Спосіб виробництва литих низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням

Спосіб виробництва литих низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням, який включає виплавку сталі в плавильному агрегаті, введення в плавильний агрегат алюмінієвмісних матеріалів, феротитану і карбаміду та заливання сталі у форму, який відрізняється тим, що карбамід вводять у плавильний агрегат порціями по 0,05-0,20 кг/т у вигляді спеціальної лігатури на основі здрібненого стандартного феросплаву перед введенням алюмінієвмісних матеріалів і феротитану в плавильний агрегат. Винахід відноситься до металургії, зокрема до способів виробництва литих низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням. Відомий спосіб виробництва литих низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням, заснований на введенні в розплав спеціальних лігатур на основі заліза, що містять дисперсні частки нітридів ванадію [Бабаскін Ю.З. Структура й властивості литої сталі. -Київ: Наукова думка, 1980; С.171, 208-209]. Даний спосіб забезпечує введення азоту в розплав з дуже високою точністю, а саме до 0,001-0,002% абс. При цьому найбільш висока рівномірність розподілу азоту й ванадію, особливо в міру збільшення маси оброблювального розплаву досягається у випадку присадки лігатури в попередньо розкислений метал перед його зливом із плавильного агрегату в розливочний ківш. Однак через високу вартість ванадію, а також додаткових істотних витрат на виробництво спеціальних лігатур, що містять його нітриди, зазначений спосіб-аналог значно підвищує собівартість виробництва литих низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням. Відомий «Спосіб виробництва низьколегова них сталей» по авторському свідоцтву СРСР №1710582 А1, МПК C21С7/00, 5/52. Це технічне рішення прийняте за найближчий аналог (прототип). Копія прототипу додається. Спосіб виробництва низьколегованих сталей по прототипу, включає виплавку в сталеплавильному агрегаті напівпродукту й випуск його в ківш; при цьому на початку випуску металу в ківш вводять алюміній у кількості 0,40-0,45кг/т, після нього додають феротитан у кількості 0,35-0,40кг/т, а потім вводять карбамід у кількості 0,5-0,7кг/т до заповнення 1/2-3/4 ємності ковша. У способі по прототипу кількість присажених алюмінію, феротитану й карбаміду обрані таким чином, що частина їх іде на розкислення сталі, а інша частина на утворення нітридних фаз, що призводять до підвищення механічних властивостей. Основною перевагою застосування способу по прототипу є незначне підвищення собівартості низьколегованих сталей завдяки використанню для їх карбонітридного зміцнення щодо дешевих, масово вироблених матеріалів: алюмінію, феротитану й карбаміду. Недоліком способу виробництва низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням, по (19) UA (11) 86996 (13) C2 (21) a200704880 (22) 03.05.2007 (24) 10.06.2009 (46) 10.06.2009, Бюл.№ 11, 2009 р. (72) РАБІНОВИЧ ОЛЕКСАНДР ВОЛЬФОВИЧ, ТРЕГУБЕНКО ГЕННАДІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ПУЧИКОВ ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ, ПОЛЯКОВ ГЕОРГІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "ФЕРОНІТ" (56) SU, 1710582, A1, 07.02.1992 SU, 1710583, A1, 07.02.1992 RU, 2000335, C, 07.09.1993 RU, 2000336, C, 07.09.1993 RU, 2172349, C2, 20.08.2001 3 86996 4 прототипу, є вкрай низьке й нестабільне засвоєння стабілізує його засвоєння розплавом. азоту рідкою сталлю з карбаміду. З метою оцінки ступеня засвоєння азоту розЦю проблему вирішує спосіб, що є предметом плавом з карбаміду по заявленому способу, щодо справжнього технічного рішення. виробництва литих низьколегованих сталей з карВ основу винаходу поставлена задача вдоскобонітридним зміцненням і його прототипом, були налити спосіб виробництва низьколегованих стапроведені в індукційній печі дослідні плавки сталі лей з карбонітридним зміцненням, у якому присад20ГЛ, модифікованої карбонітридами титану й нітку карбаміду здійснюють у попередньо ридами алюмінію, результати яких наведені в таброзкислений метал перед його зливом із плавильлиці. При цьому присадку карбаміду по заявленоного агрегату у вигляді спеціальної лігатури на му способу, виробництва сталі здійснювали в піч основі здрібненого стандартного феросплаву, відперед введенням алюмінієвмісних матеріалів і носно малими порціями, що дозволяє значно збіферотитану спеціальною лігатурою на основі здрільшити й стабілізувати