СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ Российский патент 1999 года по МПК C21C7/06 C21C5/04 

Описание патента на изобретение RU2131931C1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к технологии производства углеродистой стали.

Известен способ раскисления углеродистой спокойной стали с ванадием [1]. Способ направлен на повышение качества стали и экономию ферросплавов за счет изменения порядка ввода присадок и применения при окончательном раскислении марганец-алюминиевого сплава и феррованадия. Недостатки способа заключаются в том, что ограничивается сортамент присаживаемых ванадий- и марганецсодержащих ферросплавов, не корректируется их расход с учетом химического состава расплава перед раскислением.

Известен способ производства рельсовой стали, позволяющий повысить ее усталостную прочность за счет раскисления смесью ферросиликокальция и ферросиликованадия [2] . Однако способ также ограничивает сортамент используемых ванадийсодержащих материалов и не приводит к экономии раскислителей и легирующих.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является технология микролегирования ванадием спокойной стали с целью повышения комплекса механических свойств [3]. Технология предусматривает отбор пробы и определение в металле перед раскислением содержания серы, фосфора, углерода и присадку в расплав, наряду с кремнием, марганцем, алюминием, ванадийсодержащих легирующих материалов после ввода алюминия. Расход ванадия определяется маркой стали. Недостаток этой технологии заключается в том, что не учитывается совместное влияние присутствующих в металле примесей (серы, фосфора, углерода) и ванадия на ударную вязкость стали, не реализуется возможность снижения расхода ванадия в зависимости от содержания указанных элементов, не корректируется в сторону снижения содержание марганца в стали в результате воздействия ванадия на уровень механических свойств.

Поставлена задача создать способ раскисления и микролегирования углеродистой стали, обеспечивающий повышение ее ударной вязкости при одновременном снижении расхода ванадия для микролегирования и уменьшении содержания марганца в стали в результате воздействия ванадия на механические свойства.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе раскисления и микролегирования спокойной стали, включающем отбор и химический анализ пробы перед раскислением, ввод в металл кремния, марганца, алюминия и ванадия, легирование проводят минимальным количеством требуемого для микролегирования ванадия, определяемым по формуле

где %V - минимальное количество ванадия, требующееся для микролегирования, мас.%;
Σ [%C] , [%S] , [%P] - суммарное содержание углерода, серы и фосфора в расплаве перед раскислением, мас.%;
K - опытный коэффициент, учитывающий усвоение ванадия и равный 0,90 - 0,95.

При этом должно выполняться соотношение

где [%Mn] и [%V] - расчетное содержание марганца и ванадия в стали;
[%C] - содержание углерода в расплаве перед раскислением.

Сущность заявляемого способа микролегирования углеродистой стали состоит в том, что в ковш присаживают минимальное количество ванадия, достаточное для микролегирования, массу которого, гарантирующую повышение ударной вязкости, определяют по эмпирической формуле в зависимости от суммарного содержания углерода, серы и фосфора в пробе металла, отобранной перед раскислением, а количество марганца в стали, обеспечивающее получение требуемого уровня механических свойств, корректируют с учетом содержания в ней углерода и ванадия.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показывает, что предлагаемый способ микролегирования углеродистой стали отличается от прототипа тем, что он гарантирует получение в горячекатаном состоянии повышенной ударной вязкости, приводит к значительной экономии ванадия, потребное количество которого определяется с учетом влияния на свойства стали содержащихся в расплаве серы, фосфора и углерода, и устанавливает соотношение между марганцем, ванадием и углеродом в стали, обеспечивающее экономию марганца и получение необходимого уровня механических свойств.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, приведенных в предлагаемом решении, по их функциональному назначению. Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Зависимость между требующимся количеством вводимого в металл ванадия и содержанием серы, углерода и фосфора в расплаве перед раскислением, а также соотношение между марганцем, углеродом и ванадием в стали установлены экспериментальным путем. Решение применимо для стали с содержанием углерода 0,5 - 0,85% и марганца 0,45 - 1,05%. Верхние пределы по содержанию серы и фосфора приняты в соответствии с требованиями, предъявляемыми к углеродистым качественным сталям. Для нижних пределов рассмотрены наиболее низкие возможные содержания этих элементов в стали, которые могут быть получены без специальной обработки.

Результаты опытных плавок и плавки по способу-прототипу приведены в таблице.

Плавки проведены в основных мартеновских печах емк. 430 т. После отбора и анализа пробы перед раскислением в печь присаживали требуемое количество силикомарганца и через 5 - 10 мин металл выпускали в ковш. Во время выпуска в ковш присаживали ферросилиций, алюминий и феррованадий. Результаты анализа пробы перед раскислением были использованы для определения потребного количества ванадия, а расход марганца корректировался с учетом содержания углерода и ванадия в стали. От металла всех плавок отобрали по одному слитку, которые прокатали на лист толщиной 10 мм. Испытания ударной вязкости проводили в соответствии с ГОСТ 9454-78.

