СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ВАНАДИЕМ Российский патент 2000 года по МПК C21C7/06 

Описание патента на изобретение RU2153005C1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии сталеплавильного производства.

Известен способ раскисления стали [1] с вводом в ковш феррованадия, направленный на повышение качества стали. Недостаток способа заключается в том, что количество вводимого феррованадия определяется заданным отношением марганца к ванадию, при этом его расход не корректируется в зависимости от содержания в металле других элементов.

Известны способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и смесь для его осуществления [2]. Изобретение регламентирует порядок операций, состав и расход смеси для раскисления и легирования и направлено на повышение качества стали и снижение угара легирующих элементов. Недостаток способа заключается в том, что расход легирующих элементов не связан с химическим составом стали и не позволяет проводить корректировку расхода, в частности, ванадия, в зависимости от содержания в стали, например, таких элементов, как углерод и азот.

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 и определение химического состава пробы металла перед раскислением, присадку в расплав в количествах, зависящих от марки стали, кремния, марганца, алюминия и ванадийсодержащих легирующих материалов после ввода алюминия. Недостаток этой технологии заключается в том, что не учитывается возможность корректировки расхода ванадия для микролегирования в зависимости от суммарного содержания углерода и азота, присутствующих в расплаве. Такая корректировка должна оптимизировать расход ванадия, обеспечивающий получение повышенного уровня механических свойств за счет карбонитридов ванадия.

Поставлена задача создать способ микролегирования углеродистой стали ванадием, обеспечивающий повышение уровня механических свойств проката при экономном расходе ванадия.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе раскисления и микролегирования ванадием углеродистой 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.%;
[%C] - заданное содержание углерода в стали, мас.%;
[%N] - содержание азота в расплаве перед раскислением, мас.%.

Сущность заявляемого способа микролегирования углеродистой стали ванадием заключается в том, что в ковш присаживают минимальное количество ванадия, достаточное для микролегирования, массу которого, гарантирующую повышение уровня механических свойств, определяют по эмпирической формуле в зависимости от суммы заданного для данной марки стали содержания углерода и содержания азота в расплаве.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа показывает, что предлагаемый способ микролегирования углеродистой стали ванадием отличается от прототипа тем, что он гарантирует получение в горячекатаном состоянии повышенного комплекса механических свойств и приводит к экономии ванадия, потребное количество которого определяется с учетом содержания углерода и азота. Наличие именно этих элементов в стали в результате их взаимодействия с ванадием приводит к образованию карбонитридов, которые, в свою очередь, оказывают воздействие на механические свойства проката в сторону их улучшения. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

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

Предлагаемое соотношение между содержанием ванадия, углерода и азота в стали установлено экспериментальным путем. Найденное решение применимо для сталей с содержанием углерода 0,1-0,4%. Такое содержание углерода характерно для мало- и среднеуглеродистых сталей обыкновенного качества, прокат из которых в горячекатаном состоянии соответствует классам прочности 265-295 (Ст2 - Ст5). Практика показывает, что содержание азота в таких сталях определяется технологией сталеплавильного производства, а также содержанием углерода в расплаве и составляет 0,002-0,008%.

В таблице представлены результаты, полученные при реализации заявляемого способа и способа-прототипа, для сравнения приведены также показатели механических свойств стали без ванадия.

Опытные плавки проводили в кислородных конвертерах емкостью 160 т. По окончании продувки отбирали пробу металла для анализа, замеряли температуру металла и производили выпуск его в ковш. Во время выпуска присаживали ферросплавы, содержащие марганец, кремний, ванадий, а также алюминий в необходимых количествах. Минимальное количество ванадия, требующееся для микролегирования, определяли в зависимости от заданного содержания углерода в стали и содержания азота в расплаве перед раскислением. После выпуска металл в ковшах продували аргоном с целью усреднения температуры и химического состава.

Сталь разливали сверху на слитки массой 8 т. Металл был прокатан на универсально-балочном стане на двутавр N 30Б1. Нагрев металла перед прокаткой осуществлялся по установленным режимам, средняя температура на выдаче составляла 1250oC, средняя температура конца прокатки в обжимной клети - 1170oC, в универсальных группах клетей - 790-800oC.

Приведенные в таблице результаты испытания металла опытных плавок показывают, что микролегирование углеродистой стали ванадием, потребное минимальное количество которого определяли с учетом содержания углерода и азота в металле, позволяет получить прокат с высоким комплексом механических свойств, сочетающим повышенные прочностные характеристики с хорошей пластичностью и ударной вязкостью при отрицательных температурах (плавки 1-3). Прокат из металла плавки-прототипа (плавка N 4) имел высокие прочностные свойства, но не выдержал испытаний на хладостойкость. Прокат из стали Ст3 без ванадия по механическим свойствам соответствовал требованиям, предъявляемым к этой стали, т.е. имел относительно невысокие прочностные свойства и хладостойкость не ниже - 20oC (плавка 5).

