Смесь для легирования и модифицирования стали

 

СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ, включающая алюминий , сплав с щелочноземельными металлами и ванадиевый шлак, о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения прочности, ударной .вязкости и износостойкости стали, она дополнительно содержит углеродсодержащее вещество, криолит, сумму окислов ниобия, тантала, циркония и титана и известь или известняк при следующем соотношении компонентов, масо%г Алюминий5-20 Сплав с щелочноземельными металлами 5-20 Ванадиевый шлак 20-60 Углеродсодержащее вещество5-10 с 9 Криолит 2-10 Сумма окислов нио (Л бия, тантала, циркония и титана 2-10 Известь или известнякОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) Al (5D 4 С 21 С 7 00 у.р С с.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сплав с щелочноземельными металлами

Ванадиевый шлак

Углеродсодержащее вещество

Криолит

Сумма окислов ниобия, тантала, циркония и титана

Известь или

5-20

20-60

5-10

2-10

2-10

Остальное Я

I известняк

ОО ! аю 1 (21) 3821823/22-02 (22) 07.12.84 (46) 30.10.86. Бюл. Р 40 (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черных металлов и Чебоксарский агрегатный завод им. XXIV съезда КПСС (72) Э. Я. Сидельковский, В. Л. Шагалов, Ю. И. Силантьев, В. Ф. Кислицын, Е. А. Новоселов, В. Н. Козлов, В. В. Демьянов, В. И. Канторович и А. Л. Овсянников (53) 669.18.046.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 954479, кл. С 21 С 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1070179, кл. С 21 С 7/00, 1982. (54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И ИОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ, включающая алюминий, сплав с щелочноземельными металлами и ванадиевый шлак, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, ударной .вязкости и износостойкости стали, она дополнительно содержит углеродсодержащее вещество, криолит, сумму окислов ниобия, тантала, циркония и титана и известь Или известняк при следующем соотношении компонентов, мас.7."

Алюминий 5-20

1266877

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке низко- и высоколегированных сталей.

Целью изобретения является повышение прочности, ударной вязкости и иэносостойкости стали.

Предложенная смесь дополнительно. содержит углеродсодержащее вещество 1О

KpHoJIHT сумму окислов ниобия тан тала, циркония и титана, известь или известняк, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий 5-20

Сплав с ЩЗМ 5-20

Ванадийсодержащий шлак 20-60

Углеродсодержащее

5-10

2-10 воздействия на быстрое расплавление компонентов смеси и эмульгирование суммы окислов ниобия, тантала, циркония и титана, что снижает эффект

50 модифициро в ания, а вьппе 10X приводит к разъеданию футеровки ковша и образованию вредных выбросов в атмосферу цеха.

Содержание в смеси суммы тугоплавких окислов менее 27 не обеспечивает образования центров кристаллизации и измельчения зерна аустенита, более вещество

Криолит

Сумма окислов ниобия, тантала, циркония и титана 2-10

Известь или из25 вестняк Остальное

Содержание алюминия ниже 57 не обеспечивает низких концентраций не металлических включений (НВ) в стали и высокой степени извлечения ванадия, высокое содержание алюминия (более

20X) вызывает образование оксидных остроугольных включений в металле, что снижает ударную вязкость, и алюминий неэффективно используется из-за его интенсивного окисления. Содержа35 ние в смеси сплава с ЩЗМ ниже 57. не обеспечивает необходимого уровня раскисленности металла и механических свойств, ощутимых остаточных концен40 траций щелочноэемельного элемента (менее 0,001%), а содержание его более 20Х вызывает повьппенные концентрации кремния в металле и образование пироэффекта.

Содержание криолита менее 2% в

45 смеси не выявляет его положительного

10Х влияет на загрязнение металла включениями, сиижение ударной вязкости и повьппвние себестоимости стали.

Содержание углерода в смеси ниже

5% не обеспечивает образования защитной атмосферы при обработке стали в ковше и стабилизации содержания углерода в металле, а более 10% вызывает излишнее науглероживание металла и образование избыточной карбидной фазы, а также ухудшает условия модифицирования за счет снижения активности азота, растворенного в стали, что влияет на величину зерна.

