Способ получения высококачественной конструкционной стали Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству сталей в кислых мартеновских и основных дутовых печах. Известны способы получения конструк ционной стали для крупных слитков, вклю чающие выплавку металла в двух сталеплавильных агрегатах с последующим его смешением в ковше и обычную разливку в изложницы 1 J, Недостатком этих способов являются невозможность получения больших масс низкоутлеродистой стали высокого качества (с низким содержаннем азота, кислорода, неметаллических включений и т.п.), слитков с относительно равномерным распределением элементов и хоpcMueft деформируемостью при ковке и заготовке с высоким R сравшггельно равно мерным комплексом свойств. Известен также сшоооб получения кон струкпионной стали дла крупных слитков заключающийся в следупшем. Примерно 7О% необходимого количества стали аып лавляется в кислой мартеновской печи, а ocTaiibHoe количество - в основной дуговой электропечи. При этом кислая сталь раскисляется 4,5 кг/т 20% FeS-i 0,5кг/т 45% FeS , а основная электропечная 7,5-кг/т 2О% 1,2 кг/т 5i Са. При отливке слитков ( в камере) осуществляется вакуумирование стали и смешение сталей одинакового марочного химического состава в изложнице C2J. Этот способ характеризуется следующими недостатками: а) кислая и основная сталь имеют одинаковый марочный химический состав при относительно высоком содержанки углерода (более О,14-О,18%), что обусловлено физико-химическими бсобенностями кислого процесса; б/ отсутствуют приемы борьбы с ликвидацией углерода и других элементов при изготовлении крупных слитков; в) принятый режим раскисления основной электропечной стали не обеспечивает достаточного раскисления при выплавке ниэкоуглеродистой стали; г)отсутствует порядок заполнения сталями изложницы при смешении; д)не регламентирована металлическая часть шихтовых материалов в отношении примесей цветных металлов. Указанные недостатки приводят к не- . возможности получения больших объемов низкоуглеродистой стали (с содержанием углерода менее 0,14-0,18%) высокого качества ( с низким содержанием азота, кислорода, примесей цветных металлов и др., с малым содержанием и бла гоприятной природой неметаллических включений), слитков - с пониженной ликвидацией по углероду, сере, фосфору и другим элементам, с высокой технологической пластичностью при горячей обработке давлением, а заготовок - с относительно высоким и стабильным комплексом свойств. Цель изобретения - повы:-ление качества стали и ее механических свойств. Поставленная цель достигается тем, что при выплавке применяют чистые по легкоплавким примесям шихтовые материа лы, выплавку 6О-90% смешиваемой стали производят в кислой мартеновской печи до содержания углерода 0,14-0,18% и раскисляют в печи марганцем (в количестве 1,5 кг/т - 2,0 кг/т и 45%-ным ферросицилием в количестве 5,О-0,7кг/т, а выплавку 50-10%-ной смешиваемой стали производят в основной дуговой печи до содержания углерода О,О2-О,10%, раскисляют в печи марганцем в количестве 1,5-2,0 кг/т, 45%-ным ферросицвлием в количестве 3,О-6,0 кг/т и алюми нием в количестве 0,2-0,5 кг/т и дополнительно раскисляют в ковше силикокальцием в количестве 1,3-3,0 кг/т и иттрием в количестве О,О5-О,5О кш/т, причем изложницу сначала заполняют кислой сталью, а затем основной. Основную электросталь выплавляют с более высоким сюдержанием легирующих элементов, чем кислую. Отливку слитк ж производят в за щитной атмосфере, при этом кислую сталь npv -ыпуске дополнительно раскисляют свликокальоием в количестве О,2-1,0 кг/т Смешивание кислой и сталей производят в ковше. Способ осушествляется следукновм образс «. Для выплавки сталя ясшшьзуют чво тые по примесям цветных металлов шихтовые я легврукжше материалы. В завнси мостя от содержавяя углерода в готовой 8 44 тали в кислой мартеновской печи выпавляется от 50 до 90% общего количеста