Способ получения стали с нормированными механическими свойствами

.ОПИ И ЛЬСТВ ОРСКОМУ СВИД е м ном по разн ным содержан(Мп с) ем в распла ной на ожид ения (у) с менно с крем среднеэаданв готовой ст ем е ани фактическим соде (Мп р), скоррети мый коэффициент ведением его од ем в печь и в к ан о новреовш,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ:(71) Орско-Халиловский металлургический комбинат и Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И.П.Бардина(56) Технологическая инструкция Орско-Халиловского металлургическогокомбината ТИ-М-77, Минчермет СССг.Новотронцк, 1978. 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ С НОРМИОВАННЦМИ МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ(57) Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к способамполучения стали с обработкой расплава раскислителями. Цель изобретения -повышение стабильности механических свойств стали, сокращение расхода маргенцевых сплавов, улучшениекачества поверхности проката. Способвключает расплавление в сталеплавильном агрегате металлической шихты,содержащей примеси марганца, хрома,меди и определение в расплаве их со 5держания, введение в расплав марганца в количестве (Мп), рассчитан раскисление в ковше алюминием в количестве 0,55-0,117, с окончанием присадки раскислителей до выпуска 503 металла. В ковш при выпуске 10-207. металла вводят 0,02- 0,037 алюминия, затем в процессе выпуска 25-407. металла вводят марганец и кремний в отношении (0,3-4,4): 1,изменяя его от (3,8-4,4): :1 в начале введения до (0,3-0,9): : 1 в конце введения, алюминий в количестве 0,03-0,083 вводят равномерно в процессе выпуска 30-503 металла. Количество вводимого в расплав марганца рассчитывают по фрмуле: Мп = = у/х(Мпст-Мпр)-(О 8+1,2)х(О,ЗСг + + 0,5 Х+0,7 Сц), где Сг, И, Сц - содержание в расплаве хрома, никеля меди, соответственно, у - коэффициент усвоения марганца из ферросплавов. Способ может быть использован при выплавке нелегированной стаи с нормированными механическими свойствами. 2 табл.Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали с обработкой ее раскислителями в печи и ковше.Цель изобретения - повышение стабильности механических свойств стали, сокращение расхода марганцевых сплавов, улучшение качества поверхности проката. 10Способ осущестнляют следующим образом.При ныплавке нелегиронаннои стали с нормированными механическими снойствами, например в мартеновской печи, 15 в качестве металлической шихты используют металлолом обычного качестна и передельный чугун, содержащие примеси марганца, хрома, никеля и меди. Шихту расплавляют, расплав ра финируют от серы и фосФора, доводят до требуемого содержания углерода, определяют в металле содержание марганца, никеля, хрома и меди и раскисляют в печи одновременно крем нием и марганцем (ферросилицием, ферромарганцем, силикомарганцем и т.п.) из расчета введения в ванну 0,07-0,157 кремния и 0,07-0,35% марганца и затем плавку выпускают в ЗО сталеразливочный ковш. После выпуска в ковш 10-207 металла в него вводят 0,02-0,037 (0,2-0,3 кг/т) алюминия, затем в процессе выпуска 25-407 металла вводят марганец одноВременно с кремнием. Причем в начале введения соотношение вводимых марганца к кремнию поддерживают в диапазоне (3,8-4,4):1, а н конце введения увеличивают долю вводимого кремния и доводят это соотношение до (0,3-0,9);1. Предпочтительнее это соотношение изменять постепенно, однако положи тельный результат достигается и при ступенчатом его изменении, например введение осуществляют двумя порциями с разным соотношением:4,4;: 1 в первой и 0,3: 1 во второй . За канчивают введение смеси .к моменту выпуска в ковш 407 металла. Одновременно с введением смеси марганца и кремния после выпуска 30% металла в него начинают вводить алюминий,Введение алюминия осуществляют равномерно до выпуска 507 металла. Количество вводимого в этот период алюминия должно составлять 0,030,08%, а общее количество - 0,05 О, 117.Количество вводимого в расплавмарганца рассчитывают по формуле1Мп = - (Мпст-Мп)-(0,8+1,2)х х(О,ЗСг + 0,5 И 1 + 0,7 Сц) где Мп - количество вводимого марганца,7;Мп , Сг,И 1, Сц - содержание врасплаве марганца, хрома,никеля, меди,соответственно,7;Мп - среднезаданное содержание марганца в стали,7;у - ожидаемый коэффициентусвоения марганца из ферросплавов.