Спосіб розкиснення і модифікування високовуглецевої сталі

1. Спосіб розкиснення і модифікації високовуглецевої сталі, що включає нагрівання в печі- ковші її розплаву, вакуумування і остаточне розкиснення алюмінієм і модифікацію кальцієм, який C2 2 88200 1 3 88200 4 готовій сталі. Крім того, модифікування неметалеМАl=0,8·[Аl]зад·а0, вої фази з формуванням рідких алюмінатів кальде МАl - витрата алюмінію на раскисление, кг/т цію при такому способі утруднене, оскільки при сталі; реальному вмісті сірки в сталях (>0,010%) термо[Аl]зад - заданий вміст вільного алюмінію в годинамічно переважною є взаємодія кальцію з сіртовій сталі, %; кою з утворенням сульфіду кальцію. Тому, для а0 - вміст активного кисню перед розкислюутворення кальцієвих алюмінатів і досягнення пованням, ррm, ставленої мети в сталях з високим вмістом сірки а витрату кальцію встановлюють з урахуванвитрату кальцію на обробку необхідно значно підням вмісту сірки і алюмінію в розплаві, при цьому вищувати, що знижує економічність обробки. Пенижню межу витрати кальцію на модифікацію виревитрата кальцію веде і до технологічних вад, що значають по виразу: МCa=7·[S]вих, a верхню межу пов'язані з затягуванням струменю при розливці. визначають при вмісті сірки в розплаві до 0,015% Найближчим до пропонованого технічного різа формулою: МСа=22·([S]вих-0,20·[Аl]зад) і при вмісті шення, що взято за прототип, є спосіб позапічної сірки більше 0,015% за формулою: МСа=22·([S]вихобробки сталі при одержанні заготовок безперерв0,35·[Аl]зад), де МСа - витрата кальцію на модифіканою розливкою, що включає розкислення сталі цію, кг/т сталі; [S]вих - вміст сірки в сталі перед моалюмінієм і введення в сталерозливний ківш кальдифікацією, мас.%; [Аl]зад - вміст вільного алюмінію ційвмісних матеріалів, причому перед введенням в в розплаві, %. розплав алюмінію і кальційвмісних матеріалів заАлюміній вводять у вигляді алюмінієвого дроміряють вміст алюмінію і вуглецю в сталі, а витрату, а кальцій - порошкового дроту, що містить сіліту кальційвмісних матеріалів встановлюють в пекокальцій або ферокальцій. рерахунку на кальцій, що засвоєний металом, зі Маса алюмінію, що вводиться в розплав, поспіввідношення [Са]=(0,14-0,18) Аl, %, при вмісті винна співвідноситись з одержаною окисленістю вуглецю до 0,17% або зі співвідношення сталі, оскільки при високій окисленості угар алюмі[Са]=(0,10-0,14) Аl, %, при вмісті вуглецю більш за нію може бути вищий за звичайний, і в результаті 0,17%, де [Са] - вміст кальцію розчиненого в метазаданий рівень вмісту алюмінію в металі одержалі. Як кальційвмісний матеріал використовують ний не буде, тому слід буде корегувати його додасілікокальцій. Кальцієвмісні матеріали вводять до тковою присадкою дроту, що потребує додатковоковшу у вигляді порошкового дроту [Пат. Росії го агрегатного часу. При низькій окисленості 2102499 RU, C21C7/00, 1998р.]. можливе одержання надлишку вмісту алюмінію в Такий спосіб вигідно відрізняється від аналогу металі, що є неприпустимим, оскільки порушує врахуванням вмісту вуглецю в сталі, яке в рівномарочний склад сталі. За рахунок безпосередньоважних умовах визначає вміст активного кисню, та го визначення вмісту активного кисню в розплаві вимірюванням реального вмісту алюмінію перед перед введенням алюмінію можливе точне визнавведенням кальцієвмісних матеріалів, що робить чення необхідної витрати алюмінію для забезпепроцес розкислення і модифікування більш детечення його заданого залишкового вмісту в сталі. рмінованим, але і має істотні недоліки. При введенні в розплав кальційвмісних матеВ даному випадку угар алюмінію також є неріалів частина кальцію взаємодіє з домішками рідконтрольованим, оскільки окисленість розплаву кого металу (в основному з киснем і сіркою) і рафіперед введенням присадки алюмінію не визначанують його, а частина здатна модифікувати ється, що не дозволяє одержувати стабільний і неметалеві включення глинозему. оптимальний вміст алюмінію в готовій сталі. ПереЗгідно досліджень, при вводі кальцію в розвитрата алюмінію веде до збільшення кількості плав в кількості нижче заявляємої нижньої межі, неметалевих включень, і, за формулою способу, ефекту модифікування практично не спостерігащо запропонований, до збільшення витрати кальється, так як кальцію витрачається в основному на цію, що вкупі призводить до забруднення сталі взаємодію із сіркою. неметалевими включеннями і не є економічним. При вводі кальцію в розплав в кількості вище Крім того, нижня межа вмісту кальцію в роззаявляємої верхньої межі подальшого підвищення плаві відповідно до запропонованого в прототипі механічних властивостей металу не відбувається. виразу, цілком