СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СОРТОВЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ АВТОМАТНОЙ СТАЛИ Российский патент 1996 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металла, с последующим получением из сортовых заготовок прутков.

Известен способ получения катанки из непрерывнолитых заготовок, включающий подачу металла из ковша в кристаллизатор, охлаждение и вытягивание заготовки из кристаллизатора и ее последующую прокатку до получения катанки заданного размера (Э. Германи. Непрерывное литье. М. 1961, с. 682, р. 1772).

Известный способ обеспечивает удовлетворительные технологические характеристики при отливке заготовок из стали углеродистых марок. Однако при разливке стали из легированных и низколегированных марок с повышенным содержанием серы возникают трудности, а именно низкая пластичность металла приводит к образованию продольных и поперечных трещин на заготовках, прорывам металла, нестабильности процесса производства и т.д.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату является способ производства стальных прутков из непрерывнолитых сортовых заготовок, включающий выплавку металла, его обработку в ковше, подачу металла в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, формирование, охлаждение и вытягивание заготовки, ее резку, прокатку, термообработку, волочение, шлифование и порезку ан прутки (Э. Германи. Непрерывное литье. М. 1961, с. 721 722, р. 1884).

Основным недостатком прототипа, так же как и аналога, является его низкие технологические характеристики, при низкой пластичности металла в интервале температур T_{солидус} T<Mv>800^oC<D>, что приводит к образованию продольных и поперечных трещин в слитках. Кроме того, в процессе механической обработки (резки) возникают трудности с обработкой заготовок.

Технический результат изобретения заключается в повышении технологических характеристик в процессе литья заготовок, в основном, повышении пластичности металла в интервале температур Т_{солидус} T<Mv>800^oC<D> и улучшении дальнейшей обрабатываемости заготовок до получения готового изделия.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе производства прутков из непрерывнолитых сортовых заготовок, включающем выплавку металла, его обработку в ковше, подачу металла в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, формирование, охлаждение и вытягивание слитка, его резку на заготовки, прокатку, термообработку, волочение и порезку на прутки и шлифование в процессе обработки металла в ковше, в последний вводят ферросеру в количестве 75-85 кг/т и производят продувку металла инертным газом снизу в течение 2 5 мин, а после обработки в ковше в кристаллизатор подают металл химического состава при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Углерод 0,7 0,8
Кремний 0,15 0,30
Марганец 1,5 2,0
Сера 0,18 0,24
Фосфор 0,04 0,08
Хром 0,10 0,25
Никель 0,10 0,25
Медь 0,15 0,30
Железо Остальное
при этом металл в кристаллизатор из промежуточного ковша подают при температуре 1480 1525^oC, слиток вытягивают со скоростью 1,2 2,0 м/мин, а температура его поверхности в процессе резки составляет 850 - 920^oC.

Представленная совокупность существенных признаков, а именно признаки ограничительной и отличительной частей формулы изобретения, в том числе ввод ферросеры в количестве 75 85 кг/т, обработка металла в ковше инертным газом, разливка металла определенного химического состава и технологические параметры процесса литья слитка, позволяют отливать слитки хорошего качества без продольных трещин, вести стабильный процесс разливки без прорывов металла и улучшить обрабатываемость металла, т.е. улучшить условия его резания. Это объясняется в первую очередь повышением пластичности стали в интервале температур Т_{солидус} T₈₀₀ ^oC и переводом легкоплавких сульфидов железа в тугоплавкие сульфиды марганца.

Способ производства прутков из непрерывнолитых сортовых заготовок осуществляют следующим образом.

Выплавку стали производят в электродуговых печах с раскислением шлака алюминием и легированием ферромарганца, температура металла в печи за 3 5 мин до выпуска составляет 1640 1650^oC. Металл из печи выпускают в хорошо нагретый сталью ковш и в процессе выпуска под струю подают ферросеру в количестве 80 кг на 1 т металла. Металл в ковше продувают снизу через пористую пробку аргоном или азотом в течение 3 мин до температуры 1590 1600^oC. Металл в кристаллизатор подают из промежуточного ковша через погружной стакан. Разливают металл следующего химического состава, мас. 3 углерод 0,8; кремний 0,3; марганец 2,0; сера 0,2; фосфор 0,05; хром 0,2; никель 0,2; медь 0,2; железо и примеси 95,6. Температура металла в промежуточном ковше в процессе разливки составляет 1480 1525^oC. Сталь разливают на МНЛЗ в заготовки сечением квадрат 140 мм или квадрат 160 мм. Зеркало металла в кристаллизаторе защищают шлакообразующей смесью следующего состава, мас. аморфный графит 15; кварцевый песок 22; кальцинированная сода 7; железная окалина 3; фторсодержащее вещество 20; феррохромовый шлак 33.

Формирующийся в кристаллизаторе слиток вытягивают со скоростью 1,7 м/мин. Расход воды на кристаллизатор составляет 1800 л/мин, расход воды на зону вторичного охлаждения 32 л/мин. Интенсивность охлаждения и указанная скорость вытягивания слитка позволяют достичь температуры поверхности слитка в зоне резки порядка 900^oC. Слитки разрезают на заготовки длиной 4,3 м.

Прокатку заготовки производят в дуо-реверсивной клети с предварительным подогревом, при этом заготовку с квадрата 140 мм обжимают до прямоугольника 80 х 90 мм, а затем прокатывают заготовку в непрерывной группе клетей на катанку 8 мм с последующим охлаждением на воздухе. Термообработку катанки осуществляют в проходной роликовой печи со скоростью перемещения бунтов 0,9 м/мин. Температура газовой смеси в печи составляет 760 660^oC. Волочение катанки производят с обжатием за один передел 40 50% Диаметр готовой проволоки выбирают с припуском на шлифовку. Проволоку рубят на прутки мерной длины, правят, а затем шлифуют на заданный размер с заданной точностью и качеством поверхности.

Использование изобретения позволяет повысить пластические свойства металла на 50% исключить образование поперечных и продольных трещин на отливаемых заготовках и улучшить дальнейшую обрабатываемость металла до получения готового изделия.

Использование: в металлургии, при получении непрерывнолитых заготовок для последующей их прокатки в прутки. Сущность: выплавляют высокоуглеродистую автоматную сталь, расплав обрабатывают в ковше инертным газом с одновременной подачей в ковш легирующего материала в составе 26% серы, остальное железо ("ферросера"), доводят содержание марганца в металле в ковше до 1,5 - 2,0 мас.%, при этом температура подачи металла в кристаллизатор, время продувки в ковше и скорость вытягивания слитка при определенной интенсивности его охлаждения регламентированы.

Способ производства непрерывнолитых сортовых заготовок из высокоуглеродистой автоматной стали для последующего получения из них прутков, включающий выплавку металла, его обработку в ковше инертным газом, подачу металла в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, формирование, охлаждение и вытягивание слитка, его резку на заготовки при 850-920^oС, отличающийся тем, что при обработке металла в ковше в последний подают легирующий материал в составе: 20% серы, остальное железо, в количестве 75-85 кг/т, содержание марганца в металле в ковше доводят до 1,5-2,0 мас. продувают расплав в ковше инертным газом снизу в течение 2-5 мин, металл в кристаллизатор подают при 1480-1525^oС и при расходе воды на охлаждение кристаллизатора 1800 л/мин, слиток вытягивают со скоростью 1,2-2,0 м/мин.