Способ производства конструкционной стали

Способ производства конструкционной стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ р>881125

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 250280 (21) 2885926/22-02 с присоединением заявки Но (53)М. Кл.

C 21 С 5/52

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 151181. Бюллетень Н9 40

Дата опубликования описания 1Ы181 (53) УДК 669.187. .25(088.8) ° !д

К о, Е.И.ИОЫЫевичч, фя, ев,"":.

A,Н.улитенко, Э.И.Цивирко, В.В.Москален

Ю.Г.Сметанин, В.В.Даниловский, В.Н.Крен и Г.Л.Елинсон (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Запорожский машиностроительный институ (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКЦИОННОИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии (металлургии стали), конкретно к раскислению конструктивной стали.

Известен способ раскисления конструкционной стали, заключающийся в том, что перед наведением рафинировочного шлака, вместе с алюминием

0,5-1 кг/т вводят 0,5-1 кг/т силикомарганца с целью уменьшения загрязненности металла неметаллическими включениями (1) .

Однако данный способ производства конструкционной стали при введении 0,5-1 кг/т алюминия перед наве- 15 дением рафинировочного шлака не обеспечивает устойчивое и необходимое содержание алюминия в металле переплавных процессов и не обеспечивает плотную макроструктуру и мелкое, однородное аустенитное зерно. Совместная присадка силикомарганца 0,51-кг/т несущественно влияет на размеры аустенитного зерна.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства малоуглеродистой нестареющей стали, включающий загрузку, расплавление, окислительный и вос- 30 становительный периоды, выпуск и раскисление стали в ковше ванадием и алюминием, взятыми в количествах соответственно 0,15-0,6 вес.% стали, с целью улучшения качества стали (2) .

К недостаткам данного способа относится, что ванадий присаживается в ковш. Это не обеспечивает полного растворения ванадия и образования необходимого количества карбонитридов ванадия,как регуляторов зерна аустенита. Кроме того, содержание ванадия в конструкционной стали в пределах 0,15-0,25% приводит ие толь ко к раскислению, но и к легированию металлической матрицы, что снижает эффективность действия ванадия как регулятора размеров аустенитного зерна. Содержание в стали 0,001-0,006% алюминия не обеспечивает низкое содержание кислорода и, соответственно, удовлетворительную макроструктуру, мелкое аустенитное зерно и необходимые механические свойства.

Цель изобретения — получение плот. ной однородной макроструктуры и мелкого аустенитного зерна в сталях переплавных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему

881125 разгрузку, расплавление, окислительный и восстановительный периоды, выпуск и раскиление стали в ковше ванадием и алюминием, при производстве исходной стали на чистое зеркало жидкого металла, перед выпуском плавки присаживают алюминий в

0,3-1,5 кг/т, при выпуске плавки на струю вводят ванадий и титан, взятые в количествах соответственно

0,6-1,0 кг/т и 0,4-1,2 кг/т.

Введение алюминия перед выпуском плавки на голое зеркало металла выбрано потому, что такой способ обеспечивает более полное и стабильное усвоение алюминия. Присадка алю миния 0,3-1,5 кг/т выбрана потому, f5 что при количествах менее 0,3 кг/т не обеспечивается достаточно хорошев раскисление стали, а более 1,5 кгхт— происходит загрязнение стали окисными и объемными включениями нитри- З1 дов алюминия размерами от 10-50 юкм, значительное укрупнение аустенитного зерна и снижение механических свойств стали (см.таблицу) .

Введение ванадия и титана на с рую способствует лучшему растворению их в стали, а также повышает и ста1 билизирует усвоение алюминия. При этом образующиеся субмикроскопические карбонитриды ванадия и нитриды алюминия располагаются по границам зерен, а нитриды титана размещаются внутри зерна, что приводит к иэмельчению структуры и тем самым обеспечивается плотная микроструктура и высокие механические свойства (см. З5 таблицу) .Введение ванадия и титана при выпуске плавки на струю жидкого металла выбрано потому, что это увеличивает усвоение ванадия и титана, а также алюминия в жидкой 4О стали. Введение ванадия 0,5-1,0% кг/т выбрано потому, что при значениях менее 0 5 кг/т существенно снижает,ся эффективность действия ванадия за счет недостаточного количества образующихся нитридов и карбонитридов ванадия (см. таблицу), а более

