Способ получения борсодержащей стали

Способ получения борсодержащей стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

С 21 С 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3386687/22-02 (22) 29.01.82 (46) 15.09.83. Бюл. 9 34 (72) В.Ф.Ситников, С.И.Дьяков, Ю.М.Крут, М.М.Кудрявцев, К.К.Ждано« вич, И.И.Аншелес, A.Ô.Âèøêàðåâ, Ю.A.×åðíîâ, Г.И.Мартышко, С.Ф.Щербаков и С.С.Бакума (53) 669.046.517(088.8) (56) 1. Rohl J.I. The МапиГасСиге

8nd Use of Boron Steel in the USA

Y. Хгоп .ans Steel Inst ÷.176, 1954, р. 173-187.

2. Морозов А.Р ° и др. Внепечное вакуумирование стали. М,, "Металлургия", 1975, с. 174-175. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРСОДЕРЖАЩЕй СТАЛИ, включающий выплавку в сталеплавильном агрегате, раскисление в ковше прн выпуске из сталеплавильного агрегата, внепечное вакуумирование н введение Ферросплавов под вакуумом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества стали, увеличения и стабилизации ее прокаливаемости, раскисление проводят смесью, содержащей алюминий и кальций при соотношении алюминия и кальция (1,5:1)(1:1,5) в количестве 0,4-0,6 кг/т, а в процессе циркуляционного вакуумирования в вакуумную камеру вводят алюминий в количестве 0,2-0,3 кг/т, дают выдержку, соответствующую

0,5-1,0-кратной циркуляции металла в ковше, вводят бор, после чего ®< вакуумирование продолжают в течение времени, соответствующего 0,5 -.

1,0-кратной циркуляции металла в ковше.

1041581

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве качественной стали .с высокой и стабильной прокаливаемостью.

Известен способ получения борсо-, держащей стали, включающий выплавку в сталеплавильном агрегате, раскисление в ковше повышенным количест.вом алюминия и последующее введение бора (1j .

Однако известный способ не обес» печивает стабильной прокаливаемости тали, что .объясняется нестабильной окисленностью металла в момент присадки бора и его нестабильным усвоением. Степень окисленности металла к концу плавки зависит от многих металлургических факторов г количества и состава шлака, температуры металла, состояния футеровки печи и других, поэтому стабилизировать . ее конкретной присадкой алюминия не удается ° В результате большое количество плавок борсодержащей стали, полученной данным способом, не удовлетворяют требованиям по прокаливаемости, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения борсодержащей стали, включающий выплавку в сталеплавильном агрегате, внепечное вакуумирование, раскисление и: введение бора под вакуумом (2J .

Раскисление металла в конце вакуумирования проводят алюминием и кальцием с одновременной или последующей присадкой бора (или других легкоокисляющихся элементов) . Известный способ позволяет значительно снизить окисленность металла перед присадкой бора, что повышает

его усвоение IIo сравнению со способом-аналогом.

Однако известный способ не обеспечивает высокой и стабильной прокаливаемости стали.

Исследование причин различной прокаливаемости стали, проведенное радиографическим методом, показывает, что стабильность прокаливаемос-ти определяется не только степенью усвоения бора, но и равномерностью

его распределения в объеме стали.

В металле с низкой прокаливаемостью обнаружены локальные скопления бора размерами 30-40 мкм и зоны, обедненные бором. Участки скопления бора находятся в местах расположения крупных оксидных включений размерами 25-30 мкм, что свидетельствует о выделении бора при охлаждении и кристаллизации стали на указанных ,включениях. Следовательно, извест. ный способ не обеспечивает низкого содержания и равномерного распреде10 ления неметаллических включений в объеме металла, поскольку при введении раскислителей, даже таких сильных как алюминий и кальций, в конце вакуумирования образующиеся продукты раскисления не успевают в достаточной мере удалиться иэ металл а.

Цель изобретения — повышение качества стали, увеличение и стабилиэация ее прокаливаемости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения борсодержащей стали, включающему выплавку в сталеплавильном агрегате, раскисление в ковше при выпуске иэ сталеплавильного агрегата, внепечное вакуумирование и введение ферросплавов под вакуумом, раскисление проводят смесью, содержащей алюминий и кальций при соотношении алюминия и кальция (1,5:1) — (1:1,5) в количестве 0,4-0,6 кг/т, а в процессе циркуляционного вакуумирования в вакуумную камеру вводят алюминий в количестве 0,2-0,3 кг/т, дают выдержку, соответствующую

0 5-1,0-кратной циркуляции металла в ковше, вводят бор, после чего вакуумирование продолжают в течение времени, соответствующего 0,5

1,0-кратной циркуляции металла в ковше.

Глубокое раскисление и гарантированное удаление продуктов раскисления к моменту ввода бора достигаЗ5 ется вводом кальция и алюминия в ковш при выпуске плавки из. сталеплавильного агрегата.

Соотношение в раскислительной смеси алюминия и кальция (1,5:1)

40 (1 5:1) обеспечивает в соответствии с диаграммой состояния СаО-А1<О получение легкоплавких продуктов раскисления с температурой плавления менее 1500 С, т.е. жидких при

45 обычных температурах металла в ковше. Это обеспечивает быстрое удаление из них металла в процессе выпуска и вакуумирования стали.

Уменьшение или увеличение соотноалюминия и кальция за у азанные пределы приводят к резкому увеличению температуры плавления и получению твердых продуктов раскисления, т.е. ухудшению их удаления из металла.

