×
09.02.2019
219.016.b86d

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ С ПОВЫШЕННОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для получения низкоуглеродистых сталей с повышенной коррозионной стойкостью для производства полосового проката. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск жидкого металла в сталеразливочный ковш, ковшовую обработку жидкого металла на установках «печь-ковш» (УПК) и вакуумирования стали (УВС) и разливку стали. При выпуске металла в сталеразливочный ковш производят его раскисление и легирование, а в процессе вакуумирования стали на УВС осуществляют дополнительный ввод раскислителя в виде алюминия и легирующих в виде марганца, феррохрома, ферротитана и ферросилиция, при этом содержание алюминия в металле перед обработкой на УПК устанавливают не более 0,04%, а после окончания обработки - не более 0,03%, количество алюминия, вводимого в УВС, не превышает 0,045%, а в конце обработки на УВС содержание алюминия в металле устанавливают не более 0,02%, при этом ферротитан вводят не менее чем за 15 минут до окончания обработки на УВС в количестве, достаточном для получения в металле перед разливкой содержания титана не менее 0,015%, после чего осуществляют введение кальция в количестве не менее 20 г на тонну стали при содержании серы не более 0,002%, при этом продолжительность обработки на УВС составляет 70-100 минут. Изобретение позволяет получать слябы для производства полосового проката с низкой скоростью коррозии при сохранении высокого уровня прочностных и пластических характеристик. 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для получения низкоуглеродистых сталей с повышенной коррозионной стойкостью с использованием установок вакуумирования в сталеплавильных цехах металлургических заводов.

Известен способ производства стали, включающий комплексную обработку металла на выпуске в сталеразливочный ковш алюминием, легирующими материалами и шлакообразующими смесями, и последующую после выпуска металла внепечную обработку кальцийсодержащей порошковой проволокой (Патент РФ №2166550, МПК С21С 7/064, опубл. 10.05.2001 г.).

К недостаткам данного способа можно отнести то, что при его использовании не удается получить сталь с низким содержанием углерода, достаточным для повышения коррозионной стойкости металла, а также с низким и стабильным уровнем содержания коррозионно-активных неметаллических включений. В то же время выполнение требований по содержанию углерода является одной из основных проблем при производстве низкоуглеродистой трубной стали. Это обуславливает необходимость разработки способа производства стали с низким содержанием углерода и повышенной коррозионной стойкостью.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства низкоуглеродистой стали. Способ включает выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, обработку жидкого металла на установке «печь-ковш» и вакуумирование стали с вводом раскислителей. При этом регламентируется содержание углерода при вакуумировании, температурный режим вакуумирования и параметры разрежения в вакуум камере, а продолжительность процесса вакуумирования установлена не более 18 минут. Предложенный способ производства низкоуглеродистой стали позволяет гарантированно получать сталь с ультранизким содержанием углерода, не превышающим 0,002% (Патент РФ №2575901, С21С 7/10, опубл. 20.02.2016 г.).

Существенным недостатком данного способа производства стали является высокая степень загрязненности металла неметаллическими включениями на основе алюминия, образующимися во время раскисления. Именно неметаллические включения на основе алюмомагниевой шпинели являются одной из основных причин снижения коррозионной стойкости проката из низкоуглеродистой стали, используемого при производстве промысловых труб для нефтегазовой отрасли. Таким образом, сталь, полученная согласно известному способу, характеризуется сравнительно низким уровнем коррозионной стойкости, а также - ударной вязкости при отрицательных температурах.

Технический результат изобретения состоит в получении слябов для производства полосового проката с низкой скоростью коррозии при сохранении высокого уровня прочностных и пластических характеристик.

Технический результат достигается тем, что в способе производства низкоуглеродистой стали с повышенной коррозионной стойкостью, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, обработку жидкого металла на установке «печь-ковш» и вакуумирование стали с вводом раскислителей, согласно изобретению при выпуске плавки в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование металла, а также ковшевую обработку, включающую вакуумирование с раскислением и легированием, причем содержание алюминия в металле перед обработкой на установке «печь-ковш» устанавливают не более 0,04%, а после окончания обработки - не более 0,03%, и ввод дополнительного количества алюминия при вакуумировании не превышает 0,045%, причем в конце вакуумирования содержание алюминия в металле устанавливают не более 0,02%, а соответствующее выплавляемой марке стали количество марганца, феррохрома и ферросилиция, а также ферротитана вводят в количестве, достаточном для получения в металле перед разливкой содержания титана не менее 0,015%, причем ферротитан вводят не менее, чем за 15 минут до окончания обработки на установке вакуумирования, после чего, при содержании серы не более 0,002%, вводят кальций в количестве не менее 20 г на тонну стали, при этом продолжительность обработки на установке вакуумирования составляет 70-100 минут.