1 О кг/т пРоисходит заметное ле гирование металлической матрицы и охрупчивание стали (см. таблицу) . Введение титана 0,4-.1,2 кг/т выбрано потому, что при значениях менее 0,4 кг/т образующиеся нитриды титана не могут обеспечивать равномерное измельчение структуры стали (см. таблицу) а более 1,2 кг/т сталь загрязняется неметаллическими включениями, снижающими изотропность механических свойств.

Предлагаемый способ осуществляют следующиМ образом.

При подготовке к плавке сплавы титана, ванадия и алюминия (первичный алюминий, ферроалюминий ) прокаливают. Например, при производстве конструкционной стали ЗОХГСА, перед выпуском плавки на голое зеркало металла вводят на штангах кусковки алюминий 0,4-0,7 кг/т. Затем во время .выпуска плавки иэ печи на струю жидкого металла вводят сплавы ванадия и титана, взятые в количествах соответственно 0,7 кг/т и 0,5 кг/т.

Использование предлагаемого способа производства расходуемых электродов конструкционной стали по сравнению с известными позволяет получить переплавленную методами спецэлектрометаллургии сталь с плотной макроструктурой, мелким однородным аустенитным зерном, высокими прочностными и пластическими свойствами, что особенно важно для конструкционных сталей, работающих в.тяжелых эксплуатационных условиях.

Экономия от внедрения достигает в первом году использования предложенного .способа 150.тыс. руб. Предполагаемая экономия обеспечивается за счет значительного снижения потерь от брака металла по микроструктуре, поверхности слитка и проката, аустенитному зерну и механическим свойствам.

Характеристика предлагаемого способа производства стали и известного представлена в таблице.

881125 м а но

Ф хmu

ЦФМ04

1" ХЩХХ

I I 1 I

1НХ Н

1оа х

I Э Н . Х ХХоа

ХХ )00

1К 1110g ! Иацха ш

° Э Ch )C) » М

СЧ С Ъ СЧ ч-4 г4 «-» ь

Ch СЧ

» »

РЪ

%-» с»

С») »

»-» ш е.» с ъ

С»Ъ С»)

»-)»» ф

СЧ

»-»

0Ъ

Ю

С Ъ 1 1 1

1 I 1

1 I

0 0

Ц

0 а

Ф 1

I 0» «)

1 зх

I Н х х

1 2

I 0 х

1 Н Х

I Oe

10К

1 0»II

1 Х Х

1 Х<б

l Е С») 0 х о

1 х

III

3 а

III с з ф

0

I»)

l): х

Мд3 М

Х Ф Х »I! нхн х

Е

0ЦОЦ

ИаЙК

СЧ ф О а \О

С Ъ СЧ»»Ъ»»Ъ СЧ о ф сс к

Щ Ю

ФЮ н» о ох о z

1 С!

1 Х, I

I С»)

I СС) »с»з

С r e

Ф Е»

Хи

0О х 4и ) с с@

Х 3 I

Ф ко

О»

Ф.

1») О)

» РЪ 1

° с c)) ф ф ф

I Ф I I 1

Ш Х Со 1 М

РЪ

1 ш

lA СО

1 I Ф коафс

Э ьф хс ъ щ Ф 0) яш

I Х

1 Х х о

I Э

1 Э х хаю х»-» х ф dP х к

Ф к

I Х Ф ан

1 Ф Ф .1 ЦЕ

0 Э

1ОХ

»Я\»») С Ъ»»

»-»»-» С Ъ С. »-»

»-»»-» (Ч СЧ С ) ш o)

tel Ю

СЧ РЪ ф с

1 Х Ф х Ц

Е 0, K а

0 0

1 ф К<Ю

Цо о х

I.V X

1 ш .э

СЧ СЧ о о о о

» М о о

СЧ»3

СЧ РЪ о . о о о

М » о о

С Ъ C) СЧ

СЧ»»Ъ СЧ о о о

Ю о о

» » »

Ю о о

СЧ Ф

»»Ъ СЧ о о о о

М % о -о

СЧ

«» ш

»

Ю о ш

Э 1 х с») ф с р о

1

1 с

» !

