Способ получения стали Советский патент 1983 года по МПК C21C7/10 

05

00

Изобретешю относится к черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве в комплексе с установками циркулядионного вакуум ирования для получения хладностойкого и коррозиоиностойкого металла, используемого для изготовления химической аппаратуры, работающей в агрессивных средах при отрицательньк температурах.

Известен способ выплавки нержавеюще хлад нестойкой хромоникепь молибденовой стали Х18Н ЮТ, включающий завалку ломв; присадку шлакообразующих в электро.чъ, плавление шихты, проведеьше окислительного и восстановительного периодов, легирование и раскисление металла в печи и во время вьшуска в ковше 1

Недостатком данного способа являются высокая себестоимость тонны готовой стали (до 5ОО рублей) и соответственно высокая стоимость химической аппаратуры, изготовленной из этого металла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемым результатам является способ получения стали, включающий завалку щихтовых материалов и флюсующих добавок, расплав-, ление щихты, рафинирование, предварительное раскисление ферромарганцем и окончательное раскислегше с использованием алюм1шия и модифицирование сплавом кальция с редкоземельными металлами r2j.

Недостатком известного устройства является Высокая и нестабильная окисленность металла к моменту его окончательного раскисления в ковше алюминием, что должно приводить к образова шю большого количества включений глинозема, отрицательно влияющих на механические свойства стали. Микропегирование сплавом во время разливки в условиях вторичного окисления металла не позволяет в полной мере использовать эффект модифишфовагшя из-за нерегулируемого угара указанных выше элементов и загрязнения металла включениями кальция, РЗМ и иттрия.

Целью изобретения является повьоие- ние хладостойкости и корроэио1шой стойкости стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения стали, включающему завалку шихтовых материалов и флюсующих добавок, расплавление шихты, раф1шировакие, предварительное раскисление ферромарганцем и окончательное раскислеш1е с нспользованием алюм1шия и модифицирование сплавом кальция с редкоземельными металлами, окончательное раскисление металла проводят при циркуляционном вакууми5 ровании поэтапно: вначале углеродом в процессе вакуумирования в течение 2,0-2,5-кратной циркуляции, затем в течение 1,0-1,8-кратной циркуляции равномерно присаживают алюминий в вакуум0 кую камеру в количестве 0,4-0,9 кг/т порциями по 5-8 кг, пс«ле чего в течение 1,0-1,5-кратной циркуляции совместно вводят в вакуумную камеру алюминий в количестве О,2-О,5 кг/т и сплав каль5 шш С редкоземельными металлами до получения в металле их суммарного содержания О,О02-О,О10% и за 3-4 мин

до конца обработки подают ферросилиций.

Длительность раскисления металла углеродом под вакуумом в течение 2,0-2,5-кратной циркуляции необходима для стабильного снижения окисленности металла до содержания 0,008-О,О10% кислорода. Меньшая длительность вакуумирования не позволяет достичь указанных пределов. Увеличение длительности свыше 2,5-кратной циркуляции не приводит к дальнейшему снижению кислорода. Присадка алюминия в количестве 0,4-О,9 кг/т обеспечивает снижение содержания кислорода в металле до О,ООЗ-О,005%. Уменьшение количества присаживаемого алюминия не позволяет раскислять металл до указанных гфеделов, а увеличение расхода свыше 0,9 кг/т не приводит к снижению содержания кислорода. Количество алюминия одноразовой присадки 5-8 кг псх оляет равномерно раскислять и yq eднять алюминий в ц{фкулирующей порции металла по ходу офаботки. При содержании алюм1шия в порционной присадке менее 5 кг не достигается }1еобходимая раскисленность циркулирующехх металла. При увеличении поршш алюмшшя свыше 9 кг не достигается равномерности распределения алюминия в объеме ковша. Дл1ггельность периода раскисления металла алюминием, соответству0 ющая 1,0-0,8-кратной шфкуляции позволяет ввести равномерно все его количество в металл. При меныцей длительности нет- возможности ввести равномерно весь алюминий. При большей длитель5 ности затягивается время обработки без получения заметного эффекта по удалению кислорода. Содержание кислорода яа уровне 0,003-0,005% обеспечивает

