RU2535428C1 - Способ внепечной обработки стали кальцием - Google Patents
Способ внепечной обработки стали кальцием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535428C1 RU2535428C1 RU2013116413/02A RU2013116413A RU2535428C1 RU 2535428 C1 RU2535428 C1 RU 2535428C1 RU 2013116413/02 A RU2013116413/02 A RU 2013116413/02A RU 2013116413 A RU2013116413 A RU 2013116413A RU 2535428 C1 RU2535428 C1 RU 2535428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- calcium
- ladle
- containing material
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам внепечной обработки стали кальцием. Сталь выпускают из сталеплавильного агрегата в ковш, подавая в него раскислители, легирующие и шлакообразующие материалы, а также кальцийсодержащий материал, и продувают нейтральным газом. В качестве кальцийсодержащего материала используют сплав кальция с кремнием, подаваемый в ковш с расходом, обеспечивающим ввод на 1 тонну стали кальция 270-310 г при температуре стали, превышающей температуру ликвидус (Тл) на 120- 200°C. Изобретение позволяет повысить технологичность стальных слитков за счет повышения пластичности стали, стабилизировать процесс разливки вследствие улучшения способности расплава стали переохлаждаться и снижения содержания в ней неметаллических включений. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам внепечной обработки стали.
Известен способ внепечной обработки стали кальцием, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш, подачу в ковш раскислителей, легирующих и шлакообразующих материалов в виде кальцийсодержащих материалов и продувку стали в ковше нейтральным газом. В качестве кальцийсодержащего материала используют порошковую проволоку с комбинированным наполнителем, состоящим из механической смеси силико-кальция СК15 и металлического кальция в количестве 0,3-1,0 кг/т из расчета получения содержания кальция в металле 0,0012-0,0040%. Продувку стали осуществляют аргоном с суммарным расходом 0,2-0,5 л/(т·мин) продолжительностью 7-10 мин (Патент РФ 2461635, МПК С21С 7/04. Способ внепечной обработки стали кальцием, опубликовано 20.09.2012). Основным техническим результатом данного способа является повышение чистоты стали по неметаллическим включениям.
Существенными недостатками данного способа являются:
- критерием эффективности модифицирования выбран широкий интервал содержания кальция в стали (0,0012-0,0040%). Этот критерий некорректен, поскольку он характеризует не столько количество растворенного в металле кальция, сколько содержание в нем включений, так как из-за высокого сродства к кислороду и сере кальций в стали, в основном, входит в состав оксидных, сульфидных и оксисульфидных включений. Для использования содержания кальция в стали в качестве критерия эффективности модифицирования необходимо учитывать его распределение по металлической, оксидной и сульфидным фазам, чего нет в прототипе, и что чрезвычайно трудно обеспечить на практике;
- не учитывается важнейший технологический фактор - температура стали во время ввода кальцийсодержащего материала. Нами установлено, что при снижении температуры при вводе кальция ниже (Тл+120°C), где Тл - температура ликвидус стали, эффект модифицирования может не проявляться совсем, а при повышении более (Тл+120°C) эффект модифицирования почти монотонно растет с повышением температуры. Кроме того, с ростом температуры расширяется концентрационная область существования жидких продуктов раскисления, в том числе алюминатов кальция, что способствует лучшему удалению неметаллических включений.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности модифицирования стали кальцием, приводящее к улучшению технологичности стальных слитков за счет повышения пластичности стали, улучшение «разливаемости» стали вследствие улучшения способности стали переохлаждаться и снижения содержания в ней неметаллических включений.
Для достижения указанного результата предлагается в способе внепечной обработки стали кальцием, включающем выпуск стали из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш, подачу в ковш раскислителей, легирующих и шлакообразующих материалов, а также кальцийсодержащего материала, продувку стали в ковше нейтральным газом, согласно изобретению в качестве кальцийсодержащего материала используют сплав кальция с кремнием, подаваемый в ковш с расходом, обеспечивающим ввод на 1 тонну стали 270-310 г кальция, и при температуре стали, превышающей температуру ликвидус (Тл) на 120-200°C.
При этом можно использовать сплав кальция и кремния марки СК30 в количестве 0,9-1,0 кг на тонну стали.