засвоєння азоту розплабненого до фракції - 20мм феросілікомарганцю вом, а також виключити можливість браку виливків марки МнС17, у якій карбамід використовується за рахунок виділення вільного азоту в пузирі. одночасно у вигляді азотоносія й зв'язки. ВведенПоставлена задача вирішується тим, що в ня алюмінієвмісних матеріалів і феротитану здійсспособі виробництва литих низьколегованих станювали в сталерозливний ківш з метою отримання лей з карбонітридним зміцненням, що включає в сталі 0,02-0,06% алюмінію та 0,015-0,035% титавиплавку сталі в плавильному агрегаті, її розкисну. лення, введення алюмінієвмісних матеріалів, феАналіз даних, наведених у таблиці, показав, ротитану та карбаміду, заливання металу у форщо використання пропонованого способу виробми, присадку карбаміду, відповідно до винаходу ництва литих низьколегованих сталей з карбонітздійснюють у плавильний агрегат перед введенридним зміцненням, згідно таблиці, плавки №№ 4ням алюмінієвмісних матеріалів і феротитану від12 у порівнянні із прототипом, згідно таблиці, планосно малими порціями по 0,05-0,20кг/т у вигляді вки №№ 1-3 забезпечує більш високе й стабільне спеціальної лігатури на основі здрібненого станзасвоєння азоту рідкою сталлю з карбаміду. Видартного феросплаву. При цьому вид стандартнозначено, що при введенні в плавильний агрегат го феросплаву, що є основою карбамідвмісної карбамідвмісної лігатури більшими порціями, згідлігатури, залежить від складу виплавляємої литої но таблиці, плавки №№ 13-15, чим пропонується в низьколегованої сталі. Наприклад, для марганцозаявленому способі, виробництва сталі, а імено вистих сталей як основу карбамідвмісної лігатури 0,6кг карбаміду на тонну рідкої сталі замість 0,05вибирають сілікомарганець, углеродистий і серед0,20кг/т, ступінь засвоєння азоту помітно знижуньоуглеродистий феромарганець. Введення алюється, хоча й залишається більш високою й стабімінієвмісних матеріалів і феротитану здійснюють в льною, чим у прототипі, відповідно до таблиці, сталерозливний ківш. плавки №№ 13-15 і №№ 1-3. При цьому введення Причино-наслідковий зв'язок між сукупністю іскарбаміду лігатурою більш меншими порціями, тотних ознак винаходу та технічним результатом, відповідно до таблиці, плавки №№ 16-18, чим прощо досягається, забезпечується наступним. понується - 0,03кг/т, замість 0,05-0,20кг/т не забезВстановлено, що вкрай низьке й нестабільне печує помітного підвищення ступеня засвоєння засвоєння азоту рідкою сталлю із чистого карбаміазоту й збільшує загальний час присадки, а знаду пов'язане з кількома його фізико-хімічними влачить подовжує, хоча й незначно, плавку. стивостями, тобто малою щільністю - 1,335т/м3, Таким чином, спосіб виробництва литих низьдрібнодисперсністю, розмір гранул становить бликолегованих сталей з карбонітридним зміцненням, зько 3мм, високим вмістом азоту - 46,7%, низькою за цим рішенням, забезпечує більш високе й статемпературою розпаду, що становить 150°С, чебільне засвоєння азоту розплавом з карбаміду, що рез які при введенні чистого карбаміду в ківш віддозволяє одержувати в металі більш високі вмісти бувається неконтрольоване й бурхливе виділення карбонітридів титану і нітридів алюмінію, що приазотовмісних газів у відносно малому об'ємі роззводить до додаткового здрібнювання зерна й відплаву. Використання карбамідвмісних лігатур на повідно, поліпшенню механічних і експлуатаційних основі здрібнених стандартних феросплавів, осовластивостей, при виключенні можливості браку бливо малими порціями, дозволяє значно збільвиливків за рахунок виділення вільного азоту в шити час і площу активного контакту азоту, що пузирі. виділяється, і рідкої сталі, а значить збільшує й 5 86996 6 Таблиця Спосіб виробництва литих низьколегованих сталей з карбонітридним зміцненням № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Загальна кількість добав- Маса одноразової порції Ступінь засвоєння леного в сталь карбаміду, добавленого в сталь кар- Кількість порцій азоту рідкою сталлю з кг/т баміду, кг/т карбаміду, % Відомий спосіб виробництва сталі (прототип) 0,6 0,6 1 3 0,6 0,6 1 1 0,6 0,6 1 9 Пропонований спосіб виробництва сталі 0,6 0,1 6 15 0,6 0,1 6 16 0,6 0,1 6 14 0,6 0,05 12 19 0,6 0,05 12 19 0,6 0,05 12 20 0,6 0,2 3 13 0,6 0,2 3 12 0,6 0,2 3 13 0,6 0,6 1 10 0,6 0,6 1 11 0,6 0,6 1 11 0,6 0,03 20 20 0,6 0,03 20 21 0,6 0,03 20 19 Комп’ютерна верстка Литвиненко Л. Підписне 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