Способ выплавки стали и сплавов Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

I

Изобретение относигся к черной металлургии, конкретеее к производству ста лей и сплавов в электропег ах.

Известен способ раскисления сталей, заключающийся в снижении содержания активного кислорода в расплаве выше 0,О1 путем введения в расплав элементов, обладающих большим сродством к кислороду H.

гт

При производстве металла по указанному способу улучшается поверхность слитков, однако изменения структуры расплава и повышения химической однородности металла не происходит, так как структура расплава, унаследованная от шихтовых материалов, обладает значительной термической устойчивостью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, заключающийся в расплавлении шихты, нагрев расплава выше температуры структурного превращения, раскисление и выдержке его при этой температуре 2

Раскисление расплава после наГрева вьдие температуры структурного превращения снижает активность кислорода и создает условия для изменения структуры расплава. Однако содержание активного кислорода в расплаве колеблется после раскисления в широких пределах в зависимости .от количества введенного раскяслителя, степени его усвоения и ряда других технологических факторов. Это приводит к нестабильному усвоению легирующих элементов, обладающих высоким; иродством с кислородом (например, кремний) , и вынуждает для получения марочного химического состава металла производить корректировку содержания указанных элементов после оксжчания вьщержки, что снижает степень химической однородности расплава перед разливке. Во-втс)ых« в процессе выдержки происходит снижение содержания раскислителя в металле, сопрсюожДающееся повьпиением содержания активного кислорода в нем, что замедляет скорость прсадесса изменения структуры н снижает степень химической однсродаосги мегалла. В-гретьих, длительная выдержка металла.ори температуре структурного превращения ухудшает стойкость футеровки печи. Целью изобретения является повышение химической однфодности металла и улучшение его качества, Это достигается тем, что активность кислорода в расяшаве снижают до О,ОО10,О1 путем присадки в металл элементов . с высоким сродством к кислфоду и поддерживают ее в указанных пределах в. npcaiecce выдержки за счет периодической гфисадки указанных элементов, при этом продолжительнсють вьщержкя сокращают на 5-ЗО%. . Снижение при раскислении активности кислорода в расплаве до значения в пределах 0,001-0,010 обеспечивает стабиль ное усвоение легирующих элементов, полу чение химического состава металла в пределах марки без корректирующих присадок ферросплавов перед выпуском плавки, повышение химической однородности расплава и улучшение качества металла. Поддержание активности кислорода в расплаве в процессе выдержки вьпне температуры структурного превращения в пре делах О,ОО1-О,О1О уменьшае т и стабилизирует тормозящее влияние активного кислqзoдa на процесс изменения структуры расплава, что повышает химическую однородность металла и дает возможность сократить продолжительность выдержки на 5-30%, Сокращение длительности вьщержки выше температуры структурного превращения йа S-30% позволяет повысить стойкость футеровки и улучшить качество металла. Снижение активности киcлqэoдa в расплаве менее 0,001 вызывает увеличение затрат и ведет к перерасходу раскислителей. Повышение активности кислорода в расплаве более О,О1 снижает степень химической однородности металла и стойкость футеровки Печи. Сокращение длительности выдержки менее 5% практически не влияет на стойкость футеровки печи.Сокращение длительности выдержки более ЗО% снижает химическую однородность расплава и ухудшает качество металла. Пример, Способ осуществляют при выплавке стали 18Х2Н4МА в 25-тонной дуговой электропечи. Шихта состоит из отходов углеродистой стали и стали 18Х2Н4МА, никеля, феррохрома и ферромолибдена. После расплавления шихты расплав нагревают до 173Cfc, раскисляют его алюминием и металлическим кальцием из расчета получения активлрсти кислоро да в расплаве в пределах; О,О01-О,010. Р получении хзначення активности после раскисления выше 0,01 металл раскисля Дополнительно. После этого присаживйют марганец к кремний для получения марочного состава стали по ЭТИм элементам к производят выдержку металла при в течение 30 мин. При повышении активности кислорода в расплаве в процессе вьщержки более 0,01 присаживают алюминий и (или) металлический каль Активность кислорода контролируют По ЭДС возникающей в концентрационном Элементе, По окончании вьщержки металл охлаждают до 1560° С и разливают в весом 3,5 т, 4 Из литого металла, выплавленного по известному и предлагаемому способам, изготовили офазды для определения микротвердости. Слитки прокатывали на блюмин- .ге на 22О мм. Из катанного металла определяли механические свойства вдоль и поперек направления прокатки. Характеристики качества мегалла по вариантам выплавки приведены в таблице.

15,7 11,6 58,7 36,5 Извест- О,О16 ный 17,1 . 14,3 66,1 49,3 0,010 14,6 67,0 5О,О О,007 455 ЗО 9,6 438 ЗО 12,3 5,6 415 44О 28 12,9 6,1 411

ёэультагы исследования качесгва металла показывают, что предлагаемый спфрб выплавки обеспечивает повьпиение химической „однородностн, улучшение качества металла, при этом сокращается длительность плавки.

Выплавка сталей и сплавов таким образом позволит сократить длительность плавки, снизить расход раскислителей и получить металл с достаточйЬ высокими служебными характеристиками.

Формула изобретения

Способ выплавки стали и сплавов, включающий расплавление шихты, нагрев .расплава выше температуры структурного превращения, раскисле ние и выдержку его

при этсй те , отличающийся тем, что, с целью повышения химической одаородности металла и улуч20 шения его качества, активность кислорода в расплаве снижают до 0,б01-0,О1 путем присадки в ,металл элементов с вы соким сродством к кислороду и поддержн вают её в указанных пределах в йрсиессе is вьтдержки за счет периодической присадки указанных элементов, при йтом продолжительность выдержки сокращают на 5-30%.

Источники информации,

30 принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2578О35/22-О2,Ш1.С 2lc 5/5 1978.