Ожидаемый коэффициент усвоениямарганца из ферросплавов определяет-ся экспериментальным путем как средняя величина усвоения, полученнаяна предыдущих плавках аналогичных марок стали. В частности,при выплавкев 400-тонных мартеновских печахсредний коэффициент усвоения марганца при реализации предлагаемого способа составляет для стали с содержанием углерода 0,25-0,517. - 0,85;для стали с 0,2% углерода - 0,81;для стали с О, 1-0, 157 углерода -0,77.При выплавке низкоуглеродистойстали (с содержанием углерода 0,27и менее) рекомендуется первую порциюалюминия вводить при выпуске 207.металла и количестве 0,037., соотношени марганца к кремнию поддерживать на нижнем пределе - 3,8:1 вначале введения и 0,3:1 в конце,при выпуске 30-507. металла вводить0,06-0,08% алюминия, а коэффициентпри марганцевом эквиваленте цветныхпримесей принимать 1,1-1,2.При выплавке стали с содержаниемуглерода 0,57 и более целесообразнопервую порцию алюминия вводить привыпуске 107 в количестве 0,027, соотношение марганца.к кремнию поддерживать на верхнем пределе: 4,4:1 вначале введения и 0,9:1 в конце,при выпуске 30-507 металла вводить0,03-0,057 алюминия, а коэффициентпри марганцевом эквиваленте цветныхпримесей принимать 0,8-0,9.При выплавке стали со средним содержанием углерода указанные параметры способа целесообразно принимать на среднем уровне.Варианты осуществления предлагае 5 мого способа.Нелегированную сталь Ст 30 - с нормированными механическими свойствами выплавляли в мартеновской печи. В качестве металлической шихты использовали металлолом обычного качества и жидкий передельный чугун. Металлические шихтовые материалы содержали в качестве примесей марганец, хром, никель и медь. Шихту расплавляли,рафинировали от серы и фосфора и доводили по содержанию углерода до требуемого уровня. В расплаве определяли содержание марганца, хрома, нике ля и меди. Предварительное раскисление в печи осуществляли ферросилицием и силикомарганцем. Плавки 1-3 иллюстрируют возможные варианты осуществления изобретения, плавка 4 - 25 известная плавки 5 и 6 осуществлены с использованием элементов предлагаемого способа, параметры которого выходят за пределы оптимальных значений. 30Плавка 1.После доводки расплавленного металла по углероду в печь ввели 0,087 марганца и 0,097. кремния и через 10 мин начали выпуск металла в ковш.В момент, когда количество выпущенного в ковш металла составило 15%, в него ввели 0,02% (0,2 кг/т) алюминия. После выпуска в ковш 257 металла в него начали вводить одновре менно марганец и кремний, взятые в соотношении 3,8:1. После введения О, 15% марганца и 0,047 кремния,примерно после выпуска 307 металла соотношение марганца к кремнию в 45 смеси изменили до 0,9:1 и вводили эту смесь до выпуска в ковш 40% металла. За время выпуска введено марганца 0,33 и кремния 0,233. Одновременно с началом введения второй смеси марганца и кремния в ковш начали вводить алюминий кусками по 3-4 кг, которые равномерно забрасывали до выпуска 50% металла. Общее количество введенного в этот период алюминия составило 0,037, а всего во время выпуска - 0,05%.Суммарное количество вводимого в металл марганца определяли при разнице между среднезаданным в готовой стали (0,657)и фактическим содержанием в расплаве (0,153),скорректированной на ожидаемый коэффициент усвоения (0,85).Полученноерасчетное количество марганца уменьшали на величину, составляющую 80%суммы содержаний в расплаве хрома,никеля и меди, взятых с коэффициентами 0,3; 0,5 и 0,7, соответственно.Всего в металл ввели марганца0,417.Плавка 2.После доводки расплавленного металла по углероду в печь ввели0,08% марганца и 0,077 кремния ичерез 1 О мин начали выпуск металлав ковш. После выпуска 107. металлав него ввели 0037. (0,3 кг/т) алюминия.После выпуска в ковш 257. металлав него начали вводить марганец икремний одновременно в соотношении4:1.После введения 0,087. марганца и0,027. кремния соотношение междумарганцем и кремнием изменили до0,5:1 и вводили смесь равномернодо выпуска 40% металла.