SU1006502A1 - Способ выплавки легированных конструкционных бескремнистых сталей - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЛЕГИРОВАН , РЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ БЕСКРЕМНИСТЫХ РТАЛЕЙ, включающий получение жид| (ой углеродистой заготовки, присадсу феррохрома в кип щую нераскисленаую ванну и разливку стали в вакууме с раскислением углеродом, о тлич . ающийс  тем, что, с целью упрощени  и удешевлени  проиэ-, водствавакуумированной стали при получении слитков повышенного каче ства за счет отсутстви  в стали алюмини , в период кипени  .ванны металл :перегревают до температуры, превышающ ,ей температуру ликвидус на 140160 С, а через 1-10 мин после при ,сад(ки феррохрома в металлическую ванну ввод т кремнесодержахций сплав ;из расчета 0,8-1,4 кг кремни  на 1 т жидкого металла, металл выдерживают. в печи 5-40 мин, а с момента введени  феррохрома и до выпуска металла из печи шлатс обрабатывают мелким кок- g сом порци ми весом 0,2-0,5 кг на 1т жидкого металла через каждые 10 (Л 20 мин выдержки, при этом кокс ввод т в количестве, равном количеству введенного кремни .

Description

о

СП

1чЭ

Изобретение относитс  к металлур гии, а именно к способам выплавки легированных конструкционных сталей используемых дл  изготовлени  ответственных деталей. Известен способ получени  стали с содержанием кремни  не более 0,07 состо щий из расплавлени  шихты, .нагрева жидкой металли еской ванны и раскислени  мешалла ферромарганцем или ферромарганцем с алюминием (15-200 г/т стали), который примен етс  только дл  производства кип  щей стали общего назначени  Г1 . Недостатком этого способа  вл етс  то, что он не применим дл  производства хромистых сталей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  способ выплав ки легированных конструкционных бескремнистых сталей, включающий получение жидкой углеродистой заготовки при.садку феррохрома в кип щую нераскисленную ванну и разливку стали в вакууме с раскислением углеродом 2 Однако дл  осуществлени  известного способа требуетс  установка вне печного рафинировани  и вакуумировани  (УВРВ), котора  представл ет собой дорогосто и ий агрегат. Недостатками способа также  вл ютс  больша  трудоемкость и высока  себестоимость стали. Кроме того, вакуумирование металла в УВРВ приводит к восстановлению из футеровки (нейтрального кирпича) ковша алюмини  и кремни , поэтому сталь содержит определенное количест во алюмини , что снижает ее качество . Цель изоб.ретени  - упрощение и удешевление производства стали при получении слитков повышенного качест ва за счет отсутстви  в стали алюмини . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу .выплавки легированных конструкционных бескрем нистых сталей, включающемуполучение жидкой углеродистой заготовки, присадку феррохрома в кип щую нераскисленную ванну и разливку стали в вакууме с раскислением углеродом, в период кипени  металл перегревают до температуры, превышающей температуру ликвидус на 140-160°С, а через 1-10 мин после присадки феррохрома в металлическую ванну ввод т кремнесодержащий сплав из расчета О,8-1,4к кремни  на 1 тжидкого металла, металл выдерживают в печи 5-40 мин, ас момента введени  феррохрома и до выпуска металла из печи шлак обрабатывают мелким коксом порци ми весом 0,2-0,5 кг на 1 т жидкого металла через каждые 10-20 мин выдержки , при этом кокс ввод т в количест-, ве, равном количеству введенного кремни . Феррованадий, обычно содержащий алюминий ,(-ДО 1-2%), вводитс  при необходимости в печь перед выпуском плавки или непосредственно в ковш, .при этих услови х алюминий быстро окисл етс  и переходит в шлак. Количество кремни  ввод т в зависи ости от выдержки металла в печи до выпуска; 0,8 кг/т стали при выдержки до 20 мин, с увеличением выдержки сверх 20 мин количество вводимого кремни  повышаетс  на 0,.20 ,3 кг/1 стали на каждые 10 мин, что св зано с непрерывным окислением кремни  в печи. При введении кремни  в металлическую ванну менее 0,8 кг/т трудно обеспечить заданное содержание в готовой стали .углерода, марганда, хрома, а при введении кремни  более 1,4 кг/т потребуетс  специально выдерживать металл в печи дл  окислени  кремни . Выдержка металла в печи в течение 5-40 мин обусловлена необходимостью полного растворени  феррохро-. ма, что зависит от количества введённого .