Смесь для легирования стали

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке рельсовой стали с ванадием, и может быть использовано при производстве других марок стали. Целью изобретения является повышение усвоения ванадия, улучшение качества металла и уменьшение затрат на легирование стали. Смесь для легирования стали содержит (мас.%) передельный чугун 6,0-17,0; ферросилиций 0,1-1,0; 1;риродно-легированный ванадием и титаном чугун - остальное. Применение смеси позволяет увеличить усвоение ванадия на 4-9%, снизить содержание сипикатных включений на 1,1-1,3 балла и уменьшить затраты на легирование стали на 4-7%. 1 табл. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4158384/23-02 (22) 17.11,86 (46) 15.05.88. Бюл. 9 18 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов, Нижнетагильский металлургический комбинат им. В.И.Ленина и Украинский научноисследовательский институт металлов (72) Б.И.Тояычканов, А.А.Дерябин, А.В.Пан, B.À.Ïàëÿíè÷êà, С.Ф.Одиноков, Б.Н.Гоголев, А.A.Áoãoðîäñêèé и Г.С.Гахеладзе (53) 669.15-198 (088.8) (56) Арзамасцев Е.И., Демидов К.Н., Довгопол В.И. и др. Рикролегирование рельсовой стали жидким ванадиевым чугуном. — Комплексная переработка железных руд. Научные труды. Свердловск, 1978, т. 34, с. 134-138.

Авторское свидетельство СССР

У 821500, кл. С 21 С 5/52, 1979.

„„SU,» 1395686 А 1 (50 4 С 22 С 35/00, С 21 С 7/00 (54) смесь для лкГИРОВАния СТАли (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке рельсовой стали с ванадием, и может быть использовано при производстве других марок стали. Целью изобретения является повышение усвоения ванадия, улучшение качества металла и уменьшение затрат на легирование стали. Смесь для легирования стали содержит (мас.%) передельный чугун

6,0-17,0; ферросилиций 0,1-1,0; ;риродно-легированный ванадием и титаном чугун — остальное. Применение смеси позволяет увеличить усвоение ванадия на 4-9%, снизить содержание силикатных включений на 1,1-1,3 балла и уменьшить затраты на легирование стали на 4-,7%. 1 табл.

1395686

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке рельсовой стали с ванадием, и может . быть использовано при производстве других марок стали.

Целью изобретения является повышение усвоения ванадия, улучшение качества металла и уменьшение затрат на легирование стали. !О

Предложенная смесь для легирования стали содержит природно-легированный ! ванадием и титаном чугун, ферросилиций и передельный чугун лри следующем соотношении компонентов, мас.%:

Передельньп» чугун . 6,0-17,0 ферросилиций 0,1 — 1„0

Природно-легированный ванадием и титаном чугун 0cтальное 20

При этом отношение общего содержа-!, ния кремния в смеси к сумме содержа, :ний ванадия и титана в ней составля ет 0,6-1,1.

Предложенную смесь заливают в лечь в период предварительного раскисления расплава-полупродукта. Содержащиеся в, смеси элементы снижают окисленность

1, расплава-полупродукта, взаимодействуя З0 с растворенным в нем кислородом. !

Пределы содержания компонентов об условлены следующим. Увеличение доли

; передельного чугуна в смеси вьппе 17% ! вызывает необходимость выплавки ме1 35 талла-полупродукта с более низким содержанием углерода при более высокой

1 температуре расплава, В результате ! повышается окисленность расплава и шлака, что приводит к увеличению уга- 40 ра ванадия, расхода природно-легированного чугуна и содержания пластичных силикатных включений, ухудшающих качество стали. При содержании передельного чугуна в смеси менее 6% не проявляется затормаживающее действие кремния в смеси на реакцию окисления ванадия.

При содержании ферросилиция в смеси более 1% содержание кремния в сме-си становится относительно высоким, в результате чего затормаживается окисление титана, что приводит в дальнейшем к образованию пластичных силикатов и нитридов.титана в стали, снижающих ударную вязкость. При содержании ферросилиция менее 0,1% его влияние на последовательность взаимодействия элементов с растворейиым в расллаве-полупродукте кислородом не проявляется.