1фактически полное усвоение вводимых, после раскисления алюминия, кальция и РЗМ. Модифицирование расплава в течение 1,0-1,5-кратной циркупяшш обеспечивает равномерное распределение вводимых элементов в объеме металла. Увели4ebiie этого периода свьпие 1,5-кратной цнркуляшш приводит к зат51гиванию процесса вакуумщюванши Пределы содержания модифицирующих элементов и алюминия о6еспечив1аю1Т наиболее оптимальные служебные и пластические свойства стали. Ввод ферросилиция в металл менее, чем за 3 мин до конца обработки не позволит равномерно усреднить его в обьеме металла,; Вакуумирование свыше 4 мин не приводит к заметному эффекту по удалению включений из металла и увеличивает длительность обработки,

Прим е р. В 110-тонной мартенов ской печи вьшлавляют сталь 20. Предварительное раскисление в печи производят только ферромарганцем на марошое содержание марганца. После выпуска плавки ковш с металлом подают на установку циркуляционного вакуумирования. Через 7 мин от начала вакуумирования из бункера, установленного на камере, начинают присадку алюминия в количестве 66 к nqpHHHMH по 5 кг в течение 3 мин. Экспериментальные данные показывают, что вводимый алюминий практически полностью взаимодействует с растворенным кнсляродом с образованием окислов A2,Q. которые хоршю удаляются при циркуляционном вакуумировании. Содержание кислорода после раскисления металла алюминием снижается до О,. Ввод модифицирующих присадок совместно с алюминием в количестве соответственно 1,5 кг/т и О,4 кг/т в течение 4 мин позволяет получить равномерное их рас- тфеделение в объеме металла. На 15 м нуте вакуук ирования в металл вводят 75% ферросилиций на среднее марочное содержание и через 4 мин процесс обработки металла заканчивают. Хладностойкость стали определяют методом сериальных ударных нспъгганий температурах от +20 до -70 с на пробах, вырезанных из катанного металла. Коррозионную стойкость оценивают методом определения времени ра ушенкя обрааюв под различной нагрузкой в свроводсродной среде. Для сравнения аа.енивают результаты испытания стали 2О, вьшлавленной обычным способом,

Результаты испытаний показътают, что предлагаемый способ позволяет существенно увеличить хладностойкость углеродистой стали и стойкость ее в активных средах. Использование этой стали в нефтехимической промъшшенностн для кзготовлешю химических аппаратов, работающих при пониженнъос температурах, позволит частично высвободить дорогостоящие и дефицитные нержавеющие стали типа Х18Н1ОТ с экономическим эффектом ЗОО-4ОО руб/т

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ, включающий завалку шихтовых материалов и флюсующих добавок, расплавление шихты, раф1ширование, предварительное раскисление ферромарганцем и окончательное раскисление с использованием алюминия, и модифицирование сплавом кальция с редкоземельными металлами, отличающийся тем, что, с целью повышения хладностойкости и коррозионной стойкости стали, окончательное раскисление металла проводят при циркуляционном вакуумщзовашш поэтапно: вначале углеродом в процесзсе вакуумирования в течение 2,0-2,5-кратной шфкулящии, затем в течение 1,0-1,8 кратной циркуляции равномерно присаживают алюминий в вакуумную камеру в количестве О,4-О,9 кг/т порциями по 5-8 кг, после чего в течение 1,0-1,51фатной шфкупяции совместно вводят в вгису гмную камеру алюминий в количестве (g О,2-0,5 кг/т и сплав кальция с редко(Л земельными металлами до получения в металле их суммарного содержания О,О02-0,01% и за 3-4 мин до конца обработки подают ферросилиций.