Суммарное количество вводимогов металл марганца определяли поразнице между среднезаданным в готовой стали (0,657) и фактическимсодержанием его в расплаве (О, 12%)скорректированной на ожидаемый коэффициент усвоения (0,85).Полученное расчетное количество марганцауменьшали на величину, соответствующую 907 суммы хрома, никеля и меди,взятых с коэффициентами 0,3; 0,5;0,7; соответственно (табл. 2). Всего в металл ввели марганца 0,347.Одновременно с началом введениявторой смеси марганца и кремнияпосле выпуска в ковш 307. металланачали вводить алюминий кусками по3-4 кг, который равномерно забрасывали до выпуска 507. металла, Количество введенного в этот периодалюминия составило 0,087., а всегово время выпуска - 0,117Плавка 3,После доводки расплавленного металла по углероду в печь ввели0,09% марганца и 0,05% кремния и через 10 мин начали выпуск металлав ковш. В момент выпуска 207. металла в него ввели 0,025% (0,25 кг/5 1353821 /т) алюминия. После выпуска в ковш 25 металла в него начали вводить одновременно марганец и кремний в соотношении 4,4:1.После введения 0,227 марганца и 0,053 кремния,примерно после выпуска 307 металла соот ношение марганца к кремнию в смеси изменили до 0,3: 1 и вводили эту смесь до выпуска в ковш 407 метал ла. За время выпуска введено марганца 0,33 ,кремния 0,413. Суммарное количество вводимого в металл марганца определяли по разнице между среднезаданным в готовой стали (0,657) и фактическим содержанием в расплаве (О, 117), скорректированной на ожидаемый коэффициент усвоения (0,85). Полученное расчетное ко личество марганца уменьшали в 1,2 величины суммы содержаний в расплаве хрома, никеля и меди, взятых с коэффициентами 0,3; 0,5 и 0,7, соответственно. Всего в металл ввели марганца 0,467.Одновременно с началом введения второй смеси марганца и кремния в ковш начали вводить алюминий кусками по 3-4 кг, которые равномерно забрасывали до выпуска 507 металла. Количество введенного в этот период алюминия составило 0,065 , а общее количество - 0,097. 40 45 50 55 Плавка 4 обработана раскислителями по режимам, соответствующим извес тному способу.После доводки расплавленного металла .по углероду в печь ввели силикомарганец на 0,077 кремния и 0,317 марганца и через 10 мин начали выпуск металла в ковш. В процесс выпуска 20-257. металла в него ввели 0,37 кремния ферросилицием, а затем в процессе выпуска 25-457 металла 0,327 марганца и 0,077 кремния сили-. комарганцем (отношение марганца к кремнию 4,5: 1).Суммарное количество вврдимого марганца определяли по разнице между среднезаданным его содержанием в готовой стали (0,657) и фактическим содержанием в расплаве,скорректированной на ожидаемый коэффициент усвоения (0,85),Поправку на содержание в расплаве хрома, никеля и меди не делали.Общее количество вводимого в металл марганца составило 0,62 .Алюминий вводили кусками массой по 3-4 кг в количестве 0,085 5 1 О 15 20 25 30 35(0,85 кг/т) в процессе выпуска 45- 507 металла.Плавки 5 и 6 приведены с использованием элементов предлагаемого способа, однако режимы осуществления отдельных операций и способа в целом отклоняются от режимов, осуществленных1на плавках 1-3.После доводки расплавленного металла по углероду в печь ввели 0,07-0,087 марганца и 0,07-0,087 кремния и через 10 мин металл начали выпускать в ковш,На плавке 5 после выпуска 57 металла ввели 0,0357 (0,35 кг/т) алюминия, а в процессе выпуска 20-3.57 металла вводили одновременно марганец и кремний. До выпуска 307 металла ввели О, 157 марганца и 0,047 кремния в соотношении 3,75:1,а затем при выпуске 30-357 металла - 0,087 марганца и 0,327 кремния в соотношении 0,25:1.Вторую порцию алюминия вводили в процессе выпуска от 20 до 507 металла кусками массой по 3-4 кг в количестве 0,0457 (0,45 кг/т).Суммарное количество вводимого в металл марганца определяли пс разнице между среднезаданным его содержанием в готовой стали (0,657) и Фактическим содержанием в расплаве (О, 157),скорректированной на ожидаемый коэффициент усвоения (0,85),уменьшенной на величину, равную 1,3 суммы содержании хрома, никеля и меди, взятых с коэффициентами 0,3; 0,5 и 0,7.