Способ раскисления стали Советский патент 1991 года по МПК C21C7/06 C21C5/52 

(Л

с

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента Цель изобретения - улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Раскисление металла проводят смесью FeSIMnAI и FeSi, в которой соотношение AI:Si:Mn равно 1 ( 8-36):(14-49), Через 1-3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий. Отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимому со сплавом FeSiMnAI, составляет 1-5

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке спокойных марок стали широкого сортамента.

Цель изобретения -улучшение качества поверхности, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката.

Используют FeSIMnAI марки ФС18МнАЗ и FeSi марки ФС45.

П р и м е р 1. Сталь марки СтЗсп выплавляют в 160-тонном конвертере, По достижении среднемарочного содержания углерода плавку выпускают. После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSIMnAI (6,5 кг/т стали) и FeSi (2,8 кг/т стал и). Соотношение AI:Si:Mn в смеси равно 1:7:13. Через 0,5 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,78

кг/т стали Отношение количества количества металлического алюминия и количества алюминия, введенного со сплавом FeSiMnAI, равно 5,2

Сталь разливают в слитки массой 18,6т, которые прокатывают на балки N 55Б. Вследствие недостаточного количества кремния и марганца в смеси образуется часть свободного глинозема и некоторое количество шпинели МпО А1аОз. Эти тугоплавкие включения образуют на зеркале металла твердую корку, которая,заворачиваясь к стенке изложницы, образует поверхностные дефекты на слитках. Недостаточное время между присадками смеси и металлического алюминия усугубляет этот процесс. Несмотря на большое количество присаживаемого металлического алюминия он в зна- чительной степени расходуется на

О О

Ј о

раскисление стали, загрязняя металл глиноземом. Поэтому в металле недостаточно высокое содержание кислоторастворимого алюминия. Следствием является незначительное повышение временного сопротивления (на 5-8 Н/мм2), небольшое снижение порога хладноломкости (на 5°С), кроме того, практически на изменяется переназначение балок во второй сорт по дефектам поверхности (около 7%). Все эти показатели даны в сравнении с показателями, полученными по известному способу.

П р и м е р 2. Сталь марки СтЗсп выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении содержания углерода 0,15% плавку выпускают. После наполнения ковша на 1/5 часть в сталь вводят смесь FeSiMnAI (7 кг/т стали) и FeSi (3 кг/т стали). Соотношение AI:SI:Mn равно 1:8:14. Через 1 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,75 кг/т стали, Отношение количества металлического алю- миния и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, равно 5. Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывают на балки № 55Б Образующиеся включения преимущественно.объединены в легкоплавкие комплексы типа ЗЮг- МпО- и частично Si02-MnO, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков. В металле обеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во II сорт на 2%, повышается временное сопротивление на 15 Н/мм2, снижается порог хладноломкости на 10°С.

Примерз. Сталь марки 09Г2С выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении содержания углерода 0,08% плавку выпускают. После наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSiMnAI (20 кг/т стали) и FeSi (8 кг/т стали). Соотношение AI:Si:Mn в смеси равно 1:11,6:22,4. Через 2 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,6 кг/т стали. Соотношение количества металличе- ского алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, равно 2. Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывают на балки № 55Б. Образующиеся включения преимущественно объединены в легкоплавкие комплексы типа SI02 MnO AlzOa и частично Si02 MnO, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков. В металле обеспечивается мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия. По сравнению с

известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во II сорт на 3%, повышается временное сопротивление на 20 Н/мм2, снижается порогхладноломкостина15°С,

П р и м е р 4, Сталь марки 10Г2С1 выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении содержания углерода 0,08% плавку выпускают. После наполнения ковш«

0 на 1/4-часть в сталь вводят смесь FeSiMnAJ (22 кг/т стали) и FeSi (15 кг/т стали). Соотношение равно 1:36:49. Через 3 мин после ввода смеси присаживают металлический алюминий в количестве 0,3 кг/т стали.

5 Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, равно 1. Сталь разливают в слитки 18,6т, которые прокатывают на балки № 55Б. Образующиеся вклю0 чения преимущественно объединены в легкоплавкие комплексы типа SiOa MnO- AlaOa и частично ЗЮг МпО, хорошо удаляющиеся из металла и не ухудшающие поверхность слитков. В металле обеспечивается

5 мелкое зерно вследствие получения значительного количества кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во II сорт на 3%, повышается

0 временное сопротивление на 15 Н/мм2, снижается порог хладноломкости на 10°С.