Сущность изобретения состоит в разработке режимов ковшевой обработки стали на установке «печь-ковш» и установке вакуумирования при производстве низкоуглеродистой стали, включая регламентирование порядка и времени ввода в расплав легирующих компонентов. При этом технология выплавки в целом направлена на минимизацию содержания алюминия на всех стадиях сталеплавильного процесса, что позволяет избежать формирования такого вида коррозионно-активных неметаллических включений, как алюмомагниевая шпинель, и обеспечить таким образом высокий уровень коррозионной стойкости.

Выплавляют заготовку из низкоуглеродистой стали с заданным химическим составом. Содержание углерода в низколегированной стали определяет ее прочностные характеристики и должно быть минимальным для обеспечения коррозионной стойкости. В то же время содержание углерода менее 0,04% технологически сложно обеспечить в сталеплавильном переделе.

Способ производства низколегированных рулонных полос с повышенной коррозионной стойкостью реализуют следующим образом. Производят выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, обработку жидкого металла на установке «печь-ковш» и вакуумирование стали с вводом раскислителей. При выпуске плавки в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование металла.

Последующая ковшевая обработка, включающая вакуумирование с раскислением и легированием, обеспечивает отсутствие коррозионно-активных неметаллических включений типа алюмомагниевой шпинели в выплавленном металле за счет минимизации ввода алюминия и упорядочения этого процесса по стадиям обработки.

Оптимальные параметры реализации способа были определены эмпирическим путем.

Регламентирование содержания алюминия в металле перед обработкой на установке «печь-ковш» не более 0,04% и не более 0,03% в конце, при вводе дополнительного количества алюминия по ходу вакуумирования, не превышающем 0,045%, позволяет получить раскисленность расплава, достаточную для выполнения легирования, получение шлака с оптимальным соотношением Al2O3/СаО. В то же время превышение этих значений приводит к дополнительному загрязнению расплава продуктами раскисления на основе Al2O3, а также продуктами взаимодействия алюминия металла и огнеупорной футеровки сталь-ковша, снижающими коррозионную стойкость стали.

Установлено, что если содержание алюминия в металле перед обработкой на установке «печь-ковш» составляет более 0,04%, а после окончания обработки - более 0,03%, то это приводит к возникновению коррозионно-активных неметаллических включений типа алюмомагниевой шпинели. Если при вакуумировании вводится дополнительное количество алюминия, превышающее 0,045%, то это также может привести к аналогичным результатам.

Содержание алюминия в металле менее 0,02% снижает загрязненность металла включениями магнезиальной шпинели, способствует модифицированию неметаллических включений другими элементами, их сфероидизации, повышению коррозионной стойкости стали. Экспериментально определено, что если в конце вакуумирования содержание алюминия в металле превышает 0,02%, то не удается избежать появления в готовом слябе коррозионно-активных неметаллических включений типа алюмомагниевой шпинели, негативно влияющих на коррозионную стойкость производимого из данного сляба проката.

Обеспечение концентрации титана в металле не менее 0,015% при содержании алюминия не более 0,02% позволяет модифицировать включения соединениями титана. Концентрация титана менее 0,015% не обеспечивает возможность модифицирования включений и влиять на коррозионные свойства стали. Ввод ферротитана не менее, чем за 15 минут до окончания обработки стали позволяет получить время, достаточное для проведения модифицирования неметаллических включений титаном, снижения загрязненности стали корозионно-активными включениями, получения металлического расплава однородного состава. При более позднем введении титана в расплав не успевает произойти его стабильное усвоение и, соответственно, не удается обеспечить полное модифицирование неметаллических включений. Последующая присадка кальция в расплав в количестве не менее 20 грамм на тонну стали позволяет модифицировать неметаллические включения, обеспечивает качественную разливку стали, отсутствие дефектов ликвационного характера в готовом прокате. Введение кальция в количестве менее 20 грамм на тонну не гарантирует стабильного эффекта участия кальция в модифицировании неметаллических включений, также может привести к зарастанию металлопроводящих систем при разливке стали и нарушению стабильности процесса разливки. Перед присадкой кальция содержания серы в расплаве ограничивают величиной не более 0,002%, что позволяет минимизировать присутствие сульфида кальция в модифицированных включениях, понизить коррозионную активность включений. Содержание серы в металле в количестве более 0,002% приведет к загрязнению включений сульфидом кальция и снижению коррозионной стойкости готовой стали, а также снижению механических свойств, появлению ликвационных дефектов.