поставлена в залежність від залишВ той же час спостерігається підвищення вмісту в кового алюмінію і зовсім не враховує вміст сірки металі неметалевих включень, які негативно вплиперед обробкою розплаву кальцієм, яка за термовають на якість металу. динамікою взаємодіє з останнім в першу чергу. Врахування при розрахунку витрати кальційвВ основу пропонованого винаходу поставлена місних матеріалів вмісту і сірки і алюмінію дозвозадача удосконалення способу розкислення і моляє точно визначити кількість присадки, яка видифікування високовуглецевої сталі, забезпечення ключає непродуктивні витрати при перевищенні отримання заданого залишкового вмісту вільного необхідної кількості і є достатньою для повної моалюмінію, покращення якості металу за рахунок дифікації глинозему в рідкі алюмінати кальцію, що повної модифікації кальцієм неметалевих вклюлегко видаляються з розплаву. чень і підвищення його ефективності. Таким чином, для забезпечення високої якості Поставлена задача розв'язується тим, що в готової сталі необхідне введення в розплав строго способі розкислення і модифікування високовугпевної кількості алюмінію і силікокальцію, що і долецевої сталі, що включає нагрівання в печі ковші, сягається при виконанні приведених вище співвідвакуумування і остаточне розкислювання алюмініношень. єм і модифікацію кальцієм, згідно з винаходом Запропонований спосіб відрізняється від відовитрату алюмінію визначають за формулою: мих більш точним встановленням (завдяки враху 5 88200 6 ванню вмісту в сталі кисню і сірки) необхідної кільтичним виділенням склала 0,0089% мас. Металокості присадок алюмінію і силікокальцію, за рахупродукція мала високі механічні властивості: нок чого знижується загальна кількість неметалевідносне подовження - 14%; відносне звуження вих включень в сталі, досягається повна 31%; ударна в'язкість -3,5Дж/см2. модифікація глинозему в рідкі алюмінати кальцію і Приклад 2. Після вакуумування мартенівської економія коштовних розкислюючих і модифікуючих високовуглецевої колісної сталі КП2 вміст вільного добавок. кисню склав 19ррm і сірки 0,018%.мас. Приклади конкретного здіснення способу Алюмінієвий дріт за допомогою трайбапарату Приклад 1. Після вакуумування мартенівської вводили в 100т ківш з масовою витратою 0,30кг/т високовуглецевої колісної сталі КП2 вміст вільного сталі, що відповідно до формули МАl=0,8·[Аl]зад а0 забезпечує отримання в готовій сталі 0,020% вількисню склав 17ррm і сірки 0,013%. ного алюмінію. У кінцевій пробі сталь мала вміст Алюмінієвий дріт за допомогою трайбапарату вільного алюмінію 0,020%. вводили в 100т ківш з масовою витратою 0,27кг/т Мінімально допустиму кількість кальцію, що сталі, що відповідно до формули вводиться, на модифікацію визначили по виразу МА1=0,8·[Аl]зад·а0, що МСа=7·[S]зад, кг/т сталі; забезпечує одержання в готовій сталі 0,020% МСа=7·0,018=0,126кг/т сталі. вільного алюмінію. У кінцевій пробі сталь мала Мінімальна кількість силікокальцію, що має бувміст вільного алюмінію 0,0195%. ти введений склала 0,41кг/т сталі. Мінімальну кількість кальцію, що має бути Максимально допустима витрату кальцію на введена на модифікацію визначали за формулою модифікацію визначається за формулою МСа=7·[S]зад, кг/т сталі; МСа=22·([S]вих-0,35·[Аl]зад), кг/т сталі; МСа=7·0,013=0,091кг/т сталі. МСа=22·(0,018-0,35·0,020)=0,24кг/т сталі. Присадка такої кількості кальцію у вигляді сиПрисадка такої кількості кальцію у вигляді силікокальцію СК-30 складає 0,30кг/т сталі. лікокальцію СК-30 -0,8кг/т сталі. Максимально допустиму витрату кальцію на У ківш було введено 0,55кг/т силікокальцію СКмодифікацію визначали по формулі 30 у вигляді порошкового дроту. Якість металу за МСа=22·([S]вих-0,20·[Аl]зад), кг/т сталі; вмістом неметалічних включень була задовільною: МСа=22·(0,013-0,20·0,019)=0,20кг/т сталі. включення глинозему не виявлені, загальний бал Присадка такої кількості кальцію у вигляді сиоксидних включень не перевищував 0,0-0,5 бали лікокальцію СК-30 складає 0,67кг/т сталі. за ГОСТ 1778, середня забрудненість металу неУ ківш було введено 0,40кг/т силікокальцію СКметалевими включеннями, визначена електролі30 у вигляді порошкового дроту. Якість металу за тичним виділенням склала 0,0097% мас. Сталь вмістом неметалічних включень була задовільною: мала високі механічні властивості: відносне повключення глинозему не виявлені, загальний бал довження - 14,5; відносне звуження - 29%; ударна оксидних включень не перевищував 0,0-0,5 бали в'язкість - 3,7Дж/см2. за ГОСТ 1778, середня забрудненість металу неметалевими включеннями, визначена електролі Комп’ютерна верстка В. Мацело 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