Способ получение слитков полуспокойной стали Советский патент 1992 года по МПК B22D7/00 

сл

С

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии раскисления и разливки полуспокойных сталей, и . может быть использовано для получения крупных слитков из полуспокойной стали.

Цель изобретения - снижение головной обрези и отбраковки металла по поверхностным дефектам за счет стабилизации степени окисленности стали по высоте слитка.

Цель достигается тем, что раскисление в изложнице ведут двухстадийно: 50-60% раскислителя размещают на дне изложницы перед заливкой, а 40-50% вводят равномерно в струю металла с момента наполнения изложницы на 1/2...2/3 ее высоты и заканчивают ввод раскислителя по истечении 95-97% времени заливки, при этом в качестве раскислителя используют

металлическую фракцию топливного шлака с содержанием 14-20% кремния в количестве 2,5..,3,0 кг/т стали. В этом случае достигается активное воздействие как на процесс формирования корковой зоны, так и внутренней структуры слитка.

Двухстадийная схема ввода раскислителя в изложницу призвана обеспечить последовательное, эффективное и комплексное воздействие на металл, поступающий в изложницу и кристаллизующийся в ней. Большую часть раскислителя вводят на дно изложниц (50-60%), что позволяет повысить раскисленность металла донной части и регулировать окисленность стали при нарастании ее уровня в изложнице. Кроме того, присадка в донной части выполняет функцию смываемого покрытия поддона,

СЛ

sl

обеспечивая его защиту, особенно в момент удара струи.

Используя менее 50% добавки могут иметь место как случаи приварки слитков, так и увеличенной протяженности пузырей в корковой зоне слитков из-за недостатка кремния. Введение раскислителя на дно более 60% от общего количества приводит к неэффективному использованию его. Другая часть раскислителя (40-50%) вводится в струю стали и участвует в формировании верхних уровней слитка и позволяет за счет интенсивного снижения окисленности и охлаждения стали подавить или ограничить образование, рост пузырей, а также сформировать благоприятную микроструктуру осевого объема верхней части слитка.

Присадка менее 40% общего расхода является недостаточной, введение же раскислителя более 50% приведет к излишним раскисленное™ и охлаждению объемов верхней части, что будет способствовать как возможной локализации раскислителя, так и формированию слитка с вогнутой формой головной части.

Общее количество вводимого раскислителя выбирается из расчета обеспечения комплексного воздействия (эффекты раскисления и охлаждения стали) на металл при его разливке и формировании слитка. Расходы менее 2,5 кг/т стали не позволяют достичь максимального эффекта из-за отрицательного недостатка баланса по кремнию, а также снижения соответственно доли железа. В результате не достигается требуемая степень корректировки окисленности и температура металла, что в итоге не гарантирует получение слитков высокого качества, При расходе более 3 кг/т стали возможны случаи перераскисления головной части и неполного (неравномерного) рассредоточения частиц раскислителя вследствие нарастания вязкости металла.

Момент ввода раскислителя в струю ограничивается длительностью действия его доли, присаженной в донную часть, а также обеспечением продолжения непрерывной корректировки (снижения) окисленности поступающего в изложницу металла и достижения ее оптимальных значений, обеспечивающих наилучшее качество металла.

Начало ввода раскислителя ранее, чем по достижении 1/2 высоты изложницы приведет к наложению воздействия на дозу присаживаемую в донную часть, будет нарушен принцип последовательности, равномерного распределения и срабатывания присадки и оказания максимального влияния на объемы верхней части слитка и степень развития подусадочной рыхлости внутренней осевой части.

Ввод раскислителя позже, чем уровень металла достигнет 2/3 высоты изложницы,

приведет к запаздыванию в подготовке металла и оказании воздействия на окислен- ность и, таким образом, на формирование безпузыристой корковой зоны, что приведет к ухудшению качества поверхности проката.

Продолжительность ввода указанного раскислителя предполагает максимально возможное время его присадки в жидкий металл при отливке слитков. Выполнением

этого условия добиваются более равномерного ввода и распределения частиц в объеме и, следовательно, воздействия их на металл на всем протяжении отливки слитка. В противном случае эффект влияния частиц

может локализоваться: зона пузырей, макроструктура головной части, степень развития химической неоднородности будут предпочтительны на уровнях слитка, где вводились частицы раскислителя. Поэтому

оптимальной продолжительностью ввода (момент окончания ввода) частиц раскисли теля следует считать интервал 95-97% времени их отливки.

