Спосіб виробництва низьковуглецевої нестаріючої сталі

Спосіб виробництва низьковуглецевої нестаріючої сталі, який включає виплавку у сталеплавильному агрегаті розплаву напівпродукту, розкислення його алюмінієм, легування, регулювання співвідношення концентрацій вуглецю і кисню, безперервне вакуумування при залишковому тиску у камері не більше 6,7кПа, при цьому у розплаві, який подають до вакуумної камери, забезпечують вміст кисню, відповідно до залежності [O]=0,0004+1,33·([C]п-[C]к), де [C]п і [C]к - вміст вуглецю у розплаві до і після вакуумування відповідно, який відрізняється тим, що після вакуумування в сталь додають титан відповідно до співвідношення: [Ti]=1,7·[Al]a·[N]b, де [Al], [N] - вміст елементів Al та N у сталі після вакуумування, а і b - емпіричні коефіцієнти, при цьому а=(-0,19-0,47), b=(0,92-1,74). (19) (21) a200807155 (22) 23.05.2008 (24) 12.05.2009 (46) 12.05.2009, Бюл.№ 9, 2009 р. (72) ПРОЙДАК ЮРІЙ СЕРГІЙОВИЧ, UA, КАМКІНА ЛЮДМИЛА ВОЛОДИМИРІВНА, UA, СТОВПЧЕНКО ГАННА ПЕТРІВНА, UA, ГОЛУБ ІРИНА ВАЛЕРІЇВНА, UA, СТОГНІЙ ЮЛІЯ ДМИТРІВНА, UA (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ, UA (56) SU, 998534, A1, 23.02.1983 SU, 947199, A, 30.07.1982 RU, 2243269, C1, 27.12.2004 RU, 2032749, C1, 10.04.1995 JP, 8225819, A, 7/10, 03.09.1996 JP, 11100611, A, C21C7/04, 7/08, B22D11/00, 11/10, 13.04.1999 3 86723 ням різних розкислювачів при виробництві низьковуглецевої сталі. Технічний результат - усунення дефектів низьковуглецевої сталі, які викликані нітридами алюмінію. Зазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що у відомому способі виробництва низьковуглецевої сталі, який включає виплавку у сталеплавильному агрегаті напівпродукту, розкислення алюмінієм легування, регулювання співвідношення концентрацій вуглецю і кисню, безперервне вакуумування при залишковому тиску в камері не більш 6,7кПа, при цьому в розплаві, який подається до вакуумної камери, забезпечують вміст кисню, відповідно з залежністю [О]=0,0004+1,33([С]п-[С]к), особливість полягає в тому, що після вакуумування здійснюється додавання титану відповідно до рівняння: [Ті]=1,7·[Al]a·[N]b, де [ΑΙ], [Ν] - вміст елементів у розплаві після вакуумування, а і b - емпіричні коефіцієнти, при цьому а=(-0,19÷0,47), b=(0,92÷1,74). Додавання після вакуумування титану, який має значно більшу спорідненість до азоту, ніж алюміній, відповідно до наведеної залежності, дозволяє нейтралізувати дію азоту у сталях і сприяє усуненню дефектів металу, пов'язаних з виділенням нітридів алюмінію по границях первинних зерен. При вмісті в сталі титану вище запропонованого, вказаною залежністю, спостерігається поява дефектів, пов'язаних вже з нітридами титану, а менша кількість є недостатньою для досягнення зазначеного технічного результату, тому що спостерігається утворення нітридів алюмінію. Проведений пошук у науково-технічних і патентних джерелах інформації і обраний найближчий аналог дозволили виявити наведені вище відмінні ознаки в запропонованому технічному рішенні. Таким чином, запропоноване технічне рішення відповідає критерію "новизна". Загальними ознаками способу, що заявляється, і найближчого аналогу: - виплавка у сталеплавильному агрегаті напівпродукту, розкислення алюмінієм легування, регулювання співвідношення концентрацій вуглецю і кисню та безперервне вакуумування при залишковому тиску в камері не більш 6,7кПа; - у розплаві, що подається у вакуумну камеру, вміст кисню визначається залежністю 4 [О]=0,0004+1,33([С]п-[С]к). Наявність відмінних ознак обумовлена тим, що використання титану, в якості нейтралізатору шкідливого впливу на властивості сталі нітридів алюмінію, дозволяє одержувати якісний метал при необхідному вмісті вуглецю і азоту, а також зменшити кількість неметалевих включень у заготовці. Сутність винаходу, що заявляється, не випливає для фахівця явно з відомого рівня техніки. Сукупність ознак, які характеризують відоме рішення, не забезпечує досягнення нових властивостей і тільки наявність ознак, що відрізняють запропонований винахід, дозволяють одержати новий більш високий результат. Отже, винахід, що заявляється, відповідає критерію "винахідницький рівень". Запропонований спосіб виробництва низьковуглецевої сталі реалізовано в умовах діючого виробництва. Для випробування запропонованого способу проведено З плавки сталі марки C9D за наступною технологією: в 120т. електродуговій печі виплавляли напівпродукт, в якому вміст вуглецю становив менш ніж 0,06мас.%. Для запобігання скипання у ковші під час випуску, через високий рівень окисленості металу, здійснювали його попереднє розкислення алюмінієм. Витрати алюмінію повинні бути такими, щоб забезпечити зняття переокисленості (різниця між реальним виміром окисленості і мінімально необхідним вмістом кисню при зневуглецьовуванні) напівпродукту і, у той же час, не перешкоджати протіканню реакції вакуум-кисневого зневуглецьовування металу при вакуумуванні. Позапічну обробку напівпродукту виконували по схемі: електродугова піч – ківш – піч – вакууматор – машина безперервного лиття заготівок. У ківш-печі здійснюють корегування металу по складу і температурі. Для десульфурації сталі і модифікування неметалевих включень застосовують порошковий дріт, що містить 30мас.% SiCa або 40мас.% FeCa. Швидкість введення дротів трайб апаратами становить 1-3м у хвилину. Після ківш-печі сталь піддавалася вакуумуванню у ковші з продувкою аргоном і при залишковому тиску в камері не більше 6,7кПа. Після одержання хімічного складу металу додавали феротитан відповідно до запропонованого рівняння: [Ті]=1,7·[AІ]0,2·[N]1,3 (дослідна плавка 2а). Результати експериментів наведені у таблиці. Таблиця Експериментальні дані Дослідна плавка [С] [N] [АІ] [Ті] 1 (прототип) 0,04 2 0,04 0,0156 0,0032 0,0010 2а 0,04 0,0156 0,0032 0,0024 Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Якість слябу дрібна рідка підкоркова бульбашка дрібна рідка підкоркова бульбашка Без дефектів Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601