Опыт показывает, что продолжительность обработки на установке вакуумирования, составляющая менее 70 минут, недостаточна для операций обработки металла в вакууме, ввода до 2-х тонн извести, образования шлака нужного состава и свойств, протекания процессов рафинирования металла шлаком, внесения до 2-х тонн легирующих, их расплавления и усреднения химического состава расплава. В то же время, если продолжительность обработки на установке вакуумирования превышает 100 минут, то значительно понижается температура металла, что может привести к нарушению режима разливки на УНРС и снижению качества получаемой заготовки, или необходимости дополнительного нагрева металла. Таким образом, выход продолжительности обработки на установке вакуумирования за пределы значений, регламентируемых рассматриваемым техническим решением, не позволяет обеспечить требуемое качество выплавленного металла.

Непрерывнолитые заготовки, полученные при помощи рассмотренного способа, могут быть использованы для прокатки низколегированных рулонных полос с повышенной коррозионной стойкостью из низкоуглеродистой стали. Предлагаемое техническое решение обеспечивает отсутствие коррозионно-активных неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели, что способствует повышению коррозионной стойкости готового проката в водородных и сероводородных средах, для которых они являются основными инициаторами локальной коррозии.

Применение способа поясняется примером его реализации при выплавке в сталеплавильном цехе ПАО «Северсталь» низкоуглеродистой стали, содержащей, масс. %: С=0,05%; Mn=0,7%; Si=0,3%; Cu=0,4%; Ni=0,2%; Cr=0,5%; Al=0,022%; Ti=0,021%; S=0,002%; P=0,008%, остальное железо и неизбежные примеси.

После выплавки в кислородном конвертере металл выпускали в сталеразливочный ковш с предварительным раскислением и легированием, осуществляли внепечную обработку на установке «печь-ковш» (УПК) и вакуумирования стали (УВС) и разливку стали.

Условия проведения опытных плавок приведены в таблице

Коррозионные свойства рулонного проката, полученного из выплавленных слябов, определяли на стандартных образцах. В полученных слябах плавки 1, параметры которой соответствуют диапазонам, заявленным в рассматриваемом техническом решении, не выявлено коррозионно-активных неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели, негативно влияющих на коррозионную стойкость стали. Стойкость против водородного растрескивания для проката из этих слябов составляла CSR≤0,1%. Получение высокого уровня коррозионной стойкости обеспечивается минимальным содержанием коррозионно-активных неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели.

В полученных слябах плавки 2, параметры которой выходят за границы диапазонов, заявленных в рассматриваемом техническом решении, выявлено значительное количество неметаллических включений на основе алюмомагниевой шпинели. Стойкость против водородного растрескивания для проката из этих слябов составляла CSR≤3,4%, что превышает допустимые нормативы.

Таким образом, применение предложенного способа выплавки обеспечивает достижение требуемого результата - получение слябов низкоуглеродистой стали с повышенной коррозионной стойкостью.

Как следует из приведенного анализа, при реализации предложенного технического решения требуемое качество выплавляемого металла достигается за счет выбора наиболее рациональных технологических режимов выплавки стали. Однако, в случае выхода варьируемых технологических параметров за установленные для этого способа границы, не всегда удается получить требуемые характеристики качества выплавленной стали. Таким образом, полученные данные подтверждают правильность разработанных технических решений в части выбора допустимых значений технологических параметров предложенного способа производства низколегированных сталей с повышенной коррозионной стойкостью.

Технико-экономические преимущества рассматриваемого изобретения состоят в том, что предложенные режимы выплавки низкоуглеродистой стали с повышенной коррозионной стойкостью позволяют в наибольшей степени использовать все механизмы сталеплавильного процесса для снижения содержания коррозионно-активных неметаллических включений. Использование предложенного способа производства низкоуглеродистой стали с повышенной коррозионной стойкостью позволит освоить новый вид металлургической продукции.

