Спосіб виробництва стабілізованої алюмінієм низьковуглецевої сталі для холодного штампування

союз совиских SU,H, 1663032A1 СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (5D5 С 21 О 7/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21)4014766/02 (22)10.02.86 • ; (46) 15.07.91. Бюл. №26 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.Я.Наконечный, В.Н.Радченко, А.Г.Пономаренко, И.В.Куликов, В.Ю.Табунщиков, М.Ж.Толымбеков, Н.А.Гуров, Г.З.Гизатулин, В.И.Панковец, А.А.Ларионов, Е.Л.Зац, Л.Н.Кологривова, С.З.Афонин, Ю.Ф.Вяткин, А.А.Булянда, А.А.Троянский, Ю,И.Жаворонков, В.И.Литвинов, Д.А.Литвииенко, В.Н.Никитин и В,Г,Лазько (53) 669.046.554(088.8) •* (56) Авторское свидетельство СССР tsfe 981385, кл. С 21 С 7/00, 1981. Черная металлургия.- Бюллетень НТИ. 1984, N= 19, с. 16-17. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ АЛЮМИНИЕМ НИЗКОУГ ЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ (57) Изобретение относится к черной металлургии. Цель изобретения - повышение качества стали и экономичности способа. При выпуске стали в ковш после наполнения ковша на 0,4-0,5 объема в металл вводится марганцевый агломерат с интенсивностью 2,0-3,0 кг/т-мин из расчета введения 4,0-5,2 кг закиси марганца на 1 т расплава, Алюминий вводится двумя порциями в виде кусков массой 0^7-6,0 кг, причем первая порция вводится в металл совместно с присадкой агломерата. Введение агломерата по предлагаемому режиму совместно с алюминием приводит к восстановлению закиси марганца, что исключает использование на плавке ферросплавов и позволяет стабилизировать механические характеристики металла. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству низкоугперодистой стали для холодной штамповки. Цель изобретения - повышение качества стали и экономичности способа. Сущность способа заключается в том, что совместный ввод в ковш алюминия и марганецсодержащего материала (агломерата) по предлагаемому режиму приводит к восстановлению окислов марганца, что позволяет получить стабильное содержание марганца и алюминия в металле в узких гарантированных пределах Использование марганцевого агломерата в количестве, обеспечивающем ввод в металл менее 4 кг закиси марганца на 1 т металла, не позволяет получить в стали со держания марганца, определяющее оптимальные пластические свойства стали; подача более 5.2 кг закиси марганца на 1 т металла приводит к увеличению прочности стали и снижению пластических свойств металла. Материалы подают с интенсивностью 2,0-3,0 кг/т мин. Подача с интенсивностью менее 2,0 кг/т- мин не обеспечивает своевременную загрузку всех материалов до окончания выпуска, что ухудшает показатели восстановления марганца. Подача материалов с интенсивностью более 3,0 кг/т мин нецелесообразна, так как при этом не обеспечивается оптимальное взаимодействие оксидов марганца с алюминием- загрузка большого количества холодного материала в ел С о» о со о со ю 1663032 ковш удлиняет время его прогрева и расплавления, в результате чего возможны повышенные угары ранее расплавившегося алюминия от взаимодействия его с кислородом воздуха после всплывания над слоем шлака, что отрицательно сказывается на экономичности способа. Подача материалов в ковш до слива 0,4 массы металла нецелесообразна, так как в этом случае происходит затягивание их кусков струей металла в его объем, что ухудшает последующие процессы восстановления в результате заметалливания кусковых мзрганецсодержащих материалов, а также создания условий для неконтролируемого угара алюминия Послетого, как в ковш слили металл в количестве, равном 0,4 его массы, гидродинамические условия в ковше становятся благоприятными для процесса восстановления-оксидный материал незаметалливается и резко снижаются потери алюминия от взаимодействия его с кислородом воздуха. Начало легирования стали марганцем до полного слива металла в ковш позволяет использовать кинетическую энергию струи для перемешивания металла и сократить общую длительность процесса восстановления. Давать материалы в ковш после слива более 0,5 массы металла нецелесообразно, так как в этом случае не удается загрузить все материалы до окончания выпуска металла в ковш, что ухудшает условия восстановления. 