20.01.2014
216.012.9762

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОГО СЛИТКА ИЗ СТАЛИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии. Способ производства полого слитка включает выплавку стали, ее внепечную обработку и разливку сверху в форму с центровым стержнем. Коррекцию содержания основных ликвирующих элементов - углерода, серы, фосфора, кислорода и водорода - проводят в дуговой сталеплавильной печи при выплавке стали и в ковше при внепечной обработке. Перед разливкой содержание водорода в стали составляет не более 0,0004 мас.%, активность кислорода составляет 0,00005-0,0075 мас.%. Содержание (мас.%) серы и фосфора в стали перед разливкой определяют в зависимости от толщины стенки полого слитка по равенству [i]=k/T, где коэффициент k составляет (2-60)·10 мас.%·м для серы и (6-130)·10 мас.%·м для фосфора, Т - средняя толщина стенки полого слитка (м). Разливку стали ведут со скоростью (0,4-0,6)·M (т/мин), где М - масса полого слитка (т). Регламентация содержания в стали перед разливкой основных ликвирующих элементов и расчет массовой скорости разливки в зависимости от массы слитка обеспечивает повышение качества полого слитка. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству полого слитка из стали, преимущественно содержащей 0,01-1,2 мас.% углерода.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства полого слитка из стали 40ХА, включающий нагрев стали до температуры 1540°C и заливку ее расплава сверху в форму, снабженную центровым стержнем (сердечником).

(SU 1235627, B22D 7/04, опубликовано 07.06.1986)

Недостатком известного способа является невоспроизводимое получение заданных характеристик качества слитка, во многом зависящих от содержание серы, фосфора, кислорода и углерода в расплаве стали перед разливкой и технологии самой разливки

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение качества слитка путем регламентации содержания в нем основных ликвирующих элементов углерода, серы, фосфора и кислорода, а также водорода и расчета массовой скорости разливки в зависимости от массы слитка и развитости его поверхности.

Технический результат достигается тем, что способ производства полого слитка включает выплавку стали, ее внепечную обработку и разливку сверху в форму с центровым стержнем, при этом в расплаве стали перед разливкой содержание серы и фосфора в мас.% удовлетворяет равенству [i]=k/T, где коэффициент k составляет (2-60)·10-4 мас.%·м для серы и (6-130)·10-4 мас.%·м для фосфора, Т - средняя толщина стенки полого слитка в метрах, активность кислорода составляет 0,00005-0,0075 мас.% и содержание водорода - не более 0,0004 мас.%, а разливку стали ведут со скоростью (0,4-0,6)·М0,45-0,75 т/мин, где М - масса полого слитка в тоннах.

Технический результат также достигается тем, что температура расплава при разливке составляет 1400-1600°C, а скорость разливки регулируют количеством используемых разливочных отверстий в ковше, располагаемых симметрично.

Осуществление способа по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером.

Для производства полого слитка массой 120 т со средней толщиной стенки 0,85 м выплавку стали 10ГН2МФА с заданным содержанием углерода 0,10 мас.% проводили в электродуговой печи. Коррекцию содержания основных ликвирующих элементов: углерода, серы, фосфора и кислорода, а также водорода, проводили как в дуговой печи, так и в ковше при внепечной обработке. Необходимость коррекции содержания указанных элементов в стали в зависимости от толщины стенки полого слитка, была выявлена практикой, а удобные для пользования на практике зависимости содержания серы и фосфора от средней толщины стенки слитка Т были определены экспериментально.

Негативное влияние серы, фосфора и кислорода, а также водорода, проявляются в центральной части в виде дефектов структуры слитка, вызванных ликвацией, раковин и трещин, и вызваны условиями отвода тепла из центральной части слитка. Число и характер дефектов слитка также зависят от массовой скорости разливки и развитости поверхности слитка. При выплавке слитка по примеру значения коэффициента k находятся в области средних значений: (35-50)·10-4 мас.%·м для серы и (65-85)·10-4 мас.%·м для фосфора. С увеличением толщины стенок слитка указанные значения коэффициента k следует увеличить. Активность кислорода составляла в слитке по примеру 0,0020 мас.% и ее следует уменьшать с уменьшением толщины стенки слитка. Область допустимых значений скорости разливки находится в заявленных пределах, однако при наличии технических возможностей следует осуществлять разливку со скоростью, близкой к максимальным значениям.

