Способ производства низкоуглеродистой безкремнистой стали Советский патент 1983 года по МПК C21C7/10 

1

Изобретение относится к металлу гии и может быть использовано в металлургической, энергетической, судостроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности при производстве свариваемых конструкционных сталей.

Известны способы изготовления легированных конструкционных сталей для слитков большой массы, предусмат-, ривающие выплавку металла в основном (Плавильном агрегате, последующую обработку в сталеразливочном ковше с последующей заливкой в изложницу числу недостатков указанных спо- ,5 собое следует отнести ограниченную возможность получения металла высокого качества (особенно в части снижения содержания неметаллических включений, формирования крупных кузнечных о слитков без интенсивно выраженных зональной внецентренной и осевой неоднородностей) и как следствие трудностью производства высококачественных металлоемких полуфабрикатов с регламентированными технологическими и служебными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ полумения низкоуглеродистой бескремнистой стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, введение хрома, выпуск в ковш-печь с последу-. ющей обработкой и разливку в вакууме.

При содержании углерода ниже ниx -него предела в нераскисленный металл присаживают феррохром из расчета получения хрома на верхнем пределе и заготовку выпускают в ковш установки . внепечного рафинирования. Металл в установке нагревают до заданной тем-v пературы, доводят по химическому анализу (в том числе по углероду - погружением электродов) и вакуумируют. Отливку слитков из ковша установки производят в вакуумной камере при остаточном давлении 0,2-0,+ ГПа L.2J. Однако феррохром вводится в нерас кисленную ванну, что приводит к повы шенному угару хрома и как следствие к чрезмерной загрязненности металла трудноудаляемыми из стали хромистыми шпинелями. Кроме того, при обработке заготовки, легированной хромом, снижается эффективность углеродного рас кисления в вакууме, осуществляемого в ковше-печи. Наконец, в процессе об работки жидкого металла на установке состава шлака не обновляется, что зна чительно снижает его рафинирующее воздействие. Отмеченные недостатки не позволяют изготавливать легированные конструкци онные стали с особо низким содержанием неметаллических включений, отливать крупные слитки с минимальной степенью развития ликвации примесей. Целью изобретения является повышение качества стали. , Поставленная цель достигается тем что согласно способу производства низкоуглеродистой бескремнистой стали, включающему выплавку металла в сталеплавильном агрегате, введение хрома, выпуск в ковш-печь с последующей обработкой и разливку в вакууме нераскисленный металл выпускают в ковш-печь без шлака при содержании углерода на 0,02-0,0 выше верхнего марочного предела, подвергают циклической обработке, предусматривающей .наведение рафинировочного шлака, подогрев металла на выше температуры разливки и раскисление в вакууме, после чего при остаточном давлении П,02-0,2 ГПа вводят хром до содержания его в металле, соответствующего марочному. Цикл обработки можно повторять один или более раз, при этом введение хрома осуществляют после первого цикла обработки. Выпуск металла в печь-ковш из сталеплавильного агрегата с содержанием углерода выше верхнего марочного предела позволяет интенсивнее провести процесс углеродного раскисления в вакууме, обеспечить попадание в заданный химсостав, сократить период довод ки и тем самым получить металл более высокого качества. Подогрев металла до температуры На выше температуры разливки дает возможность ком- 55

пенсировать потери тепла при вакуумировании и последующем легировании и в ряде случаев отказаться от доводки

ли без кремния. В металле 87 т слитка получен весьма низкий уровень газов и неметаллических включений. При исплавки по.температуре в .период рафинирования. Легирование металла хромом после проведения цикла обработки позволяет уменьшить угар хромаи снизить в стали содержание трудноудаляемых хромистых шпинелей. Обновление рафинировочного шлака в каждом цикле обработки также способствует повышению степени очищения меи нежелательных приталла от вредных месей и улучшению качества стали. Перечисленные мероприятия обеспечивают получение высококачественных особокрупных слитков с минимальным содер- . жанием оксидов, силикатов, сульфидов и других неметаллических включений, с незначительно развитой ликвацией вредных и нежелательных примесей. Низкий уровень загрязненности гарантирует получение высоких технологических и физико-механических свойств, и, в первую очередь, снижение температуры хрупко-вязкого перехода. Пример. Выплавленную в 130 тонной основной мартеновской или 50 тонной электродуговой печи жидкую железоникельмолибденовую заготовку после дефосфорации и десульфурации в нераскисленном состоянии, с углеродом на 0,02-0,06% выше верхнего предела марочного состава, выпускают в 150 тонный ковш установки внепечного рафинирования и вакуумирования с полной отсечкой печного шлака. После присадки на поверхность металла, шлаковой смеси, состоящей из свежеобожженной извести , плавикового шпата, шамота и других шлакообразующих, металл нагревают дугами до 1б20-1б4о С. При достижении этих температур полупродукт вакуумируют при остаточном давлении 0,02-0,2 ГПа и затем присаживают феррохром на нижний марочный предел марочного состава. Вначале последующего цикла металл подогревают до 16101620 С, скачивают шлак и наводят новыми присадками извести и плавикового шпата. По мере нагрева металла шлак раскисляют углерод-кальцийсодержащими материалами. По достижении 1бЗО-1б5СС металл вакуумируют при остаточном давлении 0,02-0,02 ГПа в течение 10-15 мин. Данный способ опробован при производстве хромоникельмолибденовой стаследовании микроструктуры и химического анализа продольного темплета из слитка выявлено минимальное развитие всех видов неоднородности. В табл. 1 указано распределение углерода, фосфора, серы, хрома, никеля и молибдена по оси слитка массой 87 г Поковки диаметром 1800 мм, изготовленные из 220 т слитков, имеют переходную температуру хрупкости на более низкую, чем в аналогичных заготовках, полученных известным спосо956 бом. в табл. 2 приведена переходная температура хрупкости по сечению заготовок ротора. Технико-экономический эффект, который может быть получен при использовании предлагаемого способа.производства конструкционной стали, выражается в увеличении надежности и срока службы энергетических установок за счет снижения переходнбй температуры хрупкости и улучшения свариваемости металла.

99853 52

Формула изобретенияла, подвергают циклической обработке,

Способ производства низкоуглеродИ-вечного шлака, подогрев металла на

стой бескремнйстой стали, включающий20-40 С выше температуры раЗливки и

выплавку металла в сталеплавильном sраскисление в вакууме, после чего

агрегате, введение хрома, выпуск впри остаточном давлении 0,02-0,2 гПа

ковш-печь с последующей обработкой ивводят хром до-содержания его в металраэливку в вакууме, отличаю-ле, соответствующего марочному, щ и и с я тем, что, с целью повыше-Источники информации,

ния качества стали, нераскисленный Опринятые во внимание при экспертизе металл выпускают в ковш-печь без шла- 1. Сталь, М., Металлургия,

ка при содержании углерода на 0,02-;1973, № 2, с. 116-1170,0 выше верхнего марочного преде- 2. То же, 1980, N° 11, с. .

предусматривающей наведение рафиниро