Способ внепечной обработки высокоуглеродистой стали

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ(71) Заявитель Белорусский металлургический завод(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) 1. Способ внепечной обработки высокоуглеродистой стали, включающий раскисление стали в ковше,продувку металла аргоном, определение содержания остаточного алюминия в расплаве и введение в него кальцийсодержащих материалов в качестве модификатора, отличающийся тем, что перед вводом модификатора дополнительно определяют содержание кремния в расплаве, а расход кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций устанавливают из соотношения Са(0,0030,005) (21,2 ), мас. ,где Са - содержание кальция, усвоенного металлом, мас. , - содержание кремния в металле перед вводом модификатора, , - содержание алюминия в металле перед вводом модификатора, . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кальцийсодержащие материалы вводят в ковш в виде порошковой проволоки. Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам внепечной обработки высокоуглеродистой стали. В качестве прототипа принят способ внепечной обработки высокоуглеродистой стали, согласно которому сталь раскисляют в ковше, продувают аргоном, определяют содержание остаточного алюминия в расплаве и вводят в него в качестве модификатора кальцийсодержащие материалы 1. Недостатком способа является то, что при обработке не учитывается содержание кремния в стали. В результате такой обработки не обеспечивается стабильное модифицирование включений кремнезема и корунда, а также комплексных включений, содержащих в своем составе более 50 А 23, являющихся концентраторами напряжений при деформации, особенно при холодном волочении, что приводит к образовании трещин в металле и в конечном итоге к обрыву проволоки при тонком волочении. 3462 1 Задача, решаемая изобретением, состоит в усовершенствовании способа внепечной обработки высокоуглеродистой стали путем применения модификатора (кальцийсодержащих материалов), обеспечивающего более полное модифицирование включений корунда и кремнезема. Технический результат, достигаемый при использовании способа, состоит в получении комплексных неметаллических включений, по химическому составу соответствующих областям анортита и геленита тройной системы СаО 2 А 2 О 3 , и повышении качества высокоуглеродистой стали. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в известном способе внепечной обработки высокоуглеродистой стали, включающем раскисление стали в ковше, продувку металла аргоном, определение содержания остаточного алюминия в расплаве и введение в него в качестве модификатора кальцийсодержащих материалов, по изобретению перед вводом модификатора дополнительно определяют содержание кремния в расплаве, при этом расход кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций устанавливают из соотношения Са(0,0030,005) (21,2 ),где Са - содержание кальция, усвоенного металлом, мас. , - содержание кремния в металле перед вводом модификатора, , - содержание алюминия в металле перед вводом модификатора, . Кальцийсодержащие материалы вводят в ковш в виде порошковой проволоки. Между существенными признаками и техническим результатом - более полным и стабильным модифицированием кремнеземистых и корундовых включений - существует причинно-следственная связь, которая поясняется следующим. Исследованиями установлено, что первичные включения корунда и кремнезема можно превратить в легкоплавкие оксидные включения, быстро удаляющиеся из расплава, а оставшиеся в стали оксидные включения - в недеформируемые оксидные включения соответствующего модификатора, если в качестве модификатора использовать щелочноземельные металлы. При этом для определения количества вводимых модификаторов необходимо правильно оценить количество алюминия и кремния в стали. Как показали эксперименты, при введении кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций в соответствии с зависимостью Са(0,0030,005) (21,2 ),корундовые и кремнеземистые включения практически полностью трансформируются в алюминаты и силикаты кальция, по химическому составу соответствующие областям анортита и геленита, т.е. области тройной системы СаО 2 А 2 О 3, в которой включения содержат 4550. При этом максимальный размер неметаллических включений составляет 46 мкм. При модифицировании стали кальцием в количестве меньшем или большем, чем по приведенной зависимости, не достигается необходимое модифицирование глиноземистых и кремнеземистых включений. Пример реализации способа. Выплавленную в электросталеплавильной печи кордовую сталь марки 80 К выпускают в ковш емкостью 125 тонн. При наполнении ковша на 1/4 высоты начинают вводить под струю металла ферросилиций марки ФС 75. Ввод ферросилиция заканчивают при наполнении ковша на 1/2 высоты. Общее количество введенного в ковш ферросилиция 400 кг. После усреднительной продувки металла аргоном химический анализ стали следующий углерод - 0,81 , кремний - 0,21 , алюминий - 0,002 , сера - 0,015 . По зависимости Са(0,0030,005) (21,2 ) определяли потребное количество кальцийсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом кальций. Са 0,004 х (0,2121,2 х 0,002)0,001 Количество силикокальция марки СК 30 при коэффициенте усвоения 0,15 составляет 0,001 / (0,15 х 0,30)0,023 или 0,23 кг/т. Силикокальций в виде порошковой проволоки диаметром 13 мм вводили в ковш с помощью трайбаппарата. Всего в один ковш ввели 130 метров проволоки. Были получены следующие результаты по неметаллическим включениям включения типа корунда и кремнезема отсутствовали, обнаруженные включения находились в области геленита и анортита диаграммы СаО 2 А 2 О 3. Данные по технологичности свивки металлокорда из опытного металла и металла, произведенного по стандартной технологии, приведены в таблице. Распределение обрывов по видам,Поверхностные Осевые Сужение дефекты трещины 26,1 7,2 54,4 3462 1 Из таблицы видно, что брак по общей обрывности опытного метала в 1,5 раза ниже, чем металла, произведенного по стандартной технологии. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.