55 количество раскисля щей смеси

0,4-0,6 кг/т, как.показывает эксперимент, обеспечивает достаточно глубокое раскисление и удаление продуктов раскисления при обычных

60 колебаниях окисленности исходного металла, вызванных непостоянством отдельных технологических параметров плавки количества и окислительного потенциала шлака, температуры

65 металла, состояния футеровки и др).

1041581

Прокаливаемость, НРС

НВ, Глобу об.% ли, 10 % г ин. макс. среднее

s камеру в ковш

А1 Са А1 Са

О:,3 3 4 .51,7

0,4 2,8 43,2

0,5 2,7 41,5

0ю5 2с9 44ю9

Предлагаемый

0,1 О;2 0,1

0,2 0,2 0,2

О, 3 0,2 О,З

0,2 0,3 0,3

38 56 . 48,2

48 57 52,4

30 55 47 3

0,5 0,2 0,4

0,7 3,5 53,4 35

Прототип

-:.:.:. 3 2 52,7 34

0,55 0,2

0 55 3 8 57 3 39

0,55Lналог

При введении раскислительной смеси менее 0,4 кг/т йаблвдаются случаи повышенной загрязненности и провала прокаливаемости стали. При вве-. дении смеси более 0,6 кг/т наблюдается снижение показателей загрязненности и прокаливаемости стали., что объясняется окислением избытка, раскислителя эа счет кислорода, поступающего в металл через шлак: или иэ футеровки в процессе вакуум-. ной обработки.и разливки стали.

Задачей алюминия, вводимого в конце вакуумировання в количестве ..

О,2-0,3 кг/т, является формирование 15 структуры металла, обеспечиваюшей высокий уровень механических и служебных свойств металла, что оп-. ределяется количеством растворенного алюминия 0,02-0,03%. Глубокое рас- 2О кисление стали за.счет вводимой в .ковш раскисляющей смеси и вакуум- . ной обработки обеспечивает высокое усвоение алюминия.

ВыдержКа 2-4 мин перед вводом бора необходима для равномерного. распределения алюминия в объеме . металла и удаления вероятных продуктов его окисления. При циркуляционном вакуумировании стали на современных установках эа 2-4 мин происходит 0,5-1,0-кратное.прохожде-ние металла через вакуумную. .намеру, что достаточно для полного усред-. нения состава металла. При времени .35 менее 2 мин не происходит полного усреднения, поэтому возможно неравномерное распределение вводимого,. . бора, приводящего. к нестабильной прокаливаемости стали. ВахуумирО- . 40 вать до присадки бора более 4 Мин нецелесообразно, так как,это не .: приводит к дальнейшему усреднению состава металла.

Способ Раскислители,кг/т 01

10 %

После введения бора вакуумирование необходимо продолжать в течение 2-4 мин °

Пример. По данному способу получают сталь 50РА. Сталь выплавляют в 120-тонных основных мартеновский печах с раскислением в ковше смесью алюминия и силикокальция

СК15, циркуляционным вакуумированием раскислением алюминием и последуюдим вводом бора под вакуумом.

Количество раскисляющей смеси, рводимой в ковш, варьируют в пределах 0,3-0,7 кг/т, а соотношение ,в ней алюминия и кальция (2,5:1) (1:2). После выпуска сталь подвергают циркуляционному вакуумированию, через 10-11 мин от начала вакуумирования в сталь вводят алюминий, варьируя его количество в пределах 0,1-0,4 кг/т; через 24 мин .вводят бор иэ расчета получения в стали 0,0045% B (марочное содержание) и затем ковш с металлом подают на разливку.

По способу-прототипу сталь в ковше при выпуске плавки не раскисляют; в процессе циркуляционного вакуумирования на 10-11-ой минуте в металл вводят алюминий (0,55 кг/т), силикокальций СК 15 из расчета введения кальция 0,2 кг/т и бор на 0,0045% по расчету, после 2-ми нутной .выдержки вакуумирование прекращают, сталь подают на разлив ку

По способу-аналогу сталь не вакуумируют. В ковше при выпуске плав ки металл раскисляют алюминием . (0,55 кг/т) и вводят б ор на 0,0045%.

Результаты контроля загрязненности неметаллическими включениями и прокаливаемости стали, полученной по предлагаемому способу, а также по способу-прототипу и способу аналогу представлены в таблице.

34 . 45 57 52,1

27 50 58 53 4

24 51 58 54,1

24 51 57 53 7, 1041581

Составитель Г. Прусс

Техрец N,Тепер Корректор И.Ватрушкина

Редактор В. Ковтун

Заказ 7068/27 Тираж 568 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Иэ таблиць следует, что предлагаемый способ обеспечивает снижение загрязненности стали неметаллическими включениями, а также более высокий уровень и большую стабильность прокаливаемости, если соблкцаются условия: сумма вводивших

s ковш алюминия и кальция составляет 0,4- 0,6 кг/т, их соотношение находится в пределах (1,5:1)— (1:1,5), а количество алюминия, вводймого B конце вакуумирования, составляет 0,2-0,3 кг/т. Невыполнение указанных условий приводит к снижению качественных показателей стали..

Внедрение предлагаемого способа позволяет на 18,2% сократить количество плавок, предназначенных на более низкие сорта по причине ниэ,кой прокаливаемости, не удовлетворяющей требованиям соответствующих

30 стандартов. Экономический эффект составляет 2,4 руб./т.