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

Изобретение относится к черной ме таллургии, конкретно к производству стали в дуговых печах. Известен способ производства стали с низким содержанием угдер,ода и кремния, при котором во время непрерывной разливки в жидкую сталь добавляют до получения кислорода 0,02% сначала алюминий или его сплавы, а затем во время перемешивания расплав . кремний или его сплавы П1« Педостатком способа производства стали является повьшенное загрязнение металла силикатными неметалличес кими включениями, так как кремний вводится в металл с повьшенным содер жанием кислорода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо результату является способ, заключаю щийся в том, что при выплавке стали в электропечи легирование металла кремнием производят перед вьшуском плавки после диффузионного и осадочного раскисления алюминием при содержании алюминия в металле не менее 0,02% 2. Данный способ обеспечивает получе- ние в стали низкого содержания кислорода . Однако металл по этому способу загрязнен местными скоплениями частичек глинозема и крупными глобулями, полученными в результате взаимодействия алкжиния в металле с экзогенными шлаковыми включениями. Оба эти вида включений при деформации металла дают грубые строчки, что снижает качество готового проката. Цель изобретения - снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и повышение его качества. Поставленная цель достигается тем, что алюминий вводят совместно с кальцием и редкоземельными металлами при соотношении At: Са:РЗМ,равном (3,0-4,5): (1,0-1,5): (3,0-4,5).

Совместная присадка алюминия, кальция и РЗМ повьшает металлургичес кую эффективность, воздействие кальция и РЗМ на сталь и видоизменяет оксидные и сульфидные неметаллические включения в ней.

Из-за взаимного растворения элементов друг в друге, а алюминия - в стаЛ1, усвоение кальция и РЗМ сталью повьшается.

РЗМ реагирзпот с серой, кислородом и остатками шлаковых включений в жидкой стали, получившиеся сульфиды и окислы взаимодействуют с кальцием или его окислами и легче удаляются из металла при обработке печным шпаком и продувке инертным газом. Содержание кислорода и серы снижается,

а усвоение алюминия и кремния повьшае ся,

В процессе.затвердевания стали происходит образование неметаллических включений на основе глинозема и кремнезема, которые модифицируются РЗМ и кальцием и распределяются по объему стали. При контроле эти включения относят к силикатам недеформируемым За счет общего низкого содержания кислорода понижается загрязненность стали другими видами включений. В деформированном металле значительно уменьшается количество строчечных включений, возрастает его качество.

Соотношением А& : СагРЗМ (3-4,5): (1-1,5)5(3-4,5) или 3:1:3 обеспечивается эффективность раскисления и природа неметаллических включений. При предлагаемом способе раскисление жидкой стали происходит преимущественно РЗМ и алюминием. С учетом сродства к кислороду и усвоения металлом рафинирующая возможность РЗМ и алюмини равноценны, поэтому соотношение их в составе раскислителей взято 1:1. Количество кальция понижено в 3 раза так как примерно, в 3 раза количество окислов кальция меньше в составе наиболее благоприятных комплексных включений на основе глинозема, РЗМ и кремнезема.

При увеличении (по сравнению с алюминием) в составе лигатуры РЗМ (соотношение 1:1:3) металл загрязняется неметаллическими включениями ра основе РЗМ, Эти включения дают строчки и увеличивают пораженность стали волосовинами.

При уменьшении (по сравнению с алюминием) в составе лигатуры РЗМ (соотношение 3:1:1) металл загрязняется неметаллическими включениями на основе глинозема Это те же строч ки,. которые увеличивают пораженность стали волосовинами.

Расход лигатуры на 1 т стали определяется маркой стали по количеству вводимого алюминия для раскисления в зависимости от содержания углерот да.

П р и м е р i Выплавку стали 45ХН2МФА производят в 25-тонной электродуговой печи методом переплава металлоотходов с полным окислением. За окислительный период окисляется не менее 0,25% углерода. После удаления окислительного шлака в металл присаживали расчетное количество ферромарганца и наводят известковый шлак присадками извести и плавикового шпата. Шлак раскисляют порошками кокса, алюминия, производят корректировку состава стали и плавку вьшускают в ковш, в который предварительно вводят 3,0-2,5 кг/т лигатуры с соотношением А&:Са:РЗМ 3:1:3. В ковше сталь продували аргоном и в процессе продувки легировали кремнием

Для сравнения возможностей известных способов и предлагаемого паралле льно производят выплавку стали 45ХН2МФА по известной технологии с продувкой и без продувки металла в ковше аргоном.

Металл всех плавок прокатывают 0 на 60 мм и контролируют согласно требований ТУ 14-1-596-73 на пораженност волосовинами и загрязненность неметаллическими включениями.

Влияние химического состава лигатуры на загрязненность стали 45ХН2МФ неметаллическими включениями, содержание кислорода и пораженность внутренними волосовинами представлены в таблице.

При вьтлавке стали 45ХН2МФА по известным способам преобладающими видами включений являются оксиды строчечные и сульфиды. В предлагаемом способе получения стали металл загрязняется силикатами недеформируемыми и сульфидами, причем средний балл неметаллических включений по ОС, СХ, СП, С ниже по сравнению с известным способом, а средний балл по СН вьш1е. Снижение общей загрязненности стали неметаллическими включениями подтверждает более низкое содержание кислорода в металле. Применение предлагаемого способа производства электростали обеспечивает повышение общей чистоты стали по включениям и обеспечение условий для преимущественного образования неде844 формирукщихся глобулярных включений, уменьшает пораженность катаного металла волосовинами, повьш1аются эксплуатационные свойства и надежность стали. В металлургическом производстве устраняется брак проката по волосовинам, что вместе взятое может дать значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Способ выплавки стали, включающий расплавление металла, нагрев его до температуры выпуска, раскисление алюминием, легирование и выпуск, отличающийся тем, что, с целью снижения загрязненности металла неметаллическими включениями и повышения его качества, алюминий

ВВОДЯТ совместно с кальцием и редкоземельными металлами при соотношении А8 :Ga:P3M, равном 0,0-4,5) : (1,0-1,5) :

: (3,0-4,5).

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР №392106, кл. С 21 С 5/52, 19-72.