Низкое содержание углерода обеспечивают известным способом присадки углеродсодержащих материалов на нижний допустимый предел содержания данного элемента в стали.

Поддержание содержания серы в заявленных пределах обеспечивают использованием малосернистой металлошихты и лома, использованием при выплавке шлака с основностью (CaO/SiO2) на уровне 3,5-4, применением глубокого раскисления металла на выпуске из печи, и за счет полной отсечки печного шлака. При этом, для обеспечения необходимого содержания серы, активность кислорода в расплаве стали на выпуске из печи может быть понижена известными способами до уровня не более 0,002 мас.%, например, вакуумированисм, использованными способами глубокого раскисления на ранних этапах внепечной обработки, а также путем защиты струи разливаемого металла от контакта с атмосферой на этапе разливки.

Низкое содержание фосфора обеспечивают путем многократного обновления шлака в процессе выплавки в дуговой ночи и за счет применения чистых шихтовых материалов, таких как металлический марганец, металлический никель и феррохром с низким содержанием фосфора. Также заданное содержание фосфора обеспечивают путем исключения переокисления углерода в расплаве стали в печи, т.к. это обуславливает повышение температуры и рефосфорацию.

После вненечной обработки расплава стали но стандартной методике в ковше-печи содержание серы, фосфора, водорода и активности кислорода составили 0,005; 0,01; 0,0002 и 0,0020 мас.% соответственно, причем содержание серы и фосфора перед разливкой удовлетворяли равенству [i]=k/T, где коэффициент к составляет 43·10-4 мас.%·м для серы и 85·10-4 мас.%·м для фосфора, Т - средняя толщина стенки полого слитка, равная 0,85 м. Разливку сверху в металлическую форму с центровым металлическим стержнем вели со скоростью 0,45·М0,55=6,3 т/мин, где М=120 т при защите струи расплава и поверхности расплава в форме от окисления. При разливке использовали ковши емкостью 150 т стали, которая имела температуру 1590°C.

Для повышения скорости разливки в ковшах были использованы 3 разливочных отверстия, которые были расположены симметрично. Время заливки формы составило 22 мин.

В результате осуществления способа производства полого слитка по изобретению был получен полый слиток высокого качества (без трещин, раковин и дефектов, связанных с ликвацией) за счет оптимального содержания основных ликвирующих элементов углерода, серы, фосфора и кислорода, а также водорода, а также за счет оптимальной скорости разливки, полученной расчетом в зависимости от массы слитка и развитости его поверхности.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 73.
10.03.2013
№216.012.2e1c

Сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления массивных изделий, в частности валов роторов турбогенераторов. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,20-0,23, кремний 0,01-0,07, марганец 0,3-0,4, хром 1,45-1,60, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477335
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.3710

Способ электрошлакового переплава

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. Способ включает переплав расходуемого электрода на переменном токе с наложением на шлаковую и металлическую ванны переменного электромагнитного поля. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479649
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.05.2013
№216.012.448c

Способ перемешивания шлаковой ванны при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитка стали электрошлаковым переплавом расходуемого электрода. В способе продувку ведут смесью азота с кислородом с расходом 0,7-1,2 л на 1 кг переплавляемого расходуемого электрода при 1,43-2,45 л/мин, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483125
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.44a0

Электрохимический способ получения покрытий на металлическом изделии

Изобретение относится к электрохимической технологии формирования износостойких, диэлектрических, антикоррозионных и декоративных оксидных или оксидно-керамических покрытий на электропроводящие изделия, в частности для нанесения неорганических покрытий на детали и изделия из алюминиевых,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483145
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.50bf