Приведенные в таблице данные подтверждают возможность повышения ударной вязкости стали при минимальном расходе ванадия для микролегирования, учитывающем влияние присутствующих в расплаве углерода, серы и фосфора, а также возможность корректировки расхода марганца в зависимости от содержания углерода и ванадия в стали.

Источники информации
1. Способ раскисления спокойной углеродистой стали с ванадием. А.С. СССР N 380720, кл. C 21 C.

2. Способ производства рельсовой стали А.с. СССР N 443919, кл. C 21 C.

3. Выплавка стали в мартеновских печах. Технологическая инструкция ТИ 102-СТ. М-16-87. Нижнетагильский металлургический комбинат. Нижний Тагил. 1987.

Похожие патенты RU2131931C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ВАНАДИЕМ 1999
  • Шевцов А.Л.
  • Кузовков А.Я.
  • Крупин М.А.
  • Ильин В.И.
  • Ровнушкин В.А.
  • Чернушевич А.В.
  • Спирин С.А.
  • Рыскина С.Г.
  • Фетисов А.А.
  • Беленький Б.З.
  • Срогович И.М.
  • Егоров А.Л.
  • Петренко Ю.П.
  • Егоров В.Д.
RU2153005C1
СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 1997
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Ильин В.И.
  • Чернушевич А.В.
  • Рыскина С.Г.
  • Смирнов Л.А.
  • Спирин С.А.
  • Ровнушкин В.А.
  • Данилин Ю.А.
  • Одиноков С.Ф.
RU2127322C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СПОКОЙНОЙ СТАЛИ 1997
  • Кузовков А.Я.
  • Ильин В.И.
  • Петренко Ю.П.
  • Чернушевич А.В.
  • Егоров В.Д.
  • Опарина А.А.
  • Андронов В.А.
  • Щербаков В.Ю.
  • Власов А.А.
  • Исупов Ю.Д.
  • Пилипенко В.Ф.
RU2109074C1
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ ВАНАДИЕМ СТАЛИ 1997
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Чернушевич А.В.
  • Ильин В.И.
  • Ляпцев В.С.
  • Фетисов А.А.
  • Исупов Ю.Д.
  • Одиноков С.Ф.
  • Пилипенко В.Ф.
  • Федоров Л.К.
  • Кромм В.В.
RU2120477C1
СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 1995
  • Киричков А.А.
  • Дерябин А.А.
  • Новолодский В.П.
  • Агеенко Ю.Я.
  • Рыскина С.Г.
  • Ильин В.И.
  • Зильбер Г.И.
  • Спирин С.А.
  • Урицкий М.Р.
RU2095426C1
Способ раскисления и микролегирования низколегированной малоуглеродистой стали 1990
  • Рыскина Светлана Георгиевна
  • Егоров Александр Леонидович
  • Беленький Борис Зиновьевич
  • Ровнушкин Виктор Аркадьевич
  • Спирин Сергей Андреевич
  • Срогович Иосиф Моисеевич
  • Карасик Владимир Михайлович
  • Фомин Николай Андреевич
  • Юдавин Борис Исакович
  • Оржех Михаил Борисович
  • Дорн Константин Филиппович
SU1772171A1
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ, МИКРОЛИГИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 1991
  • Фомин Н.А.
  • Гордиенко М.С.
  • Паляничка В.А.
  • Волков И.Г.
  • Монастырский В.Я.
  • Могильный В.В.
  • Краснорядцев Н.Н.
  • Дементьев В.П.
  • Кочетова Г.С.
  • Анашкин Н.С.
  • Яковлев В.Г.
  • Дъяконов В.Н.
  • Строков И.П.
RU2033433C1
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИМИ МАТЕРИАЛАМИ 1998
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Чернушевич А.В.
  • Ильин В.И.
  • Батуев С.Б.
  • Фетисов А.А.
  • Исупов Ю.Д.
  • Одиноков С.Ф.
  • Пилипенко В.Ф.
  • Федоров Л.К.
  • Кромм В.В.
RU2140995C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ И ХЛАДОСТОЙКОСТИ 2000
  • Носов С.К.
  • Кузовков А.Я.
  • Ильин В.И.
  • Аршанский М.И.
  • Киричков А.А.
  • Данилин Ю.А.
  • Фетисов А.А.
  • Егоров В.Д.
  • Зажигаев П.А.
  • Крупин М.А.
RU2186125C2
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ 1995
  • Ляпцев В.С.
  • Милютин Н.М.
  • Фетисов А.А.
  • Чернушевич А.В.
  • Киричков А.А.
  • Комратов Ю.С.
  • Петренев В.В.
  • Криночкин Э.В.
  • Беловодченко А.И.
  • Куклинский М.И.
  • Заболотный В.В.
  • Александров Б.Л.
RU2064509C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 131 931 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способу микролегирования углеродистой стали, обеспечивающему повышение ее ударной вязкости при одновременном снижении расхода ванадия для микролегирования и уменьшении содержания марганца в стали в результате воздействия ванадия на механические свойства. Способ включает отбор и химический анализ пробы перед раскислением, ввод в металл кремния, марганца, алюминия и ванадия. Количество ванадия определяют по формуле % V = Σ[% C], [% S], [% P] - 0,22/10•K, где %V- минимальное количество ванадия, требующееся для микролегирования, мас.%: Σ[% C] , [% S], [% P] - суммарное содержание углерода, серы и фосфора в расплаве перед раскислением, мас.%; К - опытный коэффициент, учитывающий усвоение ванадия и равный 0,90-0,95. При этом должно выполняться соотношение [% Mn]+[% V] /[% C] = 0,96-1,32, где [% Mn] и [% V] - содержание марганца и ванадия в стали, мас. %; [% C] - содержание углерода в расплаве перед раскислением, мас.%. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 131 931 C1