В качестве контролирующих параметров при осуществлении способа учитывалось, что эффект модифицирования, который приводит к повышению технологичности слитка, определяется не только содержанием в металле неметаллических включений, но и пластичностью металлической матрицы, зависящей от структурного состояния расплава стали перед кристаллизацией. Поэтому в качестве критерия эффективности модифицирования выбрана способность стали переохлаждаться, которая одновременно определяется двумя важнейшими факторами: содержанием в стали включений, играющих роль подложек, и наличием в структуре расплава атомных ассоциаций - кластеров, снижающих образование зародышей критического размера. Атомные ассоциации представляют собой объемы локального упорядочения, в пределах которых строение жидкости во многом подобно строению твердого тела. Атомные ассоциации, в основном, являются структурами, посредством которых протекают процессы распределения легирующих элементов и примесей в структурах ближнего порядка железа. Таким образом, жидкая сталь в течение некоторого времени после расплавления, а также введения легирующих и раскислителей представляет собой неоднородную микроэмульсию, состоящую из локальных объемов, отличающихся друг от друга по химическому составу и структуре ближнего порядка, даже если на макроуровне фиксируется полное расплавление шихты и ферросплавов. Уровень однородности расплава влияет на степень переохлаждения стали, поскольку наличие группировок атомов снижает работу образования зародыша критического размера. В свою очередь, сталь, способная к большему переохлаждению, кристаллизуется с образованием более дисперсных структур, что приводит к повышению механических свойств металла. Таким образом, большая величина переохлаждения соответствует большей чистоте стали по включениям и более благоприятной микрооднородной структуре расплава стали, и поэтому является комплексным критерием эффективности модифицирования стали. Кроме того, обнаружение в отложениях сталеразливочных стаканов помимо включений и затвердевшей при разливке металлической фазы свидетельствует о том, что способность металла к переохлаждению влияет и на разливаемость стали.
Указанный технический результат достигается тем, что важнейшие параметры технологии модифицирования (температура и расход кальция) подобраны, исходя из экстремального характера их влияния на переохлаждение стали. Заявленная температура ввода и расход кальцийсодержащего материала выбраны из следующих предпосылок опытным путем.
Расход кальцийсодержащего сплава, обеспечивающего ввод 270-310 грамм кальция на 1 тонну стали, определен из результатов исследования влияния расхода кальция на величину переохлаждения модельного расплава железа с углеродом (рис.1).
Температура, при которой необходимо вводить кальцийсодержащий материал, определена при исследовании влияния температуры нагрева стали на ее способность к переохлаждению (рис.2). Из данных исследований следует, что ввод оптимального количества кальция приводит к снижению температуры распада атомных ассоциаций с температур (Тл+270°C) до (Тл+120°C). При этом превышение температур над Тл в модифицированной стали более чем на 120°C приводит к практически линейному росту переохлаждения, то есть к монотонному повышению эффекта модифицирования. Нагрев же до температур ниже порогового значения, с которого начинается распад кластеров, не приводит к повышению степени переохлаждения.
Таким образом, традиционная практика ввода кальцийсодержащих сплавов, согласно которой их вводят в сталь на завершающей стадии ее обработки, практически перед разливкой, т.е. при температурах, превышающих Тл всего на 60-80°C, не позволяет полностью раскрыть потенциал кальция как модификатора. Кроме того, установлено, что с повышением температуры расширяется концентрационная область существования жидких продуктов раскисления, в том числе алюминатов кальция и сульфидов, что способствует более эффективному удалению включений (рис.3).
Заявляемый способ внепечной обработки стали кальцием был реализован в электросталеплавильном цехе при выплавке более 100 плавок наиболее браконесущих (в том числе 42CrMo4V, CK45 и других) марок стали. Выплавка металла производилась в ДСП-60, его рафинирование, раскисление и легирование на агрегате «ковш-печь», при этом после получения требуемого химического состава производили обработку металла порошковой проволокой из сплава кальция и кремния марки СК30 с расходом 0,9-1,0 кг/т, обеспечивающим ввод в сталь 270-310 грамм кальция на 1 тонну стали, при температуре, превышающей Тл стали на 130-200°C, и продувке металла нейтральным газом.
В результате реализации предлагаемого способа существенно улучшилась разливаемость стали, снизилось в 2-4 раза общее количество включений в стали различных марок (рис.4), уровень брака ультразвукового контроля поковок, произведенных из наиболее браконесущих марок, снизился с 47 до 6%.