феррохрома и типа сталеплавильной печи. Выдерживать металл в печи после введени  феррохрома в нераскисленную ванну до присадки кремнесодержащего сплава более 10 мин нецелесообразно, так как это приводит к увеличению угара хрома и затрудн ет получение зацанного состава стали. Обработка шлака коксом позвол ет стабилизировать окислительное действие шлака на металл. - Перегрев металла выше температуры ликвидус на, 140-1бО°С обеспечивает сравнительно быстрое растворение феррохрома и высокую жидкотекучесть стали ,. Жидка  заготовка выплавл етс  в мартеновских или открытых электродуговых печах с основной футеровкой под железистыми шлаками. Пр и м е р 1. Основна  мартеновска  сталь. Вьшлавл ли сталь следующего состава , %: С 0,24; Мп 0,37, Si 0,03) г 1,аоу Ni 3,30-, Mo 0,55; V 0,12; и 0,11; р 0,011 и S. 0,013. Указанные количества никел  и олибдена получили за счет введени  никел  и ферромолибдена в шихту и в начале окислительного периода. В конце плавлени  и после расГплавлени  шихты три раза скачивали и обновл ли шлак. Шлак наводили известью и шамотом. После третьего обновлени  шлака металлическа  ванна кипела в течение 50 мин без каких-либо йрисадок в печь. В конце кипени  температура металла составила . При дости жении содержани  углерода в металле 0,25% впечь загрузили феррохром ( 20 кг/т металла), а спуст  10 мин силикомарганец (7-кг/т металла), Силикомарганцем ввели 0,11% Si и .0,50% Мп без учета угара. Одновременно с Силикомарганцем присадили корректирующую добавку феррохрома (3,3 кг/т стали). Во врем  легировани  металла..хро мом на шлак загружали три раза мелкий кокс: после присадки феррохрома (0,4 кг/т) , . через , 15-- мин (0,3 КГ./Т) и через 30 мин (0,3 кг/т Общий расход кокса составил 1 кг/т . жидкого металла. Металл выпустили из печи спуст  40 мин от присадки . первой порции феррохрома. Температура металла перед выпуском 1630 С. Сталь легировали ванадием в ковше. Перед выпуском плавки в ковш загрузили феррованадий (3,5 кг/т стали), которым ввели в сталь 0,15% ванади  без учета угара.Из опытной ста ли отлили в вакууме через промежуточный ковш 28,5-тонный слиток дл  исследовани  качества металла. Исследование слитка показало высокое качество опитногометалла. В теле слитка внецентренна  ликваци  полностью отсутствовала, т.е. не зафиксировано никаких ликвационных скоплений. Содержание общего кислорода в опытном слитке находилось в пределах 0,0020-0,0024%, а водорода - на уровне 0,0002%. Неметаллические включени  в объеме металла располагались разрозненно, что прин то считать наиболее благопри тным . Полученные результаты по кислоро ду и водороду привод тс  в табл. 1 в сравнении с данными в металле, по лученном по известному способу. Пример. 2. Основна  электро дугова  сталь. Выплавили сталь следующего -химического состава, %: С 0,31/ Si 0,03 Мп 0,36; Сг 1,42, МО 0,56;.Ni 3,30,V 0,llj Р 0,010 и S 0,010. Плавку провели одношлаковым проц сом с 4-кратным скачиванием и обнов лением шлака. Шлак наводили известь и шпатом. Указанные количества нике л  и молибдена получили за счет введени  никел  и ферромолибдена в шихту и в жидкую металлическую ванну в окислительный .период. X . В заключительный период плавки / (до легировани  стали хромом) метал лическа  ванна кипела.40 мин без присадок в печь окислителей и шлакообразующих материалов. Температура- металла в конце периода кипени  составила . При достижении со держани  углерода в металле 0,27% в печь загрузили феррохром (20 кг/т металла), а спуст  1 мин - силикомарганец из расчета введени  0,08С без учета угара. После присадки силикомарганца .металл выдержали в печи 20 мин. За это врем  шлак обраба-тавалй мелким коксом два раза: после введени  феррохрома (0,4 кг/т стали) и за 15 мин до выпуска (0,Ф кг/т стали). Корректирующую добавку феррохрома (2 кг/т) ввели в печь за 15 мин до выпуска плавки. Температурэ металла перед выпуском плавки из печи 163.0С. Сталь легировали ванадием за счет феррованади , который присадили в печь за 10 мин до выпуска плавка. Из опытной стсши отлили в вакуу ме через промежуточный ковш 23,5-тонный слиток, из которого отковали два диска с высотой ступицы 440 мм и диаметром обода 1490 мм. В производстве такие диски изготовл ютс  по одной штуке из 12-тонного слитка,что вызвано необходимостью получени  диска с. возможно меньшей ликвационной неоднородностью. Диски подвергали механической обработке и закашке, а затем проверили ультразвуком , оценили макроликвацию и .механические свойства металла. В дисках из опытной стали ника- ; ких внутренних дефектов не было. На серных отпечатках, сн тых с торцов ступиц-и поверхности втулочного отверсти , никаких сгустков не обнаружили . Содержание общего кислорода в металле опытных дисков составл ло 0,0015-0,0022%. Неметаллические включени  преимущественно мелкие и располагались в объеме металла рассредоточено . В табл. 2 привод тс  механичес- кие свойства опытного металла в сравнении с металлом, полученным по известному способу. Как видно из табл. 2, сталь, выплавленна  по предлагаемому способу, в литом и кованном состо нии имеет высокое качество, содержит кремний и кислород на уровне стали, выплавленной по известному способу. В то же врем  сталь с ,05%, выплавленна  по предлагаемому способу в отличие от стали, выплавленной по известному способу, не содержит.алюминий . . Использование изобретени  позвол ет получить высококачественную сталь без алюмини  с низким содержанием кремни , кислорода и благопри тным распределением серы и неметаллических включений в объеме металла, что обеспечивает высокий уровень механических свойств крупных кованных заготовок. При этом в отличие от известного способа выплавки стали высокого качества отпадает необходимость иметь сложное и дорогосто щее оборудование, а трудоемкость J5a6oT сократитс .