Способ производства коррозионностойкой низкоуглеродистой стали для производства полосового проката, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск жидкого металла в сталеразливочный ковш, ковшовую обработку жидкого металла на установках «печь-ковш» (УПК) и вакуумирования стали (УВС) и разливку стали, отличающийся тем, что при выпуске металла в сталеразливочный ковш производят его раскисление и легирование, а в процессе вакуумирования стали на УВС осуществляют дополнительный ввод раскислителя в виде алюминия и легирующих в виде марганца, феррохрома, ферротитана и ферросилиция, при этом содержание алюминия в металле перед обработкой на УПК устанавливают не более 0,04%, а после окончания обработки - не более 0,03%, количество алюминия, вводимого в УВС, не превышает 0,045%, а в конце обработки на УВС содержание алюминия в металле устанавливают не более 0,02%, при этом ферротитан вводят не менее чем за 15 минут до окончания обработки на УВС в количестве, достаточном для получения в металле перед разливкой содержания титана не менее 0,015%, после чего осуществляют введение кальция в количестве не менее 20 г на тонну стали при содержании серы не более 0,002%, при этом продолжительность обработки на УВС составляет 70-100 минут.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 121-129 из 129.
14.05.2023
№223.018.54dc

Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали для изготовления ответственных металлоконструкций

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления толстых листов для металлоконструкций ответственного назначения, применяемых в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, тяжелом машиностроении, в том числе для конструкций, работающих при высоких (до 250°C)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002737690
Дата охранного документа: 02.12.2020
21.05.2023
№223.018.6a25

Способ производства высокопрочного оцинкованного проката

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочного горячекатаного оцинкованного проката для изготовления металлоконструкций. Способ включает выплавку стали, разливку стали с получением заготовки, ее аустенитизацию, горячую прокатку, охлаждение, смотку проката в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795601
Дата охранного документа: 05.05.2023
21.05.2023
№223.018.6a26

Способ производства высокопрочного оцинкованного проката

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению высокопрочного горячекатаного оцинкованного проката для изготовления металлоконструкций. Способ включает выплавку стали, разливку стали с получением заготовки, ее аустенитизацию, горячую прокатку, охлаждение, смотку проката в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795601
Дата охранного документа: 05.05.2023
21.05.2023
№223.018.6b1e

Способ эксплуатации опорных валков непрерывных широкополосных прокатных станов

Изобретение относится к эксплуатации опорных валков непрерывных прокатных широкополосных станов. Осуществляют чередование работы опорного валка по клетям стана в контакте со смежным рабочим валком с перешлифовками для снятия поврежденного слоя. Величину съема при перешлифовке опорного валка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795664
Дата охранного документа: 05.05.2023
21.05.2023
№223.018.6b1f

Способ эксплуатации опорных валков непрерывных широкополосных прокатных станов

Изобретение относится к эксплуатации опорных валков непрерывных прокатных широкополосных станов. Осуществляют чередование работы опорного валка по клетям стана в контакте со смежным рабочим валком с перешлифовками для снятия поврежденного слоя. Величину съема при перешлифовке опорного валка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795664
Дата охранного документа: 05.05.2023
22.05.2023
№223.018.6b96

Рельсовое скрепление

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности к рельсовым скреплениям. Скрепление содержит подрельсовую прокладку, клеммы и комплект боковых упоров. Каждый упор содержит рабочую полку и упорный выступ. Комплект упоров выполнен с возможностью регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795711
Дата охранного документа: 11.05.2023
02.06.2023
№223.018.752c

Анкерная тяга

Изобретение предназначено для укрепления подпорных стенок (шпунтов) различного назначения и может использоваться в гидротехнике, промышленном и гражданском строительстве. Анкерная тяга содержит пучок арматурных канатов, на концах которого расположены концевые втулки. Концевая втулка выполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002784873
Дата охранного документа: 30.11.2022
16.06.2023
№223.018.7be2

Способ получения кокса для доменного производства

Изобретение относится к способам получения кокса. Описан способ получения кокса для доменного производства, в котором формирование угольной шихты для коксовых батарей производится из 100% угольных концентратов марки Ж, при этом процесс коксования осуществляется за 14-18 часов в зависимости от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002745787
Дата охранного документа: 31.03.2021
16.06.2023
№223.018.7c9f

Канат стальной восьмипрядный

Данное изобретение относится к канатному производству, применяется в горнодобывающей промышленности в качестве подъемного каната. С помощью настоящего изобретения достигается технический результат, состоящий в получении износоустойчивого каната, имеющего высокую гибкость, меньшие контактные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002740988
Дата охранного документа: 22.01.2021
Показаны записи 91-100 из 100.
21.12.2019
№219.017.efcc