5 10 15 20 25 30 Для улучшения технико-экономических показателей процесса восстановления марганца из оксидных материалов в результате снижения угара алюминия от взаимодействия с кислородом воздуха алюминий должен находиться под восстанавливаемым шлаком. Это достигается использованием кусков алюминия массой 0,7-6,0 кг. При подаче кусков алюминия массой менее 0,7 кг происходит запутывание его в шлаке, а использование кусков массой более 6,0 кг приводит к всплывэнию плавящегося алюминия над поверхностью шлака. И в том и в другом случае алюминий используется нерационально и требуется повышенный его расход. Кроме того, неконтролируемый его угар от взаимодействия с кислородом воздуха существенно ухудшает технико-экономические показатели и приводит в конечном счете к ухудшению качества стали. Способ осуществляется следующим образом. Выплавку стали марки 08Ю проводили в 150-тонном кислородном конвертере. В качестве оксидных марганцевых материалов использовали агломерат марки АМН-П следующего химического состава, %: МпО 56% SiO 2 23,5; Fe2O3 3,0; АІ2Оз 3,9; Р 0.2; С 0,3; S 0,2; СаО 5,5: МдО 2,8. Расплав в конвертере продували кислородом до содержания углерода в металле, равном 0,06%, и температуры 1620°С. После чего металл сливали в ковш, при сливе 0,38-0,52 массы металла в ковш давали: агломерат, первую порцию алюминия на штанге и известь. Марганцевый агломерат вводили с интенсивностью 1,8-3,2 кг/т в 1 мин. Известь давали из расчета получения Са О „ „ .. отношения —v -— = 3,0 . Использовали Si О 2 первичный алюминий марки А-96 в виде кусков массой от 0,5 до 6,5 кг. После окончания слива металл продували аргоном, затем давали вторую порцию алюминия и опять продували аргоном. В качестве сравнительной были проведена одна плавка по технологии прототипа: после выпуска металла в ковш и добавки в процессе выпуска известняка, продувки металла аргоном в ковш вводили алюминиевую проволоку диаметром 10 мм, снова продували аргоном, затем вводили металлический марганец марки Мр1 и снова продували металл аргоном. В предлагаемом способе алюминий на восстановление марганца, раскисление и 35 легирование стали дают двумя порциями. Это позволяет перед подачей второй порции алюминия стабилизировать уровень окисленности металла в ковше. После подачи первой порции алюминия в ковше идет 40 преимущественно реакция восстановления марганца из расплавляющихся марганцевых оксидных материалов, при этом на раскисление металла алюминия расходуется существенно меньше, чем в процессе восстановления. Это объясняется тем, что коли- 45 чество кислорода, содержащегося в шлаке и расходуемого в процессе восстановления на окисление алюминия, на 1,5-2,0 порядка больше, чем в металле. Содержание АІобщ в металле после под- 50 ачи первой порции алюминия в ковш должно быть на уровне следов. Последующая продувка металла инертным газом приводит к его усреднению по химическому составу. В этом случае получают однородную по 55 Технологические варианты плавок присодержанию марганца сталь со следами ведены в табл.1, химический состав готовой алюминия, причем окисленность металла стали - в табл.2. определяется содержанием в нем марганца. 