close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9023

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 9023
(13) C1
(19)
(46) 2007.04.30
(12)
7
(51) C 21C 7/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОГО МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ БОРОМ
(21) Номер заявки: a 20040471
(22) 2004.05.24
(43) 2005.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Белорусский
металлургический завод" (BY)
(72) Авторы: Гуненков Валентин Юрьевич (BY); Пивцаев Виталий Васильевич (BY); Пишикин Вадим Серафимович (BY); Терлецкий Сергей
Валерьевич (BY); Кисиленко Владимир Васильевич (UA); Онищук
Виталий Прохорович (UA)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Белорусский
металлургический завод" (BY)
(56) Богданов Н.А. и др. Металлург. - 1999,
№ 2. - C. 29-30.
Гольдштейн Я.Е. Микролегирование
стали и чугуна. - М.: Машгиз, 1959. С. 95.
RU 2016087 C1, 1994.
SU 1770374 A1, 1992.
BY 9023 C1 2007.04.30
(57)
Способ внепечного микролегирования стали бором, включающий ввод в расплав борсодержащей порошковой проволоки в стальной оболочке, отличающийся тем, что перед
вводом проволоки определяют содержание углерода в расплаве, определяют расход проволоки в пересчете на усвоенный металлом бор, содержание которого устанавливают из
соотношения:
[B] = 0,0038 - (0,0023...0,0032)·[С],
где [В] - содержание бора, усвоенного металлом, мас. %,
[C] - содержание углерода в металле перед вводом борсодержащей проволоки, мас. %,
при вводе проволоки поддерживают массовую скорость поступления бора в расплав
1,5-4,0 г/т·с, а после ввода проволоки осуществляют продувку расплава инертным газом с
интенсивностью 0,05-0,25 м3/т·ч в течение не менее 2 мин.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке металлургических расплавов порошкообразными реагентами.
В качестве прототипа принят способ внепечного микролегирования стали, включающий
ввод борсодержащих материалов в жидкий расплав в виде порошковой проволоки [1].
При использовании данного способа обеспечивается высокая повторяемость и воспроизводимость технологического процесса микролегирования бором стали широкого марочного состава с содержанием 0,04-0,95 % С; 0,30-2,00 % Mn; 0,03-1,00 % Si; 0,001-0,008 % В.
Однако степень усвоения бора при этом нестабильна и составляет 55,7-94,3 %, что не позволяет использовать данный способ для стабильного получения заданного содержания
бора в узких пределах (0,0005 % и ниже) и, соответственно, обеспечения необходимого
качества, служебных и эксплуатационных характеристик проката. Это объясняется отсутствием регламентации по массовой скорости подачи бора в жидкий металл и по режимам
BY 9023 C1 2007.04.30
продувки металла инертным газом после ввода проволоки, что приводит к локальному пересыщению отдельных участков металла в ковше бором, недостаточному его перемешиванию и, как следствие, повышенному угару или неравномерному распределению бора по
высоте ковша. Необходимое качество не обеспечивается также по причине отсутствия
регламентации в соотношении между содержаниями бора и углерода в составе металла,
что может приводить к охрупчиванию и другим нежелательным явлениям.
Задача, решаемая изобретением, состоит в усовершенствовании способа внепечного
микролегирования стали бором путем установления зависимости между количеством вводимого бора и содержанием углерода в расплаве перед вводом бора. А также установлением пределов поступления бора в единицу времени на единицу объема жидкого металла
и регламентацией интенсивности и длительности продувки металла инертным газом после
ввода борсодержащих материалов.
Технический результат, достигаемый при использовании способа, состоит в увеличении степени усвоения бора (до 90-100 %), стабильном получении заданного содержания
бора в узких пределах (0,0005 % и ниже), повышении качества, повышении и стабилизации служебных и эксплуатационных характеристик проката.
Между существенными признаками изобретения и техническим результатом - увеличением степени усвоения бора (до 90-100 %), стабильном получении заданного содержания
бора в узких пределах (0,0005 % и ниже), повышении качества, повышении и стабилизации
служебных и эксплуатационных характеристик проката - существует причинно-следственная связь, которая объясняется следующим образом. Как известно, наличие бора в стали
сказывается на уменьшении отрицательного остаривающего влияния свободного азота за
счет связывания его в боронитридные и карбоборонитридные соединения, что увеличивает
пластичность и деформируемость проката при холодном формоизменении. Проведенными
исследованиями было установлено, что наиболее оптимальные значения пластичности и
деформируемости металла при сохранении высоких показателей служебных свойств (вязкость, прочность, твердость и др.) достигаются при условии, когда в металле массовая доля
бора, увеличенная в 250-300 раз, и массовая доля углерода составляют в сумме определенную постоянную величину. Исходя из установленной величины суммы массовой доли
углерода и увеличенной в 250-300 раз массовой доли бора, определяют расход борсодержащих материалов, который в пересчете на усвоенный металлом бор составляет:
[В] = 0,0038-(0,0023....0,00032)[С], мас. %. Если расход борсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом бор будет больше, чем вытекает из представленного выражения, то в готовом прокате будет наблюдаться охрупчивание по границам зерен, резко
ухудшится пластичность и деформируемость металла. Если расход борсодержащих материалов в пересчете на усвоенный металлом бор будет меньше, чем вытекает из представленного выражения, то бор не будет оказывать влияние на пластичность и деформируемость
и, соответственно, качество металла, служебные и эксплуатационные характеристики проката не повысятся. По мере вхождения порошковой проволоки в жидкий металл стальная
оболочка расплавляется и борсодержащий наполнитель высвобождается в расплав, при
этом, для того, чтобы обеспечивалось равномерное распределение бора по всему объему
металла, массовая скорость его поступления в расплав должна составлять 1,5-4,0 г/т⋅с.
