Способ получения слитка Советский патент 1978 года по МПК B22D7/00 C21C7/00 

1 ,

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении крупных стальных слитков.

Известны способы повышения качества стали, включающие введение в емкость с расплавом редкоземельных металлов и перемешивание расплава инертным газом 1.

Недостаток известного способа состоит в том, что продувка металла инертным газом проводится в ковше, при продувке стали в ковше происходит рафинирование металла, но влияние па процесс кристаллизации этот технологический прием не оказывает. Кроме того, неметаллические включения, образующиеся в предкристаллизационный период, из металла не удаляются, что повышает загрязненность стали.

Целью изобретения является получение однородной структуры слитка, улучшение распределения неметаллических включений и повышение чистоты и качества стали и сплавов.

Это достигается тем, что редкоземельные металлы вводят в количестве 0,1-2 кг/т и перемешивают инертным газом в изложнице в течение 2-30 мин с расходом газа 0,1 - 1 мз/т.

В качестве сплавов РЗМ применяют ферроцерий, мишметалл или сп.тавы типа СИМИ.Ш, СИИТМИШ. В процессе продувки металла инертным газом при температуре, близкой к ликвидусу и особенно в двухфазном состоянии, происходит значительное снижение содержания газов; кроме того, при церемешивании суспензии инертным газо.м ироисходит многократное 1|;5ме,Гочеиие первичной структуры вследствие разрушения дендритов и размножения К|)иста,1лов.

Возникшие на цоверхности крисп ;i;i,K)ii ликваты реагируют с РЗМ с образованзюм тугоплавких соединений, KoaryjiiipyioT и y;ii.ляются в процессе перемешивания в прибыльную часть слитка, остальная часть включений равномерно распреде.чяется в структуре металла, вследствие этого значительно уменьшается зональная ликвация в слитке. При обычных условиях модифнцнровании вследствие большого удельного веса образующиеся включения с трудом удаляютс;: из металла, а иногда образуют местные скопления не.металлических включений. Следовательно, модифицирование сплавов РМЗ и перемешивание их в изложнице в процессе кристаллизации позволяет проводить рафинирование сплавов и существенное измельченис первичной структуры слитка. Образовавшаяся суспензия сплава затвердевает в 2-3 раза быстрее без развития зональной ликвации, так как снято не только тепло перегрева, но и до тепла кристаллизации сплава. Все это приводит к значительному повышению химической, физической и структурной однородности слитка.

Количество РЗМ 0,1-2 кг/т обусловлено тем.что действие модифицирования РЗМ на свойстве стали и сплавов из расчета менее 0,1 кг/т малоэффективно, а при количестве более 2 кг/т возможно образование скоплений оксисульфидных включений, которые ухудшают качество металла.

Способ может быть осуш.ествлен следующим образом.

Металл продувают в изложнице с помощью опущенной до середины высоты слитка керамической или расходуемой стальной трубы. Время продувки и расход газа определяются массой слитка. При расходе газа менее 0,1 и времени продувки менее 2 мин его действие на формирование структуры и рафинирование не эффективно, при расходе свыще 1 эффект рафинирования и измельчения структуры мепяется мало.

При слитке массой до 10 т время продувки выбирают ближе к нижнему пределу (2 .мин), а расход газа ближе к верхнему пределу (1 ). Для крупных слитков массой 200 т и более необходимое время продувки должно составлять 20-30 мин, с расходом газа .ближе к нижнему пределу (0,1 ), так как больший объем металла обрабатывается газом. Более длительное время продувки трудно осуществить из-за затвердевания металла в прибыльной части слитка.

В таблице приведены результаты оценки загрязненности стали ет20 неметаллическими включениями в индексах по ГОСТу 1778- 70 в зависимости от варианта модифицирования ферроцерием и перемешивания арго ном, расход аргона составлял 0,5 .

Модифицирование стали ферроцерием и продувка аргоном позволяет значительно снизить загрязненность неметаллическими включениями, кроме того, распределение включений в структуре стали более равномерное. В результате модицирования стали РЗМ и перемешивания аргоном происходит повь шение пластичности и уд,арной вязкости по сравнению с только одним модифицированием РЗМ или перемешиванием арго,ном.