Способ модифицирования и раскисления литейной электростали Советский патент 1988 года по МПК C21C7/06 

со ;о Ч Crt

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке спо собов модифицирования и раскисления эле к тро с тали.

Цель изобретения - повышение ли- тейно-технологических свойств и хла- доетойкости электростали.

Сущность предлагаемогб способа заключается в дополнительном вводе в расплав алюмо-магний-титанового сплава.

Оптимальное соотношение модифицирующих элементов кальция и магния и микролегирующей добавки титана в сочетании с сильным раскислителем (алюминием) обеспечивает комплексное раскисляющее и модифицирующее воздействие на сталь заданного состава, выплавленную в кислой электродуговой печи. В значительной степени, связывая кислород и азот, алюминий обеспечивает хорошее раскисление металла и за счет образования нитридов алюминия измельчается зерно аустенита при нагреве под нормализацию и диспергируется структура стали после термообработки. Применение алюминия для раскисления литейной стали, кроме того, гарантирует получение плотного металла, не содержащего газовых раковин и пористости. Титан, имеющий уменьшенную раскислитеЛьную способность по сравнению с алюминием, обеспечивает практически полное связьша- ние азота с образованием дисперсных нитридов титана, способствующих измельчению структуры и повышению механических свойств и хладостойкости стали.

Использование комплекса кальций - магний обеспечивает максимальное связывание серы, образуя сульфидные и оксисульфидные фазы, хорошо удаляющиеся из стали. Имеющиеся в металле после затвердевания кальций- и маг- нийсодержащие неметаллические частиц имеют небольшой размер и округлую форму, обусловленные условиями их формирования: в связи с высоким химическим средством тугоплавкие кальций и магнийсодержащие вк.гпочения образуются в жидком металле еще до начала кристаллизации. Наоборот,- в случае применения известного способа, когда использование одного кальция недостаточно для связывания имеющейся в электростали серы, образуются сульфиды марганца, которые могут содер0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жать желе,зо и концентрируются в жидком металле при кристаллизации, находясь, в затвердевшей стали по границам дендритных кристаллов и первичных зерен. Эти сульфиды имеют неправильную вытянутую форму и служат концентраторами напряженш и способствуют хрупкому разрушению. В то же время благоприятные по форме неметаллические частицы по предлагаемому способу равномерно располагаются в металлической матрице, способствуют снижению порога хладноломкости, парализуют вредное влияние примесей на трещиноустойчивость и жидко- текучесть металла.

Введение силикокальция менее 0,5 кг/т стали не обеспечивает достаточно полного связывания серы, ее удаления и формирования неметаллических включений благоприятных по форме и характеру распределения, способствующих повьш1ению хладостойкости и литейно-технологических свойств. Добавка силикокальция более 1,5 кг/т изменяет оптимальное соотношение по предлагаемому способу и в связи с интенсивным образованием паров кальция и неоправданными его потерями недостаточно эффективно.

Присадка брикетированного алюмо- магнийтитана менее 0,8 кг/т стали снижает раскисленность металла и не обеспечивает измельчения структуры термообработанной. стали из-за недостаточного количества нитридов алюминия и титана, препятствующих коагуляции зерен аустенита при нагреве. Недостаточное количество нитридов не обеспечивает и получение необходимого уровня прочностных характеристик заданной марки стали. Недостаток магния негативно сказывается на процессы образования включений, как и в случае с кальцием. При увеличении количества присаживаемого алюмомаг- нийтитана более 1,2 кг/т избыточное количество алюминия и титана приводит к образованию крупных нитридов, отрицательно влияющих на хладостой- кость стали. При этом возрастает возможность образования нитридов титана в жидкой стали при кристаллизации, что CHi-гаает жидко те куче с т j и трещиноустойчивость стали. Магний в случае увеличенной присадки в значительной степени угорает и эф1)эективность его воздействия на неметаллические включения снижается.

Приме р. В кислой электродуговой печи выплавляют сталь типа 20 ФТЮЛ, имеющую следующий химический состав, мас.%: С 0,16-0,25, Мп 0,9-1,2; Si 0,30-0,50; V 0,02-0,04; Ti 0,01-0,02; Al 0,03-0,06. Указанная сталь, раскисленная и модифици- рованная по предлагаемому способу, обеспечивает получение высоких физико-механических свойств, превосходящих уровень серийного применения стали 20 ФЮЛ. Для сравнения сталь 20 ФТЮ обрабатывают в ковше по предлагаемому и известному способам.

Параметры предлагаемого и известного способов модифицирования и рас- кисления электростали приведены в табл. 1. Литейно-технические свойства и хладостойкость стали, модифицированной и раскисленной различными способами, приведены в табл. 2.

Как следует из табл. 1 и 2, ввод в расплав алюмомагнийтитанового cruia ва при рекомендуемом соотношении между Са, Mg и Ti обеспечивает повышение жидкотекучести в 1,12-1,2 раза ударной вязкости в 1,4-1,8 раза и снижение склонности к трещинообразо- ванию в 1,3-2,5 раза.

Формула изобретения

Способ модифицирования и раскисления литейной электростали, включающий окончательное раскисление и модифицирование силикокальцием, отличающийся тем, что, с целью повышения литейно-технологических свойств и хладостойкости электростали, в ковш при выпуске расплава вводят совместно с силикокальцием алюмо- магнийтитановый сплав в количестве 0,8-1,2 кг/т стали при соотношении в смеси кальция, магния и титана, равном 1:(0,16-0,70):(0,5-2,4).

т б л к а а I

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при модифицировании и раскислении литейной электростали. Цель изобретения - повьппение литейно-технологиче ских свойств и хладостойкости электроста- . ли. П1 едложенный способ включает обработку в ковше силикокальцием совместно с алнмомагнийтитановым сплавом при его расходе 0,8-1,2 кг/т стали при соотношении в смеси кальция, магния и титана, равном 1:(0,16 - 0,70):(0,5-2,4). 2 табл.

Таблица 2

Склонность к тре- щимообрззованиюу проба Нехендзи- Самарика

Жидкотекучесть, мм, на пробах

Размер

трещин,

мм

Нехендзи- Самарина

га

2 3 2

2,3 3,2 2,0

315 302 312

Продолжение табл.2

Ударная вязкость, Дж/см при температурах, С

+20

-60

Спираль Кери

8-9 7-8 8-9

91 83 95

31 28 33