкоземельных металлов по объему слитка, куски лигатуры вводят размером Фракций 2-9 мм при наполненииизложниц сталью от 0,02 высоты рабочей полости непрерывно до уровня прибыльной полости со скоростью, пропор. 9 9960 . циональной массовой скорости наполнения изложниц сталью, причем суммарное содержание алюминия и титана в стали перед микролегированием поддерживают в пределах 0,02-0,10. юИсточники информации,. принятые во. внимание при экспертизе1.Рысс М,А. Производство стали и ферросплавов.М.,"Металлургия",1975.2. Авторское свидетельство СССР 1 е У 637446, кл, С 22 С 35/00, 196.3. ЯоцдЬу Р.Е; Ваге сагой аИ 1- сопв йо вйее 1, "пйегпай 1 опа 1 Ие 70 10йа 1 в йечеив", 1978, чо 1. 23, Ю 2, р. 74-98.4. Казачков И.Ц. и др. Применениередкоземельныхэлементов при вы" плавке углеродистой стали. Сб. "Иеталлургия и коксохимия". Киев, "Техника", 1965, с. 160-165.Составитель ВПиптюкРедактор А. Химчук Техред А,Бабинец Корректор А, ференцЗаказ 79171 о Тираж 611 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийИ 3035 Москва ЖРаушская наб. л. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4