При массовой скорости поступления бора, превышающей 4,0 г/т⋅с могут образовываться
локальные участки металла, перенасыщенные бором, в результате чего бор не будет успевать растворяться и во время ввода проволоки восходящими потоками металла будет выноситься на поверхность расплава, что приведет к снижению его усвоения. При массовой
скорости поступления бора ниже 1,5 г/т⋅с увеличатся время ввода проволоки и затраты на
микролегирование металла. После равномерного растворения бора в объеме металла существуют отдельные участки, где бора находится несколько больше или несколько меньше (до 0,0005 %), но при точной корректировке содержания бора и попадания в узкие
заданные пределы даже таких незначительных отклонений по высоте ковша не должно
2
BY 9023 C1 2007.04.30
наблюдаться. Поэтому после ввода проволоки с борсодержащим материалом для точного
выравнивания концентрации бора по всему объему металла в ковше осуществляют продувку металла аргоном с интенсивностью 0,05-0,25 м3/т⋅ч и длительностью не менее 2 мин. В
случае, когда интенсивность продувки будет превышать 0,25 м3/т⋅ч, может наблюдаться
оголение поверхности металла, что приведет к угару бора. В случае, когда интенсивность
продувки будет менее 0,05 м3/т⋅ч и длительностью менее 2 мин, не будет обеспечиваться
выравнивание концентрации бора по всему объему металла.
Таким образом, чтобы увеличить степень усвоения бора до 90-100 % и стабильно получать заданное содержание бора в узких пределах (0,0005 % и ниже), повысить качество,
повысить и стабилизировать служебные и эксплуатационные характеристики проката,
внепечное микролегирование стали необходимо производить порошковой проволокой с
борсодержащим наполнителем с регламентированной массовой скоростью поступления
бора в единицу времени и регламентированным режимом продувки металла инертным газом после ввода проволоки.
Заявленный способ используется следующим образом.
В дуговой электросталеплавильной печи выплавляют сталь 60, выпускают ее в 100-тонный
ковш и передают на установку внепечной обработки, где производят раскисление, усреднительную продувку и другие необходимые технологические операции. Перед вводом
проволоки с наполнением борсодержащим материалом отбирают пробу металла и определяют содержание углерода. В нашем случае оно составило 0,60 %. Затем рассчитывается
необходимое количество бора в металле и, соответственно, количество вводимой борсодержащей проволоки. В нашем случае в готовой стали необходимо получить 0,0020 % бора.
Для этого в ковш с помощью трайбаппарата вводят 25 м порошковой проволоки ∅13 мм с наполнением ферробором 450 г/м (содержание бора в наполнителе 18 %). Скорость ввода - 3 м/с.
При этом массовая скорость поступления бора в металл составляет 2,4 г/т⋅с. После ввода
проволоки осуществляют продувку металла аргоном с интенсивностью 20 м3/ч (0,15 м3/т⋅ч),
длительностью 3 мин. После этого отдают металл на разливку, где отбирают по ходу непрерывной разливки 5 проб с разной высоты ковша. Во всех пробах содержание бора составило 0,0020 %. Степень усвоения составила 99,0 %. С использованием данной технологии проведено 20 плавок с получением содержания бора в узких заданных пределах,
степень усвоения на всех плавках составила 98...100 %. При этом обеспечивается более
высокая деформируемость катанки при волочении без промежуточной термообработки.
Удельная обрывность при волочении катанки, изготовленной из опытного металла, составляла 0,1 обр./т при допустимой норме 0,5 обр./т.
На этой же установке проводили внепечное микролегирование стали 60 порошковой
проволокой со скоростью ввода 1,5 м/с (массовая скорость поступления бора в металл 1,2 г/т⋅с, расход проволоки 25 м), интенсивность продувки после ввода проволоки - 40 м3/ч
(0,15 м3/т⋅ч), длительностью 3 мин. После этого отдают металл на разливку, где отбирают
по ходу непрерывной разливки 5 проб с разной высоты ковша. Во всех пробах содержание
бора составило 0,0020 %. Степень усвоения составила 99,0 %. С использованием данной
технологии проведено 20 плавок с получением содержания бора в узких заданных пределах,
степень усвоения на всех плавках составила 98...100 %. При этом обеспечивается более
высокая деформируемость катанки при волочении без промежуточной термообработки.
Удельная обрывность при волочении катанки, изготовленной из опытного металла, составляла 0,1 обр./т при допустимой норме 0,5 обр./т.
На этой же установке проводили внепечное микролегирование стали 60 порошковой проволокой со скоростью ввода 1,5 м/с (массовая скорость поступления бора в металл - 1,2 г/т⋅с,
расход проволоки 25 м), интенсивность продувки после ввода проволоки - 40 м3/ч
(0,30 м3/т⋅ч). Степень усвоения бора по маркировочной пробе составила 75 %, при этом по
высоте ковша содержание бора изменялось от 0,00145 до 0,00205 %. Удельная обрывность при
волочении катанки, изготовленной из сравнительного металла, составляла 0,4-0,8 обр./т.
3
BY 9023 C1 2007.04.30
Источники информации:
1. Богданов Н.А., и др. Металлург. - 1999. - № 2. - C. 29-30 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
80 Кб
Теги
by9023, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа