Способ рафинирования и модифицированияСТАли Советский патент 1981 года по МПК C21C7/00 C21C5/56 

(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам рафинирования и модифицирования стали. По основному авт. св. № 682570 известен способ рафинирования и модифицирования стали, заключающийся в расплавлении шихты и предварительном раскислении алюминием или другими элементами. Окончательное рафинирование и модифицирование осуществляют введением резкоземельных элементов (РЗМ) в расплав, ограниченный футеровкой из высокостабильных окислов со свободной энергией образования 150 - 230 ккал/г-моль при 1600°С, в количестве, необходимом для полного связывания по стехиометрии кислорода и серы в соединении типа P3MjO3H РЗМ ЗЗИЛИ превышающем это количество в 1,1-2,0 раза .{. Однако введение РЗМ после проведения предварительного раскисления и легирования марганцем, особенно при выплавке высокомарганцовистых сталей (например, Ст 17ХЗГ5СН2МЛ), не позволяет получить необходимый и стабильный уровень механических свойств, так как сульфиды находятся в стали в виде соединения MnS пленочной формы, располагающегося в межзеренном пространстве, что приводит к резкому снижению уровня механических свойст стали, особенно ударной вязкости. Цель изобретения -- повышение механических свойств стали. . Указанная цель достигается тем, что при Выплавке высокомарганцовистых сталей марганец вводят в расплав через 2 - 10 мин после введения РЗМ. РЗМ, обладая большим сродством к кислороду и сере, связывает их в прочные соединения благоприятной глобулярной формы Выдержка расплава-меньше 2 мин недостаточна для протекания реакций растворения и взаимодействия РЗМ с кислородом и серой. Выдержка более 10 мин приводит к вторичному окислению стали и загрязнению неметаллическими включениями. Введенный марганец, необходимый для обеспечения требуемого химического состава стали, идет на легирование .расплава, не вступая во взаимодействие с серой, которая к этому времени полностью находится в соединениях типа РЗМ 1 глобулярной формы. .Пример: Сталь Ст/ 7ХЗГ5СН2МЛ выплавляют в 60-килограммовой индукционной печи типа ИСТ-0,6 с магнезитовой футеровкой. По расплавлении шихты проводят предварительное раскисление и доведеииё химического состава по всем элементам, кроме марганца. Затем на штанге вводят РЗМ в необходимом количестве для полного связывання по стехиометрии кислорода и серы в соединении типа PSMjpjn PSMjeSj Проводят выдержку расплава в течение 2 - 10 мин, затем вводят марганец. Через 2 - 3 мин металл разливают с помощью 30-килограммового ковша чайникового типа в керамические формы, применяемые в литье ло выплавляемым моделям. Из них вырезаю заготовки для изготовления образцов на испытания механических свойств.

Механические свойства стали Ст 17ХЗГ5СН2МЛ, выплавляемой по предлагаемому способу, значительно выше, чем по известному. Это обусловлено тем, что при введении РЗМ после присадки марганца по известному способу практически не образуются сульфиды РЗМ. К моменту присадки РЗМ вся сера в стали связана в прочные сульфиды марганца, что не позволяет осуществить взаимодействие. РЗМ с серой. Сульфиды марганца, имея неблагоприятную пленочную форму и располагаясь в осях дендритов, отрицательно влияют на механические свойства, в особенности на ударную вязкость. Это исключается благодаря вводу марганца после РЗМ. Сера при этом связывается в прочные сульфиды РЗМ округлой благопри1ятной формы, причем большая Их часть в процессе выдержки и перемешивания удаляется из расплава. Марганец идет на легирование матрицы расплава. Сталь, выплавляемая по предлагаемому способу, имеет высокий стабильный уровень механических свойств, в частности ударной вязкости.

Формула изобретения

Способ рафинирования и модифицирования стали по авт. св. № 682570, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств высокомарганцовистых сталей, марганец вводят в .расплав через 2 - 10 мИн после введения редкоземельных ме таллов..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 682570, кл. С 21 С 7/00, 1977.