Способ обработки расплава Советский патент 1988 года по МПК B22D27/20 B22D7/00 

СП

00 СЛ

iNd

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стальных литых заготовок для последующей глубокой и сверхглубокой вытяжки.

Цель изобретения - повышение выхода годного за счет снижения количества неметаллических продуктов раскисления в слитке.

На зеркало расплава раскислители вводят в виде ферротитана, а затем - в виде ферросилиция из расчета введения Ti в количестве 0,007-Q,01%, а кремния 0,ОА-0,045% на 1 т расплава,

Ввод ферротитана после наполнения изложницы за счет его высокой рас- кислительной способности обеспечивает резкое снижение интенсивности кипения металла в изложнице, а следовательно, и конвективных потоков металла вызываемых кипением. Последующий ввод ферросилиция на зеркало металла, в объеме которого отсутствуют конвективные потоки, приводит к раскислению только поверхностного слоя металла и химическому закупориванию слитка,Верхняя часть слитка, содержащая спокойный металл и большое количество неметаллических включений - продуктов раскисления, впоследствии удаляется в виде головной обрези, а вся масса годной стали практически не содержит продуктов раскисления. Предлагаемый способ обработки расплава обеспечивает химическое закупоривание кипящей стали и концентрирование неметаллических включений в головной части слитка, что практически полностью предотвращает загрязнения тела слитка продуктами раскисления,

В предлагаемом способе задача химического закупоривания слитка решается в два этапа. На первом с помощью ферротитана, на втором с помощью ферросилиция. Соотношение между этими процессами, оцениваемое по интенсивности конвективнь 1Х потоков - первого 90-95%, второго 5-10%в

При вводе ферротитана ранее чем через 1,6 мин после наполнения изложницы повышается угар титана, и соответственно, увеличивается содержание в стали неметаллических включений.

При вводе ферротитана позднее чем через 2,0 мин после заполнения

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

изложницы не снижается интенсивность конвективных потоков вследствие недостаточного усвоения титана, при этом при последующем вводе ферроси- лзiция возможно его затягивание в металл и повьш1ение содержания неметаллических включений.

При массе ферротитана не менее 0,007% на 1 т стали не достигается эффект снижения интенсивности конвективного перемешивания металла. При этом часть ферросилиция, вводимого после ферротитана, увлекается в объеме металла, что приводит к загрязнению стали силикатными неметаллическими вютючениями.

При массе ферротитана более 0,01% на 1 т.,стали происходит загрязнение металла оксидом титана.

При вводе ферросилиция ранее чем через 0,2 мин после ввода ферротитана процесс кипения не успевает прекратиться, что приводит к затягиванию ферросилиция в объем металла и повышению содержания неметаллических включений. При вводе ферросилиция позднее чем через 0,3 мин после присадки ферротитана повьщ1ается угар последнего за счет окисления металла атмосферным кислородом, сопровождающийся повышением содержания в стали неметаллических включений.

При вводе менее 0,04% на I т ферросилиция не происходит химического закупоривания стали, а при расходе более 0,45% на 1 т не обеспечивается его полное усвоение, в обоих случаях содержание неметаллических включений возрастает.

Пример. При разливке стали из 480-тонного ковша в уширенные книзу изложницы на поверхность зеркала металла в изложнице через определенный интервал времени после ее наполнения вводят 70% ферротитана, а после выдержки металла присаживают 65% ферросилиция, Расходь раскислителей и интервалы времени варьируют в широких пределах. Каждый из 20 отлитых слитков обрабатывают по индивидуальной технологии (с индивидуальными режимными параметрами предпагаемого способа). Кроме того, один слиток , обрабатьюают в соответствии с известной технологи ей. Из середины раската каждого слитка отбирают пробы металла, в которых методом растворения опреде3

ляют содержание неметаллических включений.

1445852 . 4

Результаты опытной плавки приве- :дены в таблице.

Содержание неметаллических включений в середине слитка,

Выход стали для глубокой вытяжки, 7о

0,15-0,019 0,020-0,029 0,030-0,039 0,040-0,049 0,050 и

более

100

85

80

60

20

Высокая теплоемкость и скрытая теплота плавления ферротитана приводят к снижению температуры верхних, горизонтов металла, в этих условиях ввод ферросилиция решает задачу окончательного, т.е. глубокого раскисления верхней части слитка, а переохлаждение расплава и отсутствие конвективных потоков позволяют локализовать металл загрязненный включег ниями (силикатами) в верхней части слитка, которая впоследствии удаляется с головной обрезью (3-4% металла).

Ввод 70% ферротитана через 1,5- 2,0 мин после наполнения металлом изложницы Способствует более равномерному распределению неметалличес- ких включений в объемах слитков массой 18,3-19,2 т. Увеличение продолжительности кипения до 5-7 мин и более приводит к образованию на поверхности металла корки шлака, состоящей из окислов Fe, МпО и SiO которая затрудняет химзакупорку головной части слитка, уменьшает усвояемость ферротитана и приводит к росту количества слитков с неудовлетворительной поверхностью (ровные, вогнутые, наплывы более 100 мм), а зто влечет за собой увеличение головной обрези на слябинге, росту брака по расслоению.

Глубина проникновения титана в металл составляет 7-10%, в то время как алюминий и кремний проникают в объеме металла на глубину 17-32%. Максимальная ликвация титана находится на высоте 4% от головы и составляет 0,12-0,15% и практически вырезается на слябинге при порезке раскатов.

На остальных горизонтах 5% и .более содержание титана не превьппа- ет 0,003-0,007%. Алюминий и крем80

60

20

15 НИИ ликвируют на глубину 13-27% и содержание последних на горизонтах 13% составляет соответственно 0,05 и 0,08%, а на горизонтах 20% - 0,02 и 0,04% и практически выходит за пределы требований ГОСТ 9045-80 и 4041- 81.

20

Последовательный вод ферротита- на и ферросилиция исключает проникновение и кремния в тело слитка. Максимальное содержание кремния обнаружено на глубине 3% от головной кромки раската 0,17% и весь этот металл вырезается и уходит в обрезь.

При реализации предлагаемого способа с установленными значениями параметров достигается увеличение выхода стали годной для глубокой и весьма глубокой вытяжки.

Зь ф

ормула изобрет е н и я

0

5

Способ обработки расплавов преимущественно при изготовлении массивных слитков из кипящей стали для последующей глубокой и сверхглубокой вытяжки, включающий введение на зеркало расплава раздельно раскислите- лей, содержащих кремний и титан соответственно, отличающий-, с я тем, что, с целью повышения выхода годного за счет снижения количества неметаллических продуктов раскисления в слитке, раскислитени на зеркало расгшава вводят в виде л ферротитана, а затем - в виде ферросилиция, из расчета введения титана в количестве 0,007...0,01%, а кремния 0,04.0.0,045% на 1 т расплава,- причем первый раскислитель вводят через 1,6...2,О мин после окончания заливки расплава, второй - через 0,2...0,3 мин после окончания ввода первого,раскислителя.

9