Заканчивая ввод частиц раскислителя ранее, чем за 95% времени отливки слитка, не обеспечит создание оптимальных условий по окисленности для формирования благоприятной структуры поверхностного

слоя слитка на этих уровнях и головной его части. Более позднее окончание ввода (более 97% времени заливки) приведет к запаздыванию в срабатывании раскислителя и вероятности его локализации в головной части или на ее поверхности в непрореагировавшем виде.

Постановка и выполнение требования по равномерному введению частиц раскислителя в струю в соответствии с изменяющейся скоростью их отливки диктуются необходимостью получения равнозначного эффекта воздействия от слитка к слитку е условиях изменяющегося объема металла в ковше и, как следствие, падению линейной

скорости наполнения изложниц. Невыполнение этого условия приведет к нарушению обеспечения стабильности в условиях отливки уровней этой части слитка, а значит и равномерности воздействия частиц раскислителя на формирование этих зон В итоге будут существенные различия в микроструктуре металла.

Пример. Разливка стали марки ЗПС в слитки массой 12,1 т. Высота изложницы

2300 мм. На дно изложниц перед заливкой расходовали 55% раскислителя (2,7 кг/т стали). Вторую часть раскислителя в количестве 45% равномерно ввели в струю металла, начиная после наполнения изложницы на 0,6 ее высоты. Ввод раскислителей в струю закончен по истечении 95% времени его отливки (см. таблицу).

В результате в изложницах во время разливки удалось стабилизировать окис- ленность стали в пределах оптимальных значений и снизить температуру разливав- мого металла, что позволило подавить интенсивное образование и рост пузырей в наружном слое слитка, сократить развитие этой зоны, улучшить макроструктуру головной части слитков. Это привело к уменьше- нию объема зачистки слябов на адьюстаже, снижению расходного коэффициента металла, химической неоднородности по сере, фосфору и кремнию соответственно на 13,23 и 7%.

2,0

65-1,3

35-0,7

1/3-765

60-1,5 50-1,5

«10-1,0 50-1,5

2/3-1535 1/2-1150

.

55-1,9 5-1,6

i5-1,6

55-1,9

5/8-13 0

0,015- 0,02.

Одной порцией0,015-0,02

За 1-3 с .- Разовая 1,3-1,Ј до оконча- присадка ни я напол- всего ко- нения из- личества ложницы 60-90 мм до уровня налива

Формула изобретения Способ получения слитков полуспокойной стали, включающий скоростную заливку стали сверху в изложницу, раскисление стали в изложнице, последующую кристаллизацию и охлаждение слитка, отличающийся тем, что, с целью снижения головной обрези и отбраковки металла по поверхностным дефектам за счет стабилизации степени окис- ленности стали и по высоте слитка, 50-60% раскислителя от общего количества размещают на дне изложницы перед заливкой, а 40-50% вводят равномерно в струю металла с момента наполнения изложницы на 1/2.„2/3 ее высоты и заканчивают ввод раскислителя по истечении 95-97% времени заливки, при этом в качестве раскислителя используют металлическую фракцию топливного шлака с содержанием 14-20% кремния в количестве 2,5-3,0 кг/т стали.

0

2,3-3,1

5 7

2,3-3,1 2,3-3,1

6 2,3-31 100 2,3-3,1

зовая 1,3-1,Ј рисадка его ко- чества

Не обеспечивает доводку окисленности до оптимальных значений. В периферийной зоне образуются газовые пузыри, ухудшает ся внутренняя макроструктура. В итоге повышенный РКП, наличие поверхностных дефектов металла

Обеспечивается стабильное снижение окисленности разливаемой стали и температуры, что позволяет получать слитки с ограниченным развитием и протяженностью зоны пузырей, плотной наружной корочкой Достигается минимальное значение РКН и высокое кэ чество поверхности.

Не устойчив в регулировке окисленности металла, получение протяженной зоны пузырей и перекисленной внутренней части слитка. Ухудшение качества металла, а также увеличение РКМ на первом переделе Локальное влияние раскис- лителя только на объем металла головной части с ограничением по высоте слит- - ка. Не оказывает воздействия на макроструктуру корковой зоны (протяженность зоны пузырей по высоте слитка), определяющей качество поверхности проката