Установка электрошлакового переплава и способ ее управления

Изобретения относятся к специальной электрометаллургии и могут быть использованы на установках для электрошлаковой выплавки сплошных и полых слитков или заготовок. Установка содержит технологическую оснастку для расходуемого электрода и формируемого слитка, по меньшей мере одну с закрепленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486264
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.544b

Способ электрошлакового переплава

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. В способе используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487182
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.09.2013
№216.012.6bf2

Высокопрочная коррозионно-стойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионно-стойким сталям, используемым для изготовления рабочих колес гидротурбин и насосов, работающих в условиях циклических знакопеременных нагрузок, кавитационной эрозии и интенсивного коррозионного воздействия в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493285
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.11.2013
№216.012.7e1e

Способ электрошлакового переплава и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода для выплавления слитка. Датчики уровня шлаковой ванны размещают в стенке кристаллизатора, а переплав осуществляют с использованием дополнительного источника питания и двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497959
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.8364

Радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии

Изобретение относится к области радиоактивных источников, в частности к радионуклидным источникам гамма-излучения, и может найти применение для радиационной гамма-дефектоскопии. Заявленный радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии включает герметичную капсулу из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499312
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.8570

Способ производства стали

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение при выплавке и внепечной обработке конструкционных сталей различных марок. Способ включает выплавку в дуговой печи полупродукта, выпуск расплава в ковш, присадку твердо-шлаковой смеси и легирующих, обработку расплава основным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499838
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 1-10 из 100.
10.03.2013
№216.012.2e1c

Сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления массивных изделий, в частности валов роторов турбогенераторов. Сталь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,20-0,23, кремний 0,01-0,07, марганец 0,3-0,4, хром 1,45-1,60, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477335
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.04.2013
№216.012.3710

Способ электрошлакового переплава

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. Способ включает переплав расходуемого электрода на переменном токе с наложением на шлаковую и металлическую ванны переменного электромагнитного поля. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479649
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.05.2013
№216.012.448c

Способ перемешивания шлаковой ванны при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано при изготовлении слитка стали электрошлаковым переплавом расходуемого электрода. В способе продувку ведут смесью азота с кислородом с расходом 0,7-1,2 л на 1 кг переплавляемого расходуемого электрода при 1,43-2,45 л/мин, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483125
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.44a0

Электрохимический способ получения покрытий на металлическом изделии

Изобретение относится к электрохимической технологии формирования износостойких, диэлектрических, антикоррозионных и декоративных оксидных или оксидно-керамических покрытий на электропроводящие изделия, в частности для нанесения неорганических покрытий на детали и изделия из алюминиевых,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483145
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.07.2013
№216.012.544b

Способ электрошлакового переплава

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. В способе используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487182
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.09.2013
№216.012.6bf2

Высокопрочная коррозионно-стойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионно-стойким сталям, используемым для изготовления рабочих колес гидротурбин и насосов, работающих в условиях циклических знакопеременных нагрузок, кавитационной эрозии и интенсивного коррозионного воздействия в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493285
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.11.2013
№216.012.7e1e

Способ электрошлакового переплава и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковом переплаве расходуемого электрода для выплавления слитка. Датчики уровня шлаковой ванны размещают в стенке кристаллизатора, а переплав осуществляют с использованием дополнительного источника питания и двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497959
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.8364

Радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии

Изобретение относится к области радиоактивных источников, в частности к радионуклидным источникам гамма-излучения, и может найти применение для радиационной гамма-дефектоскопии. Заявленный радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии включает герметичную капсулу из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499312
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.8570

Способ производства стали

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение при выплавке и внепечной обработке конструкционных сталей различных марок. Способ включает выплавку в дуговой печи полупродукта, выпуск расплава в ковш, присадку твердо-шлаковой смеси и легирующих, обработку расплава основным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499838
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.11.2013
№216.012.8571

Способ производства стали

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей с низким содержанием углерода, преимущественно для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара. Способ включает выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499839
Дата охранного документа: 27.11.2013

Похожие РИД в системе