Способ раскисления стали Советский патент 1984 года по МПК C21C7/06 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к технологии раскисления стали. Известен способ раскисления углеродистой стали (содержание углерода 0,45-0,80%), включаю11Ц1й раскисление в печи марганецсодержащими ферросплавами, и в ковше кремнием и алюминием в количестве 0,06-0,13 кг/т стали 1 . Однако получаемая при этом трубная заготовка имеет высокий брак по дефектам поверхности, макро- и микроструктуре.

Характерной особенностью производства стали в современных сталепла- 15 вильных агрегатах (мартеновская печь, двухванный сталеплавильный агрегат, кислородный конвертер) является интенсификация ее вьтлявки за счет использования кислорода, в результате 20 чего печной шпак имеет высокую сте|1ень окисленности. Например, содержание окислов железа в современных мартеновских и конвертерных шпаках достигает 15-25%. .

При выпуске стали в ковш попадает . большое количество окисленного шпака. Поэтому введение алюминия после присадки ферросплавов ввиду значительной разницы плотности алюминия и 30 стали (удельный вес алюминия 2,8 г/см, а стали - 7,0 г/см ) сопровождается его запутыванием в шлаке.

В таких условиях основная масса алюминия, взаимодействуя с окислами 35 железа, сгорает в шлаке, часть его соединяется с кислородом металла,образуя скопление включений глинозема -И лишь незначительное его количество переходит в раствор с металлом. 4jD

На остаточное содержание в стали алюминия наряду с окисленностью влияет также количество попадаюв его в ковш вшака, который зависит от организации выпуска плавки, например величи- 45 ны выпускного отверстия.

Таким образом, при введении алю вfния в металл после присадки в ковш ферросплавов степень его усвоения sO составляет для сталей с различным содержанием углерода 12-18%, а его концентрация колеблется в широких пре делах 0,006-0,021%.

Большое колебание окисленности ме-дз талла приводит такжз к неравномерному угару и распределению легирующих элементов в объеме металла.

вание стали титаном позволяет несколь ко улучшить качественные показатели стали, вместе с тем, степень усвоения легирующих и микролегирующих элементов в данном случае невысокая. Высокий угар легирующих и микролегирующих добавок обусловлен тем, что при р1аскислении стали алюминием в количестве 0,3-0,52 кг/т, она получается недораскисленной, в результате чего наблюдается повышенный угар ферросплавов. Например, степень усвоения титана в данном случае составляет всего лишь 3-35%.

Содержание в металле титана 0,0020,017% позволяет нейтрализовать 0,0050,0048%.азота.

Фактическое содержание азота в мартеновской и конвертерной стали составляет 0,005-0,007%. Для связывания этого количества азота по стехиометрии потребуется 0,019-Q,027% титана.

Поэтому содержание титана в стали по известному способу не обеспечивает полного связывания азота « образует лишь некоторое количество нитридов титана, которые несколько измельчают зерно и частично увеличивают пластические свойства металла.

Вместе с тем, проведенные исследования показали, что наиболее эффективно титан влияет на свойства стали при его содержании 0,02-0,04%, причем содержание титана должно находиться в количестве, превьш1ающем его стехиометрическое соотношение с азотом. В этом случае титан полностью связывает азот, некоторое количество титана образует карбиды, а оставшаяся его часть образует с металлом твердый раствор замещения.

При этом происходит увеличение механических свойств стали, повышается их стабильность и уменьшается брак по дефектам.

Целью изобретения является повышение стабильности механических Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ раскисления стали, включающий присадку в ковш вначале алюминия, затем ферросплавов и титанеодержащих материалов . Раскисление сташи алюминием в первую очередь (перед присадкой ферросплавов) и последующее микролегиросвойств, увеличение степени усвоения легирующих элементов и уменьшение брака по дефектам.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу раскисления стали, включающему присадку в ковш в начале алюминия, затем ферросплавов и титанеодержа1цих материалов, раскисление стали алюминием произво дят в количестве 0,6-1,0 кг/т, а титансодержащие материалы присаживаю из расчета получения в металле титана в количестве, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом на 0,003-0,023%.

Количество .алюминия в указанном интервале устанавливают в зависимости от содержания углерода в стали из соотношения А1 1,1-1,1%е.

При содержании титана в стали в количестве, превьш1ающем его стехиометрич ское соотношение с азотом,.он выступает еще и как десульфуратор.

Таким образом, микролегирование стали титаном но предлагаемому спо.собу способствует уменьшению размера {зерна и позволяет получить более рав.новееную структуру стали, при этом пластичные сульфиды, располагающиеся как правило, по границам зерен, м6ди фицируются в комплексные твердые сулфиды, что устраняет зависимость свойст

трусгной -заготовки от направления прокатки и существенно повышает стабильность механических свойств.

Пример. При наполнении металлом 1/6 объема ковша в него приса;1сивают алюминий в количестве 0,61,0 кг/т, определяемом из соотношения А1 1,1-1,1%С в зависимости .от содержания углерода, затем после наполнения 1/3 объема ковша в него начинают присаживать ферросплавы в количестве, обеспечивающем получение в стали заданных содержаний кремния марганца, хрома и других элементов.

Титансодержащие материалы вводят в ковш в последнюю очередь в количестве, обеспечивающем введение в металл титана, превышающем его стехиометрическое соотношение с азотом. Например для стали с содержанием азота 0,0050,007% содержание титана должно находиться в пределах 0,025-0,040%. Для этого .потребуется ввести в ме- талл 0,4 кг/т отходов титана. Окончание ввода титансодержащих материалов должно заканчиваться не позже . наполнения металлом 2/3 объема ковша.

Основные нормативе раскисления и качественные показатели сталей, получаемых с использованием предлагаемого способаИ способа - прототипа, приведены в таблице.

91126613 10

Приведенные данные свидетельству-их значений, при использовании предлают о том, что при использовании пред-гаемого способа выше, чем известного, лагаемого способа раскисления стали

существенно увеличивается степень ус- Таким образом, при использовании воения апттиия, титайа и других фер- 5предлагаемого способа раскисления росплавов по сравнению с известнымстали достигается повышение стабильспособом (прототипом). Стабильностьности механических свойств, увеличемеханических свойств стали, характе-ние степени усвоения легирующих элё1шзуемая в 3-6 раз меньшим разбросомментов и уменьшение брака по дефектам.

t. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, включакиций присадку в ковш вначале алкмшния, затем ферросплавов и титансодержащих материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности механических свойств, увеличения степени усвоения легирующих элементов и уменьшения брака по дефектам, раскиление стали алюминием производят в количестве 0,6-1,0 кг/т, а титансодержащие материалы присаживают из расчета получения в металле титана в количестве, превьш1ающем его стехиометрическое соотношение с азотом на 0,003-0,023%. 2. Способ по п. 1, отличающий, с я 1ем, что количество алюминия в указанном интервале устанавли- t вают в зависимости от содержания (Л углерода в стали из соотношения А1 1..1%С. :