Claims (2)
1. Способ внепечной обработки стали кальцием, включающий выпуск стали из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш, подачу в ковш раскислителей, легирующих и шлакообразующих материалов, а также кальцийсодержащего материала, продувку стали в ковше нейтральным газом, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего материала используют сплав кальция с кремнием, который подают в ковш с расходом, обеспечивающим ввод на 1 тонну стали кальция 270-310 г при температуре стали, превышающей температуру ликвидус (Тл) на 120-200°C.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют сплав кальция и кремния марки СК30 в количестве 0,9-1,0 кг на 1 тонну стали.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116413/02A RU2535428C1 (ru) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Способ внепечной обработки стали кальцием |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116413/02A RU2535428C1 (ru) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Способ внепечной обработки стали кальцием |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013116413A RU2013116413A (ru) | 2014-10-20 |
RU2535428C1 true RU2535428C1 (ru) | 2014-12-10 |
Family
ID=53285950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013116413/02A RU2535428C1 (ru) | 2013-04-10 | 2013-04-10 | Способ внепечной обработки стали кальцием |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535428C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4671820A (en) * | 1972-06-30 | 1987-06-09 | Tohei Ototani | Composite calcium clads for deoxidation and desulfurization from molten steels |
RU2102499C1 (ru) * | 1997-04-07 | 1998-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод "Универсальное Оборудование" | Способ внепечной обработки стали при получении заготовок непрерывной разливкой |
RU2362812C1 (ru) * | 2008-03-19 | 2009-07-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Способ обработки стали в ковше |
RU2461635C1 (ru) * | 2011-05-27 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ внепечной обработки стали кальцием |
-
2013
- 2013-04-10 RU RU2013116413/02A patent/RU2535428C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4671820A (en) * | 1972-06-30 | 1987-06-09 | Tohei Ototani | Composite calcium clads for deoxidation and desulfurization from molten steels |
RU2102499C1 (ru) * | 1997-04-07 | 1998-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Завод "Универсальное Оборудование" | Способ внепечной обработки стали при получении заготовок непрерывной разливкой |
RU2362812C1 (ru) * | 2008-03-19 | 2009-07-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") | Способ обработки стали в ковше |
RU2461635C1 (ru) * | 2011-05-27 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ внепечной обработки стали кальцием |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013116413A (ru) | 2014-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003521582A (ja) | 鋼の細粒化方法、鋼の細粒化用合金及び細粒化用合金の製造方法 | |
CN110358930B (zh) | 一种可以保硫的电渣重熔渣及电渣重熔的方法 | |
JP6455289B2 (ja) | 溶鋼の連続鋳造方法 | |
Borse et al. | Review on grey cast iron inoculation | |
RU2535428C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали кальцием | |
RU2533263C1 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
JP6728934B2 (ja) | 溶鋼の連続鋳造方法 | |
RU2382086C1 (ru) | Способ производства борсодержащей стали | |
Vidhyasagar et al. | An assessment of ladle furnace steel-making reactions in an aluminium-killed 38MnS6 Steel | |
US10465258B2 (en) | Grain refinement in iron-based materials | |
JP6500630B2 (ja) | 溶鋼の連続鋳造方法および連続鋳造鋳片 | |
Muhmond et al. | Graphite growth morphologies in cast iron | |
JP6728933B2 (ja) | 溶鋼の連続鋳造方法 | |
Kopyciński et al. | The influence of iron powder and disintegrated steel scrap additives on the solidification of cast iron | |
TWI464271B (zh) | 以鎂鋁改質介在物細化鋼晶粒之冶煉方法 | |
RU2529148C1 (ru) | Лигатура для производства отливок из серого чугуна | |
RU2201458C1 (ru) | Способ модифицирования стали | |
Rutskii et al. | The Impact of the Production Stages of Grade D Steel on its Contamination and the Chemical Composition of Nonmetallic Inclusions | |
JP6488931B2 (ja) | 溶鋼の連続鋳造方法 | |
RU2252264C1 (ru) | Способ производства арматурной стали | |
Leão et al. | Characterization of nonmetallic inclusions in ti stabilized al-killed ultra-low carbon steel | |
CN104745962A (zh) | 21-10Mn7Mo钢锭的冶炼方法 | |
RU2270257C2 (ru) | Способ получения стали для металлокорда, высококачественных пружин и канатов | |
CN104745960A (zh) | 21-10Mn7Mo钢锭及其冶炼工艺 | |
CN104745963A (zh) | 21-10Mn7Mo钢锭 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190411 |