Для стабилизации свойств стали и усвоения ванадия лри использовании предложенной смеси необходимо соблюдать определенное отношение в ней содержаний кремния, титана и ванадия.

При отношении Si/(U + Ti) более 1,1 затормаживается окисление ванадия, а также титана, но образуется повышенное количество пластичных силикатов, а в дальнейшем и нитридов титана, ухудшающих механические свойства стали. При отношении Si/(V + Ti) менее

0,6 заметно повьппается окисление ванадия, что снижает его усвоение и повьшгает соответственно расход природно-легированного чугуна для получения регламентированного содержания ванадия в готовой стали.

Пределы отношения Si/(V + Ti) 0,61,1 достигаются добавками к природнолегированному ванадием чугуну передельного чугуна и ферросилиция в указанных пределах.

Предложенная смесь позволяет изменить последовательность окисления элементов при заливке ее в печь, что снижает угар ванадия в сравнении с известной смесью.

В практике производства стали ферросилиций используют как раскислитель и легирующий компонент и лрисаживают его в ковш лод струю металла.

В сочетании, например, с ферромарганцем он уменьшает угар марганца °

Отношение в смеси содержания кремния к сумме содержаний ванадия и титана в пределах 0,6-1 1 позволяет повысить усвоение ванадия и соответственно улучшить качество металла и служебные характеристики рельсов.

Пример. Смесь готовили в миксерном отделении мартеновского цеха.

В заливочный ковш загружали Aeppoc»»â€” лиций (бС45, ФС65), заливали ванадийсодержащий чугун, а затем доливали обычный передельный чугун в количес1ве„ обеспечивающем. получение регламентированного содержания ванадия и углерода в готовой стаг»и. Смесь подавали в печной пролет и заливали в мартеновскую печь в период предварительного раскисления расплава.

В мартеновском цехе на 430 т двухжелобных печах скрап-рудным процессом выллавляли рельсовую сталь с использованием известной и предложенной R;l

1395686 надийсодержащих смесей. При испытаниях природно-легированный чугун имел следующий состав, мас ° 7.: С 4,5;

Si 0,23; Мп 0,3; Ti 0,16; V 0,45;

Р 0,06 и S 0,030, передельный чугун

5 содержал 4,07. С, 0,67. Si, 0,77. Мп.

Количество передельного чугуна в период плавления уменьшали на величину расхода ванадийсодержащих смесей.

По окончании чистого кипения отби рали пробы на содержание углерода и замеряли температуру металла. После этого расплав раскисляли силикомарганцем, а затем заливали испытуемые смеси, температуру которых также фиксировали термопарами погружения в миксерном отделении.

В таблице приведены основные технологические показатели и результаты проведенных испытаний по легированию рельсовой стали предложенной и известной ванадийсодержащими смесями.

Суммарный расход сплавов соответствовал величинам, обеспечивающим по- 25 лучение регламентированного содержания кремния, марганца, ванадия и углерода в готовой стали.

После раскисления и легирования в ковше силикокальцийцирконием получали 30 рельсовую сталь, содержащую, мас.7.:

С 0,77-0,78; Мп 0,88-0,95; Si 0,280,32; V 0,037- 0,040; Ti следы; P

0,018-0,028; S 0,025-0,030.

Полученные результаты показали, что при использовании предложенной смеси улучшается тепловой режим плавки, повышается содержание углерода перед раскислением и легированием стали снижается содержание пластичУ

40 ных оксидов в стали. Это способствовало снижению угара ванадия и повышению качества металла.

Повышение качественных показателей легирования стали предложенной смесью

45 обусло вле но соблюдением тако го отношения в смеси содержаний кремния, ванадия и титана, при котором изменяется последовательность их окисления.

При Si/(V + Т ), равном 0,6-1,1 активность кремния (а, ) больше или равнозначна активности ванадия (а ), но меньше ат, . Во время слива смеси в расплав — полупродукт в первую очередь окисляется титан, что исключает образование нитридов титана, а затем, окисляется кремний, затормаживая окисление ванадия.