1663032 Металл был прокатан на лист толщиной 1,0 мм, механические свойств листа приведены в габл 3. Плавки 2-А проведены по предлагаемой технологии, плаоки 14 и 5-15 проведены по параметрам, выходящим за пределы пред- 5 лагаемых, плавка 16 - по технологии прототипа. На плавках 2-4 получены узкие пределы по содержанию марганца и алюминия, чтд позволяет получить оптимальное сочетание в металле пластических и прочно- 10 стных свойств и снижение брака в среднем на 8,0% по сравнению с металлом выплавленным по технологии прототипа, чіо способствует повышению экономичности процесса Кроме того, предлагаемые техно- 15 логические параметры дают возможность повысить извлечение марганца из легирующей добавки - агломерата по сравнению с легированием металлическим марганцем. Получать сталь по вариантам 1 и 4-15 неце- 20 лесообразно, так как при этом не удается получить оптимальное соотношение прочностных и пластических свойств, что приводит к повышению брака на 4-10%. коуглеродистые стали для холодной штамповки с содержанием марганца и злюминия в узких пределах и позволяет исключить использование дорогостоящих ферропластов. Формула изобретения 1 Способ производства стабилизированной алюминием низкоуглеродистой стали для холодной штамповки, включающий выпуск металла в коош с присадками шлакообразующих по ходу выпуска, продувку аргоном, подачу марганецсодержащих материалов, ввод алюминия двумя порциями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества стали и экономичности способа, в качестве марганецсодержащих материалов используют марганцевый агломерат, который вводят после выпуска 0.4-Q5 массы металла в ковш с интенсивностью 2,0-3,0 кг/т.мин и рзеходе 4,0-5,2 кг закиси марганца на 1 тонну металла, а первую порцию агіюминия вводят в процессе подачи агломерата 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я Предлагаемый способ позволяет пол- 25 тем, что алюминий вводят в виде кусков учать стабилизированные алюминием низмассой 0,7-6,0 кг. Т л 0 л н П л авка Количест- расход во агло- марганца, мерата, ІСІ-УТ кі /т Расход закиси марганца, кг/т Присадки алюминия в коэш -" 0,4 _•'.. 0,45 - " 0,5' 0,32 0,15 0,45 0,45 2,0 2,5 3,0 3,2 2,5 2,5 2,5 0,7 4,0 6,0 6,5 4,0 4,0 4,0 73,0 74,0 70,0 64,0 60,0 59,5 57,0 0,45 2,5 4,0 62,8 0,38 2,5 4,0 54,0 0,52 г,5 4,0 60,0 0,45 0,45 0,-о 0,45 1,8 3,2 2,5 2,5 4,0 4,0 0,5 6,5 Провоіокі 43,0 60,0 51,0 49,0 47,0 1-я порция с агломератом 2-я посла выпуска 2 1 4 5 2,86 3,28 3,71 4,28 2,14 4,28 3,28 3,0 3,5 4,0 4,6 2,3 4,6 3,5 4,0 4,6 5,2 6,0 3,0 6,0 4,6 3,5 /.,6 to 3,28 3,5 4,6 11 3,28 3,5 4,6. 2 t3 4 5 6 3,23 3,28 3,28 3,2В 3,5 3,5 3,5 3,5 Д,Ь й.Й 4,6 4,ft 3,2 агломерата, к г кг/т, инн 65,2 3,0 3,28 Степень извлечения марганца, X 0,5 2,3 9 ГаПЦсВОГО Насса куска алвчиная, 1,3 2,14 „ Интенсивность подачч Мар 0,38 1 7 S Доля массы нетялла в ковше в момент начала подачи материалов от всей массы 1 - " - " - " Единой порцией с аглонераточ Евиной порцией после аыгтусиа 1-я порция с агломератом -я порцгш с аглочератом -••_ - " .и-" Z«i!!Hofl парі ПРИ после іьіпусха 1,0 . 1663032 Т а б л и ц а Содержание Выплавка 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Mn 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 I 0,22 0,30 0,33 0,35 0,36 0,23 0,38 0,27 0,29 0,26 0,28 0,22 0,28 0,25 0,23 0,22 Till S S ii 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,018 0,018 0,017 0,018 0,018 0,018 0,018 0,017 0,018 0,018 0,018 0,017 0,017 0,018 0,017 0,017 Предел текучести, 6> кгс/ммг 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 20,0 20,0 19,0 20,0 24,0 19,0 23,0 21,0 20,0 19,0 20,0 18,0 19,0 17,0 17,0 20,0 Редактор Н.Киштулинец Временное сопротивление,^, кre/мм2 Относительное удлинение ,0 А 26,3 31,8 31,6 . 32,0 30,0 26,0 29,0 28,0 26,0 27,0 28,0 25,0 26,0 24,0 22,0 25,0 35,0 46,0 50,0 48,0 32,0 35,0 37,0 31,0 36,0 38,0 37,0 30,0 37,0 34,0 41,0 33,0 Составитель В.Самсонов Техред М.Моргентал 0,010 0,030 0,040 0,050 0,010 0,035 0,020 0,010 0,015 0,040 0,035 0,040 0,020 0,010 0,015 0,!оі1 0,,012 0,040 Т а б ли ц а 3 • Плавка 0 , 011 о,012 0, 012 0 , 013 0 , 014 0 , 011 0 , 012 0, 013 0 , 011 0 ,,012 0, 012 0,,012 0,,012 Al Брак на & /с 7^ в 0,76 0,63 0,60 0,65 0,80 0,73 0,79 0,75 0,77 0,70 0,71 0,72 0,73 0,70 0,77 0,80 первом переделе , А 15,2 10,0 9,5 ' 10,0 18,0 15,0 16,5 Т4,3 18,0 16,0 14,0 20,0 18,0 17,6 15,0 19,1 Корректор М.Демчик Заказ 2238 Тираж 412 -Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101