Содержание в смеси ванадиевого

l шлака ниже 20Х увеличивает необходимое количество присаживаемой смеси и ухудшает условия шлакообразования и эффект легирования, а более 607 вызывает повьппенную окисленность металла, так как на единицу ванадийсодержащего материала приходится недостаточное количество восстановителей, что увеличивает безвозвратные потери ванадия. Кроме того, возрастает концентрация крупных НВ, снижается прочность и износостойкоСть металла при низком и высоком содержании ванадиевого шлака в смеси (ниже или вьппе предлагаемых пределов).

Смесь вводят в печь или ковш в количестве 10-30 кг/т стали.

Методом смешения компонентов приготовлены смеси предлагаемого и известного составов.

Предлагаемая смесь составлена из мелких кусков или порошка алюминияу дробленного сплава силикобария, мелкодробленного ванадиевого шлака, молотого кокса, криолита, окислов ниобия, тантала, циркония и титана в порошкообразном виде и извести или известняка. Ванадиевый шлак содержит мас.%: пятиокись ванадия 17,9; окислы железа 32; окислы кремния 17, окислы марганца 10; окислы титана, хрома, кальция, алюминия остальное.

Модифицирующие тугоплавкие окислы ниобия, тантала, циркония и титана (сумма окислов) представляют собой порошкообразную смесь, содержащую, мас.%: пятиокиси ниобия и тантала

20; двуокись циркония 30; двуокись титана 50. Отношение суммы этих окислов и криолита по массе колеблется от 1:1;1 до 1:0,8.

Предлагаемую смесь вводили в металл для легирования ванадием и модифицирования стали 120Г106Л тугоплавкими окислами ниобия, тантала, циркония и титана, имеющими высокое сродство к кислороду, в сочетании с легкоплавким эмульгирующим веществом — криолитом и другими компонентами, а также для обработки стали

110Г13ФЛ. Для сравнительного анализа обрабатывали сталь известной смесью.

Необходимое количество присаживаемой смеси,(предлагаемой и известной) рассчитывали из условия введения в сталь одинаковых концентраций ванаtO

В таблице приведены составы предлагаемой и известной смесей, которые вводили в различных количествах для получения заданного содержания ванадия, и характеристики сталей. Для сопоставления известная смесь содержала оптимальные массовые доли компонентов.

1266877 4 дия. При этом в расплавленном металле наблюдалось остаточное содержание ванадия 0,02% и повьппенные концентрации хрома, никеля и меди.

1266877 в ео л а л е

И И

О О

И В

o o

° I Ю

° 4 »

Ф л Г» о о

Ф ° »

° 1 1 о о

О\ »О

И

° О»О»О

cc» e cI»

М Ф с 1 6 В Э Ф а а а а И, И r В с

I I I (3 Ь

В Э д ° )л о л r» о р

СЧ " .»

° Ф И л О л !

И О И I

ОИ О - cn I I

О g О сО

g н а м о м е

° Й еи е vr an

° °

° 1 о о

»»» 1

c5 a e

Б "-5

Cv а о. 3

С» (-»

- 3 -- 3 .- 3

266877 8 ухудшает условия взаимодействия металла с раскислителями смеси (алюминием и ЩЗМ) и модификаторами, приводит к увеличению размеров НВ, снижению механических свойств и износостойкости, а такЖе ухудшению модифицирующего воздействия смеси на металл.

Составитель К. Сорокин

Редактор И. Рыбченко Техред М.Ходанич Корректор В, Бутяга

Заказ 5726/20

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, При низком содержании в предлагаемой смеси восстановителей и модификаторов (состав 1 ) не достигается высокий уровень прочностных, вязкостных свойств, износостойкости и измельчения зерна марганцовистой стали, велико содержание крупных НВ по сравнению с оптимальным соотношением в ней компонентов.

Обработка металла смесью с оптимальным соотношением компонентов обеспечивает наилучшие показатели физико-механических характеристик металла и измельчение НВ. При этом количество присаживаемой предлагаемой смеси не отражается на увеличении объемов образующегося шлака, так как нет необходимости дополнительно вводить известь или известняк в печь (как с известной смесью), что увеличивает количество печного шлака и!

О Кроме того, предлагаемая смесь обеспечивает более высокий уровень всех сравниваемых характеристик sa счет дополнительного модифицирующего воздействия на металл, более полного

f5 извлечения ванадия. Присадка известной смеси сопряжена с необходимостью наведения в печи высокбосновного шлака, так как при прочих равных услови-: ях в металле образуется больше круп20 ных НВ, а это ухудшает все свойства высоколегированной стали.