Общее количество вводимого марганца составило 0,307.На плавке 6 первую порцию алюминия в количестве 0,0157. (0,15 кг/т) ввели после выпуска 257 металла, Марганец и кремний вводили при выпуске от 30 до 457 металла в соотношении 1,1:1. Всего ввели в ковш 0,407 марганца и 0,367 кремния.Вторую порцию алюминия вводили в количестве 0,0857. (0,85 кг/т) при выпуске от 40 до 507. металла.Суммарное количество вводимого в металл марганца определяли по разнице между средчезаданным в готовой стали (0,657) и Фактическим содержанием его в расплаве (0,147), скорректированной на коэффициент усвоения (0,85), Полученное расчетное количество марганца уменьшали на величину, соответствующую 0,7 суммыСпособ получения стали с нормиро.ванными механическими свойствами,включающий расплавление в сталеплавиль ном агрегате металлической шихты, определение в расплаве содержания марганца, хрома, никеля, меди, введение в расплав в печи и ковше одновременно марганца и кремния, причем количество марганца определяют по разнице между среднезаданным содержанием его в готовой стали и фак-.ическим в расплаве и корректируют на ожидаемый коэффициент усвоения, введение алюминия в ковш в количестве 0,05-0,11% до выпуска 50% расплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств стали,сокращения расхода марганцевых сплавов, улучшения качества поверхности проката, в ковш при выпуске 10-20% металла вводят 0,02-0,03% алюминия, затем в процессе выпуска 25-40% металла вводят марганец и кремний в соотношении 0,3-4,4:1, изменяя его от 3,8-4,4; 1 в начале введения до 0,3-0,9:1 в конце введения,алюминий в количестве 0,03-0.,08% вводят равномерно в процессе выпуска 30- 50% металла и при этом количество вводимого в расплав марганца рассчитывают по формулеМп -х(Мпс Мпр) (О,8+1,2)х1.ст р 40МрьСгВд, Сов Способ может быть использован при производстве нелегированной стали с нормированными механическими 45 свойствами, на предприятиях черной металлургии. Мпст содержаний в расплаве хрома, никеля и меди, взятых с коэффициентами 0,3;0,5 и 0,7, соответственно. Всего в металл ввели марганца 0,48%.Металл всех плавок разлили на слитки, которые затем прокатали на заготовку.Химической состав готовой стали определяли по ковшевой пробе, механические свойства - на образцах из заготовки в нормализованном состоянии.Качество поверхности металла оценивали по количеству грубых дефектов (трещин, рванин, плен и т.д.) на поверхности заготовки. В табл. 1 приведены результатывариантов получения стали, в табл. 2 -химический состав и механическиесвойства стали. Как видно из приведенных в табл.1-2 данных, металл плавок, 1-3, несмотря на пониженное содержание марганца, имеет наименьший разброс и наиболее стабильный уровень механических свойств. На этих плавках несколько выше усвоение таких элементов, как марганец (на 6-8%) и кремний (на 3-8%),лучше качество поверхности заготовки.На плавках 5-6, по сравнению с плавкой 4, имеется некоторая тенденция к улучшению качественных характеристик,однако улучшение весьма незначительное и проявляется не на всех качественных характеристиках, в связи с чем параметры осуществления способа на этих плавках не могут рассматриваться как оптимальные. х(0,3 Сг + 0,5 Н + 0,7 Си),где Мп - количество вводимого марганца,%; содержание в расплаве марганца, хрома, никеля, медисоответственно,%;среднезаданное содержаниемарганца в стали,%;коэффициент усвоения марганца из ферросплавов.1Э Сс1с ф ьоВ1ф хо еХ Ее ф а 4 У1ф Э х ф ф ф Э ф фСО О Сй л СО мс СС 1 ц ы л и ц Э Дх х сс х э х с- х хСС Э Э ф Се О О ц йх ф а (6 ф т 5 о а а о (О СО СЧ СОе ссой 11- оц хэ хУ ЭхЦ Эо й1 Об й 1 1 а Э ф И ттф й5 офф е СесчО о о1,Оэ хф Э 1 Й т ц 1Э Иой ССц хл х м 1 ф(й 60 Сй Сй ф ф 1ф1.х нСС фХ Се йИх аф ф О6 т 1 11 1, аБ овэ х охф цЭ ЦО,сб О11 й Се ОО а о 1 СЛ а о ОО а о 1 асс а о СО В о 1 Се ( а о ф а о 1 (Г о ф ф а а о о1 ей аа а о о 1 11 Ое 1 Х ффс" тйвх о ха СО 15 1 1 Х Эй 1 Э ф 1 е хтйх фохэ Се й й цлВо СО Ое а а о. о 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 сч о 1 сч фСЧ СЧа о о 1 111 й1Оо1 Сехт иЭ еьЭй йС 1 оао оъ о оао сч 01е еь о о сч о Э фоао Сч а о1 1 1 1О омло СО СЧ л о