Источники информации
1. Способ раскисления стали. А.С.СССР N 269182.

2. Способ раскисления и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и смесь для его осуществления. А.с.СССР N 1366537.

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

Похожие патенты RU2153005C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ 1997
  • 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.
RU2131931C1
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 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 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 ПЕРЕДЕЛА ВАНАДИЕВОГО ЧУГУНА В КОНВЕРТЕРЕ 1998
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Ильин В.И.
  • Чернушевич А.В.
  • Смирнов Л.А.
  • Ровнушкин В.А.
  • Дерябин Ю.А.
  • Кокареко О.Н.
  • Одиноков С.Ф.
RU2136764C1
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 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
АРМАТУРНАЯ ГОРЯЧЕКАТАНАЯ СТАЛЬ И СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ ДЛЯ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Каменских А.А.
  • Карпов А.А.
  • Васин Е.А.
  • Седых А.М.
  • Губанов В.Е.
  • Мадатян С.А.
  • Наумов Н.В.
  • Дегтярев В.В.
  • Демидов А.Е.
RU2175359C1
СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ 1997
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Ильин В.И.
  • Чернушевич А.В.
  • Спирин С.А.
  • Рыскина С.Г.
  • Данилин Ю.А.
  • Кабанов В.И.
  • Лукьяненко А.А.
  • Одиноков С.Ф.
  • Смирнов Л.А.
  • Петренко Ю.П.
  • Егоров В.Д.
  • Федоров Л.К.
  • Фетисов А.А.
  • Ляпцев В.С.
RU2140994C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 153 005 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ВАНАДИЕМ

Изобретение относится к области металлургии. Способ микролегирования углеродистой стали ванадием обеспечивает повышение комплекса механических свойств проката при одновременном экономном расходе ванадия. Микролегирование проводят минимальным количеством ванадия, определяемым по эмпирической формуле %V= 0,1 - (Σ[%C],[%N]/5,9), где %V - минимальное количество ванадия, требующееся для микролегирования, мас.%, [%С] - заданное содержание углерода в стали, мас.%; [%N] - содержание азота в расплаве перед раскислением, мас. %. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 153 005 C1

Способ микролегирования углеродистой стали ванадием, включающий отбор и химический 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.%;
[%C] - заданное содержание углерода в стали, мас.%;
[%N] - содержание азота в расплаве перед раскислением, мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2153005C1

Выплавка стали в мартеновских печах
Транспортер для перевозки товарных вагонов по трамвайным путям 1919
  • Калашников Н.А.
SU102A1
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 и легирования ванадийсодержащей нестареющей стали и смесь для его осуществления 1986
  • Шагалов Владимир Леонидович
  • Раковский Феликс Стефанович
  • Михалев Михаил Семенович
  • Скрипченко Валерий Викторович
  • Бочаров Сергей Поликарпович
  • Берштейн Лазарь Исаакович
  • Аксельрод Лев Михайлович
  • Ройтман Юрий Львович
  • Лукин Сергей Викторович
  • Попов Сергей Ильич
SU1366537A1
Плакированный порошковый модификатор 1991
  • Белов Борис Федорович
  • Данилович Юрий Афанасьевич
  • Дорофеев Генрих Алексеевич
  • Троцан Анатолий Иванович
  • Крейденко Фира Семеновна
  • Бабанин Анатолий Яковлевич
  • Позняк Леонид Александрович
  • Лоик Валерий Петрович
  • Цейтлин Марк Аронович
  • Лоик Михаил Петрович
SU1788031A1
Способ раскисления рельсовой стали 1989
  • Паршин Владимир Андреевич
  • Захаров Валентин Алексеевич
  • Кузнецов Алексей Федорович
  • Фомин Николай Андреевич
  • Трынкин Александр Родионович
  • Кузнецов Сергей Алексеевич
  • Гордиенко Михаил Силович
SU1710581A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОЛЕГИРОВАННОЙ ВАНАДИЕМ И АЗОТОМ ПОЛУСПОКОЙНОЙ СТАЛИ 1996
  • Ашихин А.В.
  • Александров Б.Л.
  • Беловодченко А.И.
  • Гоголев Б.Н.
  • Жириков В.Н.
  • Заболотный В.В.
  • Зорихин В.В.
  • Киричков А.А.
  • Комратов Ю.С.
  • Криночкин Э.В.
  • Куклинский М.И.
  • Литовский В.Я.
  • Ляпцев В.С.
  • Одиноков С.Ф.
  • Осокин В.А.
  • Петренев В.В.
  • Стамбульчик М.А.
  • Тараев С.П.
  • Чернушевич А.В.
RU2069232C1
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
US 4853032 A, 08.01.1989
DE 3306782 A1, 30.08.1984
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву 1922
  • Киселев Ф.И.
SU56A1
WO 09639544 A1, 12.12.1996.

RU 2 153 005 C1

Авторы

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.

Даты

2000-07-20Публикация

1999-03-22Подача