способ производства медьсодержащих железоуглеродистых сплавов
Классы МПК: | C21C5/04 получение стали в пламенных печах, например в сименс-мартеновских C22C38/16 содержащие медь |
Автор(ы): | Бобова Римма Павловна, Попов Валентин Васильевич, Сакун Галина Васильевна, Сингер Вольдемар Валентинович, Радовский Израиль Зиновьевич, Жучков Владимир Иванович, Шарафутдинов Равиль Яковлевич, Богомяков Владимир Иванович, Обласов Григорий Аркадьевич |
Патентообладатель(и): | Бобова Римма Павловна, Попов Валентин Васильевич, Сакун Галина Васильевна, Сингер Вольдемар Валентинович, Радовский Израиль Зиновьевич, Жучков Владимир Иванович, Шарафутдинов Равиль Яковлевич, Богомяков Владимир Иванович, Обласов Григорий Аркадьевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-07-03 публикация патента:
15.03.1994 |
Использование: получение медьсодержащих сплавов и чугунов. Цель: повышение трещиностойкости. Сущность изобретения: при выплавке сплава в печи медь вводят из расчета получения ее в сплаве Cu 0,5-0,5 [% C], где [% С] - содержание в сплаве углерода. Расплав выпускают в ковш и разливают при температуре Tразл. Tкр.+1,5102 [% Ni]/[% Cu], где [% Ni] и [% Cu] - содержание в сплаве никеля и меди соответственно, мас. % : Tкр - температура кристаллизации сплава. Положительный эффект: снижение брака по трещинам. 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ, включающий загрузку шихты в печь, ее расплавление, корректировку содержания меди в сплаве, выпуск в ковш и разливку, отличающийся тем, что медь вводят из расчета получения ее в сплаве Cu 0,5 - 0,5 [% C] , где [% C] - содержание в сплаве углерода, мас. % , а разливку производят при температуре расплаваTразл Tкр + 1,5 102 [% Ni] / [% Cu] ,
где [% Ni] и [% Cu] - содержание в сплаве никеля и меди, мас. % соответственно;
Tкр - температура кристаллизации сплава.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали и чугуна, используемых для изготовления атмосферостойких изделий, например, в строительстве вагоностроения, машиностроения. Известно, что при выплавке медьсодержащей стали в шихту вводят медьсодержащие отходы, незагрязненные оловом, свинцом, сурьмой, мышьяком, цинком. Недостающее количество меди вводят в печь по расплавлении, а окончательную корректировку содержания меди производят во время доводки до начала предварительного раскисления. За прототип выбран способ, включающий выплавку стали в печи, выпуск в ковш и разливку, согласно которому назначение плавки на заданную марку стали ограничивают по предельному содержанию меди. В таких сталях медь вызывает охрупчивание металла, ведущее к образованию трещин. Целью изобретения является повышение трещиностойкости стали. Это достигается тем, что в известном способе производства медьсодержащих железоуглеродистых сплавов, включающем выплавку сплава в печи, выпуск в ковш и разливку, медь вводят из расчета получения ее в сплава Cu 0,5-0,5 [% С] , где [% C] - содержание в сплаве углерода, мас. % , а разливку производят при температуре расплаваТраспл. Ткр + 1,5 102 Tраспл. Tкр.+1.5102 , где % Ni и % Cu - содержание в сплаве никеля и меди, соответственно, мас. % ; Ткр - температура кристаллизации сплава. Известно, что содержание никеля и температура разливки влияют на охрупчивание медьсодержащих сталей. Однако указанные в формуле зависимости не были ранее выявлены. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". В предлагаемом способе получения сплавов количество вводимой меди выбирают из расчета получения ее в сплаве Cu 0,5 - 0,5 [% C] . В процессе нагрева происходит окисление железа, как менее благородного по отношению к кислороду и более окисляемому в присутствии меди. При превышении предельной растворимости в твердом растворе Fe-С, определяемой содержанием углерода, медь выделяется с образованием легкоплавкой фазы. Таким образом, при высоких содержаниях углерода в сплаве интенсивнее протекают процессы выделения свободной меди по границам зерен, что ведет к охрупчиванию сплава. Чтобы этого не происходило, с повышением содержания углерода необходимо соблюдать соотношение Cu 0,5-0,5 [% C] . Согласно предлагаемому способу металл разливается при Тразл. Ткр. + +1,5 102 . Известно, что медьсодержащий расплав склонен к расслоению: в нижней части объема - металл с меньшим содержанием меди, в верхней - обогащенный медью [4] . С повышением температуры эффект расслоения усиливается и создаются зоны с повышенным содержанием меди. Для устранения расслоения в сплав вводят никель, образующий высокотемпературные устойчивые интерметаллиды с медью. Поэтому требуемая технологическая температура разливки металла обеспечивается корректировкой по уравнению
Тразл. Ткр + 1,5 102
Испытания проводили на Северском трубном заводе при производстве стали марки Д. Сталь выплавляли в 260-тонных основных мартеновских печах, работающих скрап-процессом на твердой завалке. После полного расплавления отбирали пробы металла и определяли содержание в ней С, Mn, P, S, Cu и Ni. Далее осуществляли доводку металла согласно марочному. В случае невыполнения условия Cu 0,5 - 0,5 [% C] углерод выжигали. Затем металл сливали в два ковша, выдерживали до температуры Тразл. = Ткр + 1,5 102 и разливали. Данные по химическому составу, температуре металла и браку металлопродукции по трещинам для плавок стали марки Д текущего производства и в соответствии с предлагаемым способом приведены в таблице 1. Результаты испытаний показывают, что соблюдение условий, приведенных в формуле позволяет снизить или исключить брак по трещинам. (56) Технологическая инструкция ТИ-102-СГМ-16-90. Выплавка стали в мартеновских печах, Н. Тагил, 1989.
Класс C21C5/04 получение стали в пламенных печах, например в сименс-мартеновских
Класс C22C38/16 содержащие медь