стали с минимально возможным для ислого процесса содержанием углерода,14-0,18%. Плавка ведется активным роцессом. Для рас5сисления металла в печи вводится 5,0-1.0 кг/т 45-вый ферросилиция и металлический марганец. . зависимости от марки стали в печь водятся необходимые легирующие присади. При соответствующем нагреве металпа (в зависимости от марки стали) планка выпускается в ковш. В электродуговой печи (или в нескольких печах) выплавлйется остальное количество стали с содержанием углерода от 0,О2% до 0,1О% также в зависимости от требуемого конечного содержания углерода. Никель (для никелевых сталей) присаживается в завалку. В электродуговой печи плавка проводится со скачиванием шлака и наводнением нового из извести, шамота и плавикового шпата с последующей его обработкой порошкообразными раскислителями. Для раскисления в печь вводится 0,2-О,5 кг/т кускового алюминия, металлический марганец и 45%-ный ферросилиций в количестве 3,О-6,0 кг/т. Содержание легирующих элементов в основной плавке (плавках) обеспечивается на более низком уровне, чем в кислой стали. После готовности металла плавка из основной печи выпускается в отдельный ковш, в который присаживается 1,33,0 кг/т силикокальция и O,O5-O,S кг/т иттрия в зависимости от доли оснсжной стали и конечного содержания углерода. Для обеспечения нормальных условий отливки слитка выпуска металла из кислой и основной (или из нескольких основных электропечей) печей согласуются между собой. Изложница, помещенная в вакуумную камеру, сначала заполняется кислой сталью, затем основной. По ъторому варианту смещение сталей производится в ковше. Отливка слитков (по общим вариантам ) может производиться в защитной атмосфере, при этом кислая сталь допопвительно раскисляется свликокалышем в количестве О,2-1,О кг/т. Технико-эксфкмическвй эффект, который может быть получен при использовании предложенного способа, выразится в получеянн высоксжачественных крупных слитков (массой т) конструкцибиных сталей с низким содержанием угл рода. Эти слитки обеспечат изготовление крупных заготовок (деталей), например для строительства энергетических устано вок большой мощности и других крупномонтажных изделий самого различного на значения. Формула изобретения 1. Способ получения высококачественной конструкционной стали, включающий выплавку стали в кислой мартеновской и основной дуговой печах, раскисление металла в кислой и основной дуговой печах смешивание сталей в изложнице и вакуумирование, отличающийся тем что, с целью повышения качества стали и ее механических свойств, при выплавке применяют чистые по легкоплавким примесам цветных металлов шихтовые материалы, выплавку 50-90% смешиваемой стали производят в кислой мартеновской печи до содержания углерода 0,14-0,18% и раскислякуг в печи металлическим марганцем в количестве 1,5-2,0 кг/т, и 46%-ным ферросилицием в количестве 5-7 кг/т, а выплавку 5О-10% смешиваемой стали производят в основной дуговой печи до содержания углерода 0,, раскнсяяют в печи металлическим марганцем в количестве5,6-7,Окг/т 45%-ным фeppocшIИциJM в количестве 3,О-6,0 кг/т и алюминием в количестве 0,2-О,5 кг/т и дополнительно раскисляют в ковше силикокалышем в копичест ве 1,3-3,0 кг/т и иттрием в количестве О,05-О,5О кг/т, причем изложницу сначала заполняют кислой сталью, затем основной. 2.Способ поп. l,oтличaющ и и с я тем, что основную электросталь выплавляют с более низким содержанием легирующих элементов, чем кислую. 3.Способ по пп. 1,2,0 т л и ч а ющ и и п я тем, что отливку слитков производят в защитной атмосфере, при этом кислую сталь при выпуске дополнительно раскисляют силикокалышем в количестве О,2-1,ООяг/т, 4.Способ по пп. 1,2,3, отличающийся тем, что смешивание кислой и основной сталей производят в ковше. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 490835, кл. С 21 С 5/52, 1975. 2.Сталь гМ., Металлургия, 1973, 2, с. 116-117.