) х

Ц

»II н х

»1! 1»

I!I х

Ф,н н

С» р» х

1

1"

1

0 х о. к х

0 а

Щ е х

0 х к Q

v) О»

0) Э Х

Х IC

Ц 1

Яо

1

1 CC

1 Х

1 Х

1 1»

1 з

1 а

1 Х

1 с» 6) IC $ Х

ЕЕ00

Р) х 1» К

1

1

1

I

1

I

1

1

1 ф с

Я х Ф а х э н

ego

ХОК

ВК1х

М

Ф

Ц и

0

Ц о

»

1С

Ф IL х <6 н х

0Ц к о..

И 0

С) о ч

»< Э

I Э ш

0 о A

Ik

III

Ц

0

Ц

Ф

° с

О СЧ

% ф т.»

Ф . 1 х»3 ф ъ о

881125

t 1

1 а

I C tt

I Ц»33

1» Х

1

1 ни

t»t o N хо). фжж

Ъ

I I

I н ж

I OO, 1 Ф Н ж ж ж х

I Ц

I OO

1 Х ф

I н ж ж жоф ео ф ац о 3)ж

Ц34а

I с4 ж ж

Ц Х

»33»-» Х»33 х

ceo o ф х g» Ц

Ift

Ю

» 43

3» 3

ac

Ц

Ф х ж н а ж 2 мн ф хо а

М

t o „

ox"

Ф Ц о= а о ох

R о

Ц

» х н о

Е о

Ц ж

1

I ж

t ж

I Д

1 а

1 Х

»»»» I

t

Cg ж

I ж

1 3»3

I ж

tt3 а

Ф 6»

zo оо хс«в с»»33

Ф 3о а»»3»О

Ф г» о и о

6 х ж

Ф

1 Ф ж о о о

И о

t3t ж ) X I

Фо

%-« »»

ttt o

)жж

1 Х Ф

C а н

Ф Ф

I Ц Я о е

<ож о

CV

»»Ъ

Ф ж (б х ц

)ЕО

II! а

1 Ф 3:»» ! ци

)ож

)Ож

Р3 (Ч

Ю

Ю

Ъ

Ю Ф

С»3

Ю о

% о

C)

Ю

» о г.

1 3

»-» ф о о о м

» l

C) о н

Щ (»3 с» о Я

I ф

»» ъ о

»-4

Ф

Р»

Ф

Я

3»Ъ

»

Ю

»

»«

tll .» о

»Ч с»Ф lf ! o

«3 а с н о и

I.

1

I

I

I

I Я

«

1 ь ах

I Н Х и Ф

o t:

1 а с

1 Х Х же

tKrn

t с

I »33 ж

t ж

1 1; Ф

I ф а

3 ж ф

I 1:

ttt o

»33 о н»

I O о с

)ОХ

C I« ж ж ж ж

g Ф ц о

1 Ф:»

I NC

I

I

1

I

I !

I

) !

1

Ф

IC ж я ° н Рн ан хх н

»33 3» ж )« м 33)х нж

4С ж ж х

ДАР f»Ю жи и

tt3 ttt < ф

881125

Формула изобретения!

Составитель Л.Магаюмова

Техред М.Голинка Корректор В.Синицкая

Редактор Н.Минко

Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9874/43

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

Способ производства конструкционной стали, включающий загрузку, расправление, окислительный и восстановительный периоды, выпуск и раскисление стали в ковше ванадием и алюминием, отличающийся тем, что, с целью получения плотной однородной макроструктуры и мелкого аустенитного зерна в сталях переплавных процессов, при производстве исходной стали на зеркало жидкого металла перед выпуском, плавки присаживают алюминий в количестве 0,31,5 кг/т и при выпуске плавки на струю вводят ванадий и титан, взя. тые в количествах соответственно

0,6-1,0 кг/т и 0,4-1,2 кг/т.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 209498, кл. С 21 С 7/06, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР в 327255, кл.ю С 21 С 7/00, 1968.