Газовый сенсор, мультисенсорная линейка хеморезистивного типа на основе окисленного двумерного карбида титана (максена) и способ их изготовления

Изобретение относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к разработке газовых сенсоров хеморезистивного типа, используемых для детектирования газов. Способ изготовления газового сенсора включает в себя синтез структур двумерного карбида титана TiСТ (максена), где Т=О, ОН,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709599
Дата охранного документа: 18.12.2019
06.02.2020
№220.017.ffdb

Способ получения коллоидного раствора трисульфида титана с противомикробными свойствами

Изобретение может быть использовано при обработке почв, пористых структур и сточных вод с целью подавления активности патогенных микроорганизмов. Для получения коллоидных растворов трисульфида титана в деионизированной воде, обладающих противомикробной активностью, проводят синтез трисульфида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713367
Дата охранного документа: 04.02.2020
21.03.2020
№220.018.0e67

Способ получения сферического гидроксилапатита с регулируемым гранулометрическим составом

Изобретение может быть использовано в аддитивных технологиях для формирования импланта костной ткани. Способ получения сферических гранул гидроксилапатита с регулируемым гранулометрическим составом включает приготовление смеси, содержащей 11-15 мас.% нитрата кальция, 5-9 мас.% гидрофосфата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717064
Дата охранного документа: 17.03.2020
01.05.2020
№220.018.1a76

Способ подготовки извести к выплавке стали в сталеплавильном агрегате

Изобретение относится к способу подготовки извести к выплавке стали в сталеплавильном агрегате. Способ включает нагрев и обжиг известняка во вращающейся трубной печи, охлаждение получаемой извести и ее подачу в сталеплавильный агрегат, согласно изобретению для обжига используют известняк с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720279
Дата охранного документа: 28.04.2020
01.05.2020
№220.018.1ab1

Горячекатаная полоса высокой коррозионной стойкости из низколегированной стали и способ ее производства

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству горячекатаных полос из низколегированной стали, используемых для изготовления электросварных труб магистральных трубопроводов. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,04-0,07, кремний 0,15-0,25, марганец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720284
Дата охранного документа: 28.04.2020
06.08.2020
№220.018.3d20

Рулонный прокат для обсадных и насосно-компрессорных труб и способ его производства

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству рулонного проката толщиной 4-20 мм для изготовления высокопрочных насосно-компрессорных и обсадных труб, преимущественно малого диаметра, эксплуатируемых в агрессивных средах, содержащих сероводород и углекислый газ. Прокат выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728981
Дата охранного документа: 03.08.2020
12.04.2023
№223.018.43c2

Магниевый сплав и способ получения заготовок для изготовления биорезорбируемых систем фиксации и остеосинтеза твердых тканей в медицине

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к сплавам на основе магния, а также к получению из них деформируемых заготовок, и может быть использовано для изготовления биорезорбируемых систем фиксации и остеосинтеза твердых тканей в медицине. Магниевый сплав содержит, мас.%: галлий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793655
Дата охранного документа: 04.04.2023
14.05.2023
№223.018.54dc

Способ производства горячекатаных листов из низколегированной стали для изготовления ответственных металлоконструкций

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления толстых листов для металлоконструкций ответственного назначения, применяемых в судостроении, топливно-энергетическом комплексе, тяжелом машиностроении, в том числе для конструкций, работающих при высоких (до 250°C)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002737690
Дата охранного документа: 02.12.2020
21.05.2023
№223.018.6b1e

Способ эксплуатации опорных валков непрерывных широкополосных прокатных станов

Изобретение относится к эксплуатации опорных валков непрерывных прокатных широкополосных станов. Осуществляют чередование работы опорного валка по клетям стана в контакте со смежным рабочим валком с перешлифовками для снятия поврежденного слоя. Величину съема при перешлифовке опорного валка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795664
Дата охранного документа: 05.05.2023
21.05.2023
№223.018.6b1f

Способ эксплуатации опорных валков непрерывных широкополосных прокатных станов

Изобретение относится к эксплуатации опорных валков непрерывных прокатных широкополосных станов. Осуществляют чередование работы опорного валка по клетям стана в контакте со смежным рабочим валком с перешлифовками для снятия поврежденного слоя. Величину съема при перешлифовке опорного валка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795664
Дата охранного документа: 05.05.2023
+ добавить свой РИД