Способ раскисления рельсовой стали Советский патент 1992 года по МПК C21C7/00 C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования при выплавке стали.,

Целью изобретения является повышение ударной вязкости и предела текучести рельсов, улучшение качества поверхности рельсов.

При вводе ферросиликомарганецалюминия в печь и сплава, содержащего нитдидообразующие компоненты, в ковш, металл глубоко раскисляется. Поэтому микролегирующие компоненты и алюминий в сплавах не угорают (или угорают незначительно) и соединяются с азотом, раствореннь1м в стали. Так как этого азота недостаточно для связывания указанных компонентов, добавляют карбамид в количестве 0.2...0,9 кг/т.

Карбамид (ГОСТ 2081-75) содержит 49% азота, который, растворяясь в металле, связывает микролегирующие компоненты и алюминий. Получается большое количество центров кристаллизации, измельчается зерно. При термообработке рельсов также выделяются нитриды, повышая ударную вязкость и предел текучести рельсов. Кроме того, так как азот связывает алюминий, устраняется возможность зарастания каналов в сталеразливочных стаканах, что позволяет улучшить качество поверхности слитков и рельсов. При малом количестве алюминия в сплавах, вводимых в ковш, целесообразно в сталь вводить металлический алюминий в количестве 0.05...0.25 кг/т. Малым количеством алюминия, который вводится со сплавами, следует считать менее 30 г/т стали.

Выбор граничных параметров обусловлан тем, что при вводе карбамида меньше 0,2 кг/т стали в металл недостаточно поступает азота, т.е. часть микролегирующих компонентов, алюминия не воздействует на свойства металла. Свободный алюминий вызывает зарастание каналов в сталеразливочных стаканах и ухудшает качество поверхности рельсов. При вводе карбамида более 0,9 KF/T стали удорожается обработка металла, практически не улучшаются его свойства, так как достигается практически предельное насыщение металла азотом. При малом количестве алюминия, вводимого со сплавами, необходимо присаживать не менее 0,05 кг/т стали металлического алюминия, Вводить алюминия более 0,25 кг/т стали нецелесообразно, так как часть алюминия находится в свободном состоянии и вызывает затягивание каналов в сталеразливочных каналах.

В качестве микролегирующих компонентов для рельсовой стали.наиболее целесообразно применять ванадий, образующий дисперсные нитриды, в качестве компонентов, активность которых превышает активность алюминия, - кальций, магний, барий и

Др.

По заявляемому способу рельсовую сталь выплавляют в мартеновской печи. После достижения содержания углерода 0,70...0,75%и температуры 1560...1Б80°С металл раскисляют в печи сплавом ферросилмкомарганецалюминий(13...14 кг/т). Через 5..,20 мин сталь выпускают в ковш. После наполнения ковша на 1/4...1/3 часть в сталь вводят кремний-кальций-ванадиевую лигатуру (5....6 кг/т), содержащую 0,5,.,0,8% алюминия. Затем после наполнения ковша на 1/2...3/3 часть вводят карбамид в количестве 0,2...0.9 кг/т. Если содержание алюминия в кремний-кальцийванадйевой лигатуре меньше 065 %, перед вводом карбамида присаживают металлиМеский алюминий в количестве 0,05..0,25 кг/т стали.

П р и м е р 1 (в таблице под N: 3). Сталь марки М76В выплавляют в 420-т мартеновской печи, После получения содержания углерода в расплаве 0,73% и температуры в металл вводят ферросиликомарганецалюминий в кбличестве 13,2 кг/т и ферросиликованадий в кoличectвe 4,9 кг/т. Через 11 мин плавку выпускают в два ковша. После наполнения ковшей на 1/3 высоты вводят силикокальций в количестве 3 кг/т, а после подъема уровня металла в ковше до 0,5 высоты - карбамид в количестве 0,6 кг/т стали. Сталь разливают в слитки массой 8,5 т, которые прокатывают на рельсы типа Р65. Рельсы закаливают в масле. По сравнению с рельсами, изготовленными с применением способа-прототипа, ударная вязкость металла, повысилась на 0,06

МДж/м, предел текучести - на 46 Н/мм, уменьшилась пораженность рельсов дефектами поверхности на 4,8%.

Пример2(в таблице под № 8). Сталь марки М76В выплавляют в 420-т мартеновской печи. После получения содержания углерода в расплаве 0,72% и температуры 1565°С в металл вводят ферросиликомарганецалюминий в количестве 13,6 кг/т стали. Через 9 мин плавку выпускают в 2 ковша.

После наполнения ковшей на 1/3 высоты вводят лигатуру кремний-кальций-ванадиевую в количестве 5,5 кг/т стали, а после наполнения ковша на 0,5 высоты - алюминий в количестве 0,12 кг/т и карбамид в

количестве 0,5 кг/т стали. Сталь разливают в слитки массой 8,5 т, которые прокатывают на рельсы типа Р65. Рельсы закаливают в масле. По сравнению с рельсами, изготовленными с применением способа-прототипа, ударная вязкость металла повысилась на 0,07 МДж/м , предел текучести - на 50 , уменьшилась пораженность рельсов дефектами поверхности на 5.8%.

Остальные примеры конкретного осуществления способа и получаемые при этом результаты приведены в таблице.

Согласно данным проведенных опробований в промышленныхусловиях лучшие результаты обеспечивают варианты 2...4 и

7...9. В сравнении со способом-прототипом они обеспечивают повышение ударной вязкости с 0,3 до 0,33...0.38 МДж/м , т.е. в среднем на 0,05 МДж/м ; повышение предела текучести рельсов с 902 до 928 Н/мм , т.е. в

среднем на 39 уменьшение пораженности рельсов дефектами поверхности с 19,2 до 13,4... 17,2%, т.е. в среднем на 3.9%. Предлагаемый способ позволяет повысить эксплуатационную стойкость рельсов.

Формулаизобретения

1.Способ раскисления рельсовой стали, включающий раскисление металла в печи сплавом ферросиликомарганецалюминий. а 0 ковше сплавами, содержащими нитридообразующие компоненты, отличающий0 я тем, что, с целью повышения ударной вязкости и предела текучести рельсов, после раскисления в крвше сплавами, содержащими нитридообразующие компоненты,

в сталь вводят карбамид 0,2-0,9 кг/т.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности, перед вводом карбамида в ковш дают алюминий в количестве 0.05-0.25 кг/т.

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способампроизводства рельсовой стали. Целью изобретения является повышение ударной вязкости и предела текучести рельсов и улучшение качества поверхности. В способе производства рельсовой стали, включающем ввод в сталь микролегирующих компонентов, раскисление металла в печи сплавом ферросиликомарганецалюминий, в ковше сплавами, содержащими нитридооб- разующие компоненты. После раскисления металла в ковше сплавами, содержащими нитридообразующие компоненты, в сталь вводят карбамид в количестве 0,2-0.9 кг/т. После присадки сплавов, содержащих нитридообразующие компоненты, перед введением карбамида в ковш вводят алюминий в количестве 0,05-0.25 кг/т. Повышается эксплуатационная стойкость рельсов. 1 з.п.ф- лы, 1 табл.(ЛG