Экономическа  эффективность от использовани  изобретени  составит около 300 тыс. руб. в год.

., vr

.т а б л и ц,а . li

Предлагаемый 0,03 Известный 0,05 81,7 Предлагаемый 83,5г84,0 Известный

Нет 0,0020-0,0024

0,0002 Есть 0,0016-0,0020 0,0002

Таблица 2 20,0 58,815,0 16,7-20,0 55,7-57,2 13,1-14,6

Claims (1)

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЛЕГИРОВАНIрых КОНСТРУКЦИОННЫХ беСкремнистых

   РТАЛЕЙ, включающий получение жидкой углеродистой заготовки, присадсу феррохрома в кипящую нераскисленаую ванну и разливку стали в вакуу ме с раскислением углеродом, о тлич. ающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления произ-, водства вакуумированной стали при ^получении слитков повышенного качества за счет отсутствия в стали алю миния, в период кипения ванны металл перегревают до температуры, превышающей температуру ликвидус на 140160 С, а через 1-10 мин после присадки феррохрома в металлическую ’ванну вводят кремнесодержащий сплав, кз расчета 0,8-1,4 кг кремния на 1 т жидкого металла, металл выдерживают в печи 5-40 мин, а с момента введения феррохрома и до выпуска металла из печи шлак обрабатывают мелким коксом порциями весом 0,2-0,5 кг на 1т жидкого металла через каждые 1020 мин выдержки, при этом кокс вводят в количестве, равном количеству· введенного кремния.