П р и м е р 5. Сталь марки 10Г2С1 выплавляют в 160-тонном конвертере. По достижении углерода 0,08% плавку выпускают, После

5 наполнения ковша на 1/4 часть в сталь вводят смесь FeSiMnAI (23 кг/т стали) и FeSi (16 кг/т стали). Соотношение AI:Si:Mn в смеси равно 1:37:50. Через 3,5 мин после ввода смеси присаживают металлический алюми0 ний в количестве 0,28 кг/т стали. Отношение количества металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, равно 0,6. Сталь разливают в слитки массой 18,6 т, которые прокатывают

5 на балки № 55Б, В неметаллических включениях имеется большое количество SI02, образующего наряду с легкоплавкими комплексными включениями пластичные включения вытягивающиеся в строчки-до0 рожки в процессе прокатки и ухудшающие вязкость металла. Кроме того, вследствие поздней присадки металлического алюминия он не полностью растворяется в металле, выгорая при взаимодействии с окислами

5 шлака, частично попавшего в ковш. Поэтому в металле низкое содержание кислоторастворимого алюминия. По сравнению с известным способом обеспечивается снижение переназначения балок во II сорт на 1 %, временное сопротивление остается на прежнем уровне, несколько снижается ударная вязкость.

Как показали данные расчетов, лучшие результаты обеспечивают варианты 2-4 Переназначение проката во II сорт по дефектам поверхности снижается на 2-3%, повышается временное сопротивление на 15-20 Н/мм2, снижается порог хладноломкости на 10-15°С.

Ввод смеси FeSiMnAI и FeSI ссоотноше- нием A :Si:Mn, равным 1:(8-36):(14-49), обеспечивает получение легкоплавких жидких включений типа А 20з 5Ю2 МпО, хорошо удаляющихся из расплава и не образующих на зеркале металла твердых корок, ухудша- ющих поверхность слитков. Выдержка перед вводом алюминия 1-3 мин позволяет более интенсивно участвовать в процессе раскисления кремнию и марганцу. При последующем вводе алюминия небольшая часть его расходуется на раскисление последних порций поступающего в ковш металла, а основная часть растворяется в металле, способствуя образованию в процессе затвердевания металла мелкодиспер- сной структуры и, соответственно, повышению временного сопротивления и снижению порога хладноломкости металла. Глубина раскисленности и количество кисло- торастворимого алюминия регулируется от- ношением количества вводимого металлического алюминия и количества алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI. Это отношение поддерживается равным 1- 5.

Выбор граничных параметров обусловлен тем, что при соотношении в смеси AI:SI:Mn, большем 1:8:14, недостаточно образуется SiOa. Поэтому будут образовываться тугоплавкие включения AlaOa и МпО- , ухудшающие поверхность слитков и эксплуатационные характеристики проката. При соотношении AI:Si:Mn, меньшем 1:36:49, в металле образуется много пластичных силикатов, снижающих порог хлад- ноломкости проката. При длительности периода между присадками смеси и алюминия меньше .1 мин кремний и марганец не успевают прореагировать с растворенным в металле кислородом, поэтому значительная часть вводимого затем алюминия израсходуется на раскисление стали. В металле будет недостаточно кислоторастворимого алюминия, следовательно, будет увеличиваться размер зерна металла, уменьшаться временное сопротивление и повышаться порог хладноломкости, При длительности этого периода больше 3 мин не исключается, что не весь алюминий растворится в металле до начала схода шлака, т е. часть алюминия окислится шлаком, что приведет к повышению размера зерна металла и, соответственно, к снижению временного сопротивления и повышению порога хладноломкости. При отношении количества алюминия, вводимого на последнем этапе, к количеству алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, меньше 1 в металле будет недостаточно кислоторастворимого алюминия, что приведет к увеличению размера зерна, снижению временного сопротивления и повышению порога хладноломкости проката. Если это отношение больше 5, основная масса металла (до ввода металлического алюминия) недостаточно раскисляется, поэтому при вводе металлического алюминия образуется много А120з и МпО- А120з, что приводит к ухудшению поверхности и эксплуатационной стойкости проката.

Выдержка 1-3 мин до ввода металлического алюминия дает возможность прореагировать кремнию и марганцу с растворенным в металле кислородом. Последующий ввод металлического алюминия в соотношении с алюминием, введенным со сплавом, равным 1-5, обеспечивает раскисление последних порций металла и получение в металле значительного количества кислоторастворимого алюминия, обеспечивающего мелкое зерно в металле, повышение временного сопротивления и снижение порога хладноломкости проката. Последнее позволяет использовать прокат в условиях крайнего Севера.

При использовании предлагаемого способа уменьшается переназначение проката во II сорт по дефектам поверхности в среднем на 2,5%; повышается временное сопротивление металла в среднем на 17,5 Н/мм2; снижается порог хладноломкости металла в среднем на 12,5°С.

Формула изобретения

Способ раскисления стали, включающий ввод в ковш сплавов SiMnAI и FeSI, о т- личающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности, повышения временного сопротивления и снижения порога хладноломкости проката, раскисление металла в ковше производят смесью FeSiMnAI и FeSi, в которой соотношение AI:Si:Mn равно 1:(8-36):(14-49), а через 1-3 мин после ввода смеси в сталь присаживают алюминий, причем отношение количества этого алюминия к количеству алюминия, вводимого со сплавом FeSiMnAI, составляет 1-5.