Сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/50 C22C38/58 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству жидкой стали для разливки в изложницы и на МНЛЗ.

В настоящее время широко выплавляются низкокремнистые кипящая и полуспокойная стали, отливаемые в слитки. Недостатками этих низкокремнистых ста- пей является то, что слитки кипящей и полу- спокойной стали обладают высокой химической неоднородностью, недостаточной плотностью и пониженной пластичностью коркового слоя. Разливка этих сталей на МНЛЗ затруднена.

Известна жидкая низкокремнистая сталь 15пс по ГОСТ 1050-74, содержащая, мас.%:

Углерод0,12-0,19

Марганец0,35-0,65

Кремний0,05-0,17

Хром0-0,25

Никель0-0.25

Медь0-0,25

Азот0-0,008

Недостатками этой стали являются пониженные плотность и относительное удлинение металла коркового сл оя слитков, обусловленные наличием газовых пузырей и каналов.

Цель изобретения - повышение плотности и относительного удлинения металла коркового слоя слитка.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкую низкокремнистую сталь дополнительно введены алюминий кислоторастворимый, водород, кислород активный и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,03-1,5

Марганец0,05-2,5

Кремний0,001-0,11

Хром0,01-0.40

Никель0,01-0,40

Медь0,01-0,40

а

4 Ч со оо

Азот0,001-0,030

Водород0,0001-0,0008

Кислород

активный0,0001-0.004

Алюминий кислоторастворимый 0,005-0,050

Титан0,001-0,050

ЖелезоОстальное

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что введение в жидкую низкокремнистую сталь указанных количеств алюминия кислоторастеоримого, водорода, кислорода активного и титана предотвращает образование газовых пузырей в корковом слое слитка, что приводит к повышению плотности и относительного удлинения металла этого слоя,

Нижние пределы содержаний углерода (0,03%) и марганца (0,05%) приняты от значений, когда начинает проявляться влияние этих элементов на прочность стали. Верхние пределы содержания углерода (1,5%) и марганца (2,5%) ограничены величинами, когда резко уменьшается пластичность металла.

Нижний предел содержания кремния (0,001 %) принят от величины, когда начинает заметно проявляться раскислительчая способность этого элемента, а верхний предел (0,11%) ограничен значением, при превышении которого ухудшаются пластичность и свариваемость металла.

Нижние пределы содержаний хрома, никеля и меди (0,01 %) приняты от значений, при которых начинает проявляться влияние этих элементов на повышение коррозионной стойкости металла, а верхние пределы (0,40%) ограничены величиной, когда дальнейшее повышение их содержания становится экономически нецелесообразным.

Нижние пределы содержаний азота (0.001%), водорода (0,0001%) и активного кислорода (0,0001%) приняты от значений, при достижении которых проявляется влияние этих элементов на плотность и пластичность коркового слоя стального слитка. Верхние пределы содержания азота (0,030%), водорода (0,0008%) и кислорода активного (0,004%) ограничены значениями, при превышении которых производство стальных слитков с плотным и пластичным корковым слоем становится практически невозможным,

Нижние пределы содержаний алюминия ккслоторастворимого (0,005%) и титана (О 001%) приняты от тех минимальных значений, при которых предотвращается появление газовых пузырей в корковом слое слитка при содержаниях газообразующих ле ентов (азота, водорода, кислороде активного), близких к их максимальным пределам в предложенном составе стали.

Верхние пределы содержании алюминия кислоторастворимого (0,050%) и титана

(0,050%) ограничены значениями, при превышении которых резко ухудшается жидко- текучесть жидкой стали при разливке из-за увеличения степени ее вторичного окисления.

0Опытные плавки низкокремнистой стали предложенного и известного составов проведены в лабораторном конвертере ем костью 1,5т. После окончания продувки кислородом жидкий металл сливали мз

5 конвертера в сталеразливочный ковш В процессе выпуска плавки в ковш присаживали следующие ферросплавы и материалы для обеспечения необходимых содержаний углерода, марганца, кремния, хрома, нике0 ля, меди, азота, кислорода, алюминия и титана: термоантрацит, ферромарганец, азотированный марганец, силикомарганец, феррохром, отходы никеля и меди, чушковый алюминий и ферротитан Изменение со5 держания водорода в стали достигалось за счет изменения расхода природного газа через донные фурмы в процессе конвертерной плавки.

Готовую сталь разливали сифоном на

0 слитки массой 800 кг. При разливке отбирали пробы жидкой стали, в которой определяли содержания углерода, марганца кремния, хрома, никеля, меди, азота, алюминия кислоторастворммого и титана.

5 Дтя определения содержания водороде в жидкой стали отгивали в массивную про- бницу (обеспечивающую ускоренную кристаллизацию жидкого металла) пальчиковую пробу, которую закаливали в

0 воде и затем хранили в сухой углекислоте до проведения анализа. Анализ выполняли на специализированном приборе фирмы Ле- ко. Содержание активного кислорода в жидкой стали в изложнице определяли с

5 помощью устройства контроля окисленно- сти стали типа УКОС-1.

Из полученных слитков вырезали поверхностный слой металла толщиной 10 мм и изготавливали образцы кубической формы

0 (для измерения плотности) и плоские образцы (для испытаний на растяжение). Плотность металла определяли по отношению массы образца к его объему. Пластичность металла оценивали по величине относитель5 ного удлинения образцов при испытаниях на растяжение.

Данные о химическом составе жидкой низкокремнистой стали предложенного и известного составов и результаты испытаний металла приведены з табл. 1 и 2

Установлено, что металл коркового слоя слитка из предложенной стали имеет более высокие плотность (примерно на 15%) и относительное удлинение (примерно на 40- 75%), чем металл коркового слоя слитка, отлитого из стали известного состава. Формула изобретения Сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, медь, азот и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности и относительного удлинения, она дополнительно содержит водород, кислород активный, алюминий кислоторастворимый и титан при следующем соотношении компонентов, мае %:

t

0

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Медь

Азот

Водород

Кислород

активный Алюминий

кислоторастворимый Титан Железо

0,03 1 5 0,05-2 5

0,001-0 11

0,01-0.40

0,01-040

0,01-040

0.001-0,030

0,0001-0,0008

0.0001-0,004

0.005-0.050 0.001-0,050 Остальное

15

Таблица I

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к составу стали преимущественно для разливки в изложницы. Цель 2 изобретения - повышение плотности и относительного удлинения. Сталь дополнительно содержит водород, кислород активный, алюминий кислоторастворимый, титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,03-1,5: марганец 0,05-2,5; кремйий 0,001-0,11; хром 0,01- 0,40; никель 0,01-0,40; медь 0,01-0,40, азот 0,001-0,030; водород 0,0001-0,0008; кислород активный 0,0001-0,004; алюминий кислоторастворимый 0,005-0,050; титан 0,001-0,050; железо остальное. Применение предлагаемой стали взамен известной позволит повысить качество слитков 2 табл.

Данные о химическом составе ииэкокрвмнистых сталей

Таблица 2 Результаты испытаний коркового слоя слитков из низкокремнистых сталей