При увеличении отношения Si/(V +

+ Ti) более 1,1 а . в смеси приближается к а -. (вследствие низкого содер1 жания титана в смеси) . При сливе смеси в расплав-полупродукт окисления титана затормаживается, что повышает степень образования нитридов титана.

В то же время повышается содержание пластичных оксидов в стали.

При отношении в смеси Si/(V + Ti) менее 0,6 величина а . в смеси становится меньше а, что приводит к развитию реакции окисления ванадия, к повышению его угара.

Наиболее эффективно использование смеси с 0,67 ферросилиция, 11,.47 передельного чугуна и остальное — природно-легированный ванадием и титаном чугун при отношении Si/(V + Ti), равном 0,85.

Таким образом, использование предложенной смеси позволяет уменьнить угар ванадия, повысить качество металла и сократить расход природь,:-легированного чугуна.

Формула изобретения

Смесь для легирования стали, включающая передельный чугун, о т л и — . ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения усвоения ванадия, улучшения качества металла и уменьшения затрат на легнрование стали, она дополнительно содер>кит природно-легированный ванадием и титаном чугун и rbeppoсилиций при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Передельный чугун 6,0-17,0

Ферросилиций 0,1-1 0

Природно-легированный ванадием и титаном чугун Остальное при отнонении в ней общего содержаг ния кремния к сумме содержаний ванадия и титана, равном 0,6-1,1.

1395686

Вариант смеси и содернаяие в неЯ компояеятов, а такие предел отйояеяий в яеЯ

Si/(V + Ti) Перед леяи

ТемпеУсво ение ваяв дна °

От ионе ние в рвание компов в смеси,мас.Z ратура эаливаемоЯ смеси

2 Si

XV+ST

Темпе ратур метал ла, природ яо-песпл ва

ОС 4 в печ гиро- смеси ваняого С че чугуна

ПередельяЯ! чугун яияе яиинего сплав ,ФС45 - ныне верхнего>

Si/(V+Ti) - вью вер»него 1605

О, 31 109,2 3,8 1, 2 остань- 1320 1, 27 103,7 80 О,б 39,99 иое

1600 О 33 107 4 6 О О

1330 1, 10 !00,0 82 Ое4 39,92

1595 0,35 106,7 11,4 0,6

1335 0,85 93,9 85 0,2 39,79.Передельный чугун, верхяий предел ! Сплав ФС45 - нинний

: предел, Si/(V+Ti)нинннй предел

1600 0,30 118,8 17 ° О О, l - "- 1340 0,60 98 6 80 0,3 39,82, Перепальный чугун выае среднего

; Сплав ФС45 - нет

Si/(V+Ti) — нине

iнияиего

1610 О, 23 135,8 15, 0 - пстль- 1335 О, 51 115,4 77 О, 5 40,04 ное

1625 0,18 !41,2 . 19,5 0,05 -"- 1345 0,66 113,5 78 1,0 40,01

112 5 79 15 40 10

Иэвестиал смесь (содеряаиие компонентовв — среднее) 116 9 76 1 5 40,11.

П р и í н ч а н и е. 00апЯ1 распад чугуна 0,626 т/т стали.

Составитель К.Сорокин

Редактор Т.Лаэоренко Техред Л.Сердюкова I(oppeK Tnp И. 1 уска

Заказ 2468/27 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ, Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау!!!ская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проек рная, 4 Переделъяый чугуя ниаяий предел Сплав ФС45 - веркяий, пред., Si/(V+Ti) верхний предел !

Среднее значение na,,ðàìåòðîâ

Переделъяый чугуи—, выяе верхнего

Сплав ФС45 » няне

ssxsего, Вь/(V+Ti)

1 ныне яккяего

I Перепальная! чу1.уя, верниий предел Сплав ФС45 - вернннй предал, Si/(V+Ti)виме верхнего

1610 0,23 137,2 17,0 1,0 -"- 1340 1,4

1620 0 ° 28 124,5 FeMn SiCa -"- 1290 l, 36

5,7 1 ° 1

Расход при радиоле гяроваяяого чугуне, xr/ò стали

3 атраты на легн-. рование, руб/т стали