Способ микролегирования углеродистой стали, включающий отбор и анализ пробы металла перед раскислением, ввод в металл кремния, марганца, алюминия и ванадия, отличающийся тем, что минимальное количество ванадия, требующееся для микролегирования, определяют по формуле

где % V - минимальное количество ванадия, требующееся для микролегирования, мас.%;
Σ[%C], [%S], [%P] - суммарное содержание углерода, серы и фосфора в расплаве перед раскислением, мас.%;
К - опытный коэффициент, учитывающий усвоение ванадия, равный 0,90 - 0,95,
при этом должно выполняться соотношение

где [%Mn] и [%V] - содержание марганца и ванадия в стали, мас.%;
[%C] - содержание углерода в расплаве перед раскислением, мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2131931C1

Транспортер для перевозки товарных вагонов по трамвайным путям 1919
  • Калашников Н.А.
SU102A1
Устройство для электрической сигнализации 1918
  • Бенаурм В.И.
SU16A1
Нижний Тагил, Нижнетагильский металлургический комбинат, 1987
Способ производства рельсовой стали 1972
  • Цикарев Владислав Григорьевич
  • Рабинович Дора Моисеевна
  • Муравьев Евгений Александрович
  • Колосова Эмилия Леонидовна
  • Винокуров Израиль Яковлевич
  • Евдокимов Александр Владимирович
SU443919A1
^ аСЕСОЮЗНАЯ jJiAR^rHtf^TVXHKfEQIM I ЬНЫ?ИОТ?НА ^ ••••"ii=:=i _.„* ^f\ 0
  • И. Бородулин, Г. Ф. Гульез, Г. С. Колганов, А. Т. Китаев, Н. Гуров, Л. М. Ефимов Д. А. Смол Ренко Е. А. Греков
SU380720A1
МАГНИТНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ПАСТА 0
  • Л. Я. Малкес, И. И. Кифер, Б. М. Красовицкий, А. М. Кузнецов
  • А. И. Назаренко
SU327225A1
Автоматический привод к выключателю нагрузки 1956
  • Иосифов С.С.
SU108149A2
Способ получения ванадийсодержащей стали 1986
  • Бреус Валентин Михайлович
  • Милюц Валерий Георгиевич
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Чирихина Светлана Леонидовна
SU1323579A1
RU 2004599 C1, 15.12.93
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ И МАРТЕНОВСКОЙ СТАЛИ 1990
  • Паляничка В.А.
  • Пан А.В.
  • Киричков А.А.
  • Третьяков М.А.
  • Чернушевич А.В.
  • Василенко Г.Н.
  • Ляпцев В.С.
  • Гордиенко М.С.
  • Долгополов А.Ф.
  • Розторгуев В.Д.
  • Григорьев В.И.
  • Шатунов П.В.
RU1753705C
СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННОЙ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 1995
  • Киричков А.А.
  • Дерябин А.А.
  • Новолодский В.П.
  • Агеенко Ю.Я.
  • Рыскина С.Г.
  • Ильин В.И.
  • Зильбер Г.И.
  • Спирин С.А.
  • Урицкий М.Р.
RU2095426C1
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ 1993
  • Попандопуло И.К.
  • Анохин А.М.
  • Степаненко Э.А.
  • Чигринов М.Г.
  • Паршин В.М.
  • Коротков Б.А.
RU2026366C1
ПЕЧАТНЫЙ АППАРАТ РОТАЦИОННОЙ ПЕЧАТНОЙ МАШИНЫ 1991
  • Солонец И.П.
RU2033333C1
US 4853032 A, 08.01.89
Короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя 1987
  • Аргунов Юрий Васильевич
  • Балабанюк Владимир Дмитриевич
  • Масленников Константин Николаевич
  • Новосельцев Михаил Сарпионович
  • Савонькин Николай Порфирьевич
SU1458941A1
DE 3306782 AM 30.08.84
0
SU351762A1

RU 2 131 931 C1

Авторы

Дерябин А.А.

Рыскина С.Г.

Лебедев В.И.

Обшаров М.В.

Могильный В.В.

Пятайкин Е.М.

Катунин А.И.

Анашкин Н.С.

Спирин С.А.

Даты

1999-06-20Публикация

1997-12-30Подача