Способ получения слитков кислой стали Советский патент 1991 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при отливке слитков из кислой стали.

Цель изобретения - повышение ударной вязкости слитков.

Способ осуществляют следующим образом.

Выплавка стали в кислой мартеновской печи производится на твердой шихте (чугун и стальной лом), комбинированной, состоящей из твердых и жидких материалов, или на жидком полупродукте, предварительно выплавленном в основном сталеплавильном агрегате. Плавку ведут активным процессом: окислительные процессы в металле интенсифицируют периодическими присадками в печь железной руды, окалины, извести. По достижении содержания углерода в пределах, заданных маркой стали, производят раскисление металла доменным ферро- силицием и ферромарганцем, легирование его в соответствии с маркой выплавляемой стали. Общая продолжительность доводки

плавки, как правило, не превышает 3 ч. Готовую сталь выпускают в сталеразливочный ковш при температуре, на 100-130°С превышающей температуру ее плавления, и разливают в изложницы.

В соответствии с предлагаемым способом, при разливке на воздухе в исходную сталь в процессе наполнения изложницы вводят барий в виде силйкобария. Чтобы обеспечить равномерное распределение бария в объеме слитка, производят присадки несколькими порциями после заполнения примерно 0,3 высоты изложницы. В случае вакуумной разливки куски барийсо- держащего материала предварительно размещают в изложницы Hfe уровнях, соответствующих 0,3-0,7 ее высоты (например, закрепляют с помощью тонкой проволоки).

Кроме того, присадки бария .непосредственно во время наполнения изложницы могут осуществлять с помощью различных

ON Ю

Os

g

дозирующих устройств, герметично закреп ленных на крышке вакуумной камеры.

Пример1.По предлагаемому способу в сталь 15ХЗНМФА (химический состав по ТУ 5.961-11060-77), выплавленную в кислой мартеновской печи активным процессом, при разливке на воздухе в слитки массой 4,5 т вводят силикобарий на расчетное количество бария 0,005; 0,006; 0,009; 0,015; 0,045, и 0,9%. Все опытные слитки, а также аналогичный слиток массой 4,5 т из стали, полученной известным способом, методом протяжки прокованы на одинаковые цилиндрические поковки с уковом 12. После термической обработки (отжиг, закалка в воде с температуры 930°С и отпуск при температуре 645-660°С) из поковок вырезаны для исследования продольные и поперечные темплеты.

Под влиянием оптимальной присадки бария (0,005-0,009%) происходит снижение среднего размера зерна (с 51 до 45-47 мм) и разнозернистости (с 0,48 до 0,36-0,38), выраженной с помощью коэффициента вариации (ГОСТ 5.639-82, ст. СЭВ 1959-79), происходит измельчение силикатных включений (с 8,5-17 до 3-10 мкм) и снижение их пластичности (с 0,388 до 0,285-0,290), характеризуемой коэффициентом деформируемости; происходит повышение среднего уровня (относительного сужения на 7,3%, ударной вязкости на 12,2-23,1%) и однородности (с 0,299 до 0,276 - коэффициент вариации) механических свойств на поперечных образцах, а также возрастает уровень ударной вязкости при пониженных температурах.

Присадка бария в количестве менее 0,006% практически не оказывает-влияния на неметаллическую фазу и свойства поковок, а в количестве более 0,009% приводит к повышению пластичности включений и снижению механических свойств.

Согласно результатам механических испытаний, независимо от количества введенного бария и ориентировки образцов по отношению к оси поковки, прочностные характеристики стали одинаковы: предел прочности ав 715 ±14 МПа; предел текучести 0m 617 ± 17 МПа. Пластичность(6 20,9 ± 1,4%, V 73,4 ± 1,7%) и ударная вязкость (КСИ 221,4 ± 9,6 Дж/см2) на продольных образцах находятся практически на одном уровне.

П р и м е р 2. По предлагаемому способу из инструментальной стали 5ХНМ (химиче ский состав по ГОСТ 5950-73), выплавленной в кислой мартеновской печи активным процессом, отлиты четыре слитка массой

29,5 т каждый. Отливка осуществлялась в вакуумной камере при остаточном давлении 3-7 мм рт.ст.: продолжительность вакууми- рования 12 мин. Перед разливкой по второй,

третьей и четвертой изложницах на уровнях, соответствующих 0,3-0,7 их высоты, с помощью тонкой проволоки размещены куски силикобария, количество которого соответственно составило 0,005, 0,006 и 0,6% от

0 массы жидкого металла.

Из опытно-промышленных слитков методом протяжки с уковом 12 откованы цилиндрические заготовки бОО и L 1200 мм. После термической обработки (отжиг, закал5 ка в масле с температуры 860°С и отпуск п ри температуре 600°С) с обоих концов поковок, соответствующих верхней и нижней части слитка, вырезаны поперечные и продольные темплеты для исследования структуры

0 и свойств опытной стали. Исследование проведено в сравнении с аналогичной поковкой из стали той же плавки (первый слиток), полученной известным способом.

Под влиянием оптимальной присадки

5 бария (0,006%) происходит снижение среднего размера зерна (с 47 до 40 мкм), сниже- ние пластичности неметаллических включений и повышение чистоты стали по содержанию оксидных включений.

0 В результате этого при равном уровне прочности поковки из модифицированной барием (0,006%) стали существенно превосходят аналогичные поковки из обычной кис5 лой стали по показателям пластичности и ударной вязкости. Так, относительное повышение ударной вязкости в связи с присад- .кой 0,006% бария составило по деформированной верхней части слитка

0 35,7%, по нижней части 8,0%; повышение относительного сужения соответственно 41,7 и 73,5%.

Присадка бария в количестве 0,005% практически не повлияла, а в количестве

5 0,6% привела к снижению пластичности и ударной вязкости исследуемой стали.

Изобретение обеспечивает улучшение качества кислой стали, выплавленной активным процессом, повышение пластичности и

0 ударной вязкости. Использование предлагаемого способа взамен кремневосстанови- тельного процесса позволяет сократить продолжительность плавки в кислой мартеновской печи в среднем на 1 ч.

5 Формула изобретения

1. Способ получения слитков кислой стали, включающий выплавку стали активным процессом в мартеновской печи с кислой футеровкой, раскисление в печи марганцем и кремнием и разливку стали в изложницы, отличающийся тем, что,

516961046

с целью повышения ударной вязкости слит-2. Способ по п. 1,отличающийся

ков, в процессе заливки расплава в излож-тем, что, с целью уменьшения содержания,

ницу в момент наполнения 0,3...0,7 еенеметаллических включений, разливку вевысоты вводят барий в количестведут в вакууме.

0,006...0.009% от массы стали, заливаемой5 в изложницу.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при отливке слитков из кислой стали. Цель изобретения - повышение ударной вязкости слитков. Выплавку кислой мартеновской стали проводят активным процессом. Раскисление стали в печи осуществляют марганцем и кремнием. Затем ведут заливку в изложницы и в момент наполнения 0,3...0,7 ее высоты вводят барий в количестве 0,006- 0,009% от массы стали, заливаемой в излож- ницу. Для уменьшения содержания неметаллических включений разливку ведут в вакууме. 1 з.п. ф-лы. w Ё