Экзотермическая смесь для легирования и рафинирования стали

 

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к сталеплавильному и литейному производств вам, и касается составов экзотермичес-- ких смесей, применяемых для обработки металла. Целью изобретения является повьшение качества стали и увеличение степени усвоения ванадия и титана . Экзотермическая смесь для легирования и рафинирования стали содержит , мае. %: ванадиевый шлак 49-57; алюминий 9-13; кремний 8-12; кальций - 3-6; титановый концентрат 19-24. Применение смеси позволяет повысить предел текучести стали на 44-46 МПа; относительное удлинение на 2,7-2,9%; относительное сужение на 11,3-11,6%; ударную вязкость при 20 С на 1,1- 1,3 МДж/м . При этом степень усвоения ванадия и.титана увеличивается соответственно на 2-3 и на 34-38%. 2 табл. « (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОаЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (I1) (50 4 С 21 С 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБАТЕ НИД

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4)60569/23-02 (22) 11.12.86 (46) 15.08.88. Бюл.У 30 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностро ения и Южно-Уральский машиностроительный завод (72) С.М.Белокуров, В.В.Кривоносов, А.Н.Веселовский, М.М.Корбут, А.Ф.Квятковский и Г.Г.Тихонов (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 910825, кл. С 22 С 35/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 544682, кл. С 21 С 7/00, С 22 С

35/00, 1977. (54) ЗКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И РАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к сталеплавильному и литейному производствам, и касается составов экзотермических смесей, применяемых для обработки металла. Целью изобретения является повышение качества стали и увеличение степени усвоения ванадия и титана. Зкзотермическая смесь для легирования и рафинирования стали содержит, мас.X: ванадиевый шлак 49-57; алюминий 9-13; кремний 8-12; кальций

3-6; титановый концентрат 19-24. Применение смеси позволяет повысить предел текучести стали на 44-46 1Ша; относительное удлинение на 2,7-2,9Х; Я относительное сужение Hà 11,3-11,6Х; о ударную вязкость при 20 С на 1,11,3 МДж/м . При этом степень усвоения ванадия и.титана увеличивается соответственно на 2-3 и на 34-38Х. 2 табл.

1416516

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к сталеплавильному и литейному производствам, и касается составов экзотермических смесей, применяемых для обработки металла.

Целью изобретения является повышение качества стали и увеличение степени усвоения ванадия и титана. 10

Экзотермическая смесь для легирования и рафинирования стали содержит ванадиевый шлак, алюминий, кремний, кальций и титановый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, 15 мас.7.:

В ан адиев ый шлак 49-57

Алюминий 9-13

Кремний 8-12

Кальций 3-16 20

Титановый концентрат 1 9-24

Ванадиевый шлак является источником оксидов ванадия и титана, необходимых для легирования стали этими элементами, а также содержит оксиды 25 железа, участвующие в экзотермических процессах при взаимодействии с раскислителями. Требования к параметрам ванадиевого шлака соответствуют

ТУ 14-11-178-79. Применение такого 30 материала в количестве менее 49 мас.Х не обеспечивает получение металла с заданной концентрацией ванадия и титана. Соответственно понижается качество металла (растет его окислен-35 ность), ухудшаются механические свойства стали, увеличивается брак литья. Расход ванадиевого шлака свыше

57 мас._#_ нецелесообразен, так как при этом увеличивается количество вводимых 40 балластных оксидов и ухудшаются условия шлакообразования, что приводит к снижению степени усвоения легирующих элементов и качества металла.

При этом растет угар раскислителей и 45 увеличивается себестоимость выплавляемой стали.

Титановый концентрат также являет-я поставщиком оксидов титана и железа. Использование этого материала компенсирует недостающее в ванадиевом шлаке количество оксидов титана и обеспечивает получение заданной концентрации этого элемента в стали.

Суммарное количество оксидов железа, 55 вносимое при совместном использовании ванадиевым шлаком и титановым концентратом, обуславливает наиболее интенсивное протекание экзотермнческих процессов. Последнее предопределяет эффективное использование раскислителей, снижает их потери, а также устраняет необходимость npm eнения других источников оксидов железа. Характеристика титановых концентратов соответствовала МПТУ-2491-50

ТУ 48-4-23б-72, ТУ-48-4-?б7-73. Использование этого концентрата в количестве менее 19 мас.7 не обеспечивает получение металла с заданной концепт." рацией титана, При этом увеличивается концентрация кислорода H неметаллнческих включений, уменьшается содержание мелкодисперсных нитридов этого элемента в стали, снижается ее качество, растет брак литья. Содержание титанового концентрата свыше 24 мас.K увеличивает количество вводимых балластных оксидов, что приводит к ухудшению условий шлакообразования и соответственно к снижению усвоения легирующих элементов, качества металла, возрастает угар раскислителей и увеличивается себестоимость стали.

Количество раскислителей (алюминия, кремния, кальция) обеспечивает восстановление ванадия и титана из состава упомянутых материалов для легирования стали и ее раскисление.

Активное развитие экзотермическнх процессов при взаимодействии раскислителей с оксидами железа ванадиевого и титанового сырья направлено на более полное усвоение легирующих и раскислителей. При расходе раскислителей в количестве менее нижнего граничного предела (9 мас.Х алюминия, 8 мас,7 кремния, 3 мас.7. кальция) снижается степень усвоения ванадия и титана, не достигаются требуемые концентрации этих элементов в стали, металл переокислен, падает его качество растет брак литья по "камневидному излому", увеличивается расход феррованадия и ферротитана и соответствен: но себестоимость стали. Расход раскислителей свыше верхнего граничного предела (13 мас.7 алюминия, 12 мас.X кремния, 6 мас.7. кальция) нецелесообразен, так как при этом не происходит последующего увеличения степени усвоения ванадия и титана, растут безвозвратные потери раскислителей и себестоимость стали. Техническая характеристика алюминия соответствовала

1 4165

Содержание компонентов смеси, мас.% нади

ый сид леза ак

Известный 51

1 49

10,2 )7,) 7,4

13 8 6 24

12,2 4,1

57

3 19

4,5 2),5

11

12

14

5

7

14

l8

10

7 57

?4

24

8 57

9 57!

11

10 69

l3

ТУ 48-01 73-71 . Источником кремния и кальция являлся силикокальций.

Для легирования и рафинирования стали предложенным составом экзотер" мической смеси проведены плавки в

l0 т дуговой электросталеплавильной печи с основной футеровкой. Выплавляли сталь марки 35ХМФЛ. Смесь давали в восстановительный период плавки, либо в ковш в количестве 15-22 кг/т стали. Для сравнения использовали смесь известного состава.

В табл.1 представлены составы предложенной рафинировочно»легирующей 15 экзотермической смеси: составы 1 и 2 соответствуют граничным значениям содержания компонентов смеси, состав

3 - средним, а 4 — 10 - отличным от . предложенных содержаний компонентов смеси.

Выплавки стали с использованием предложенного состава смеси позволяет повысить качество металла (см. 25 табл.2) за счет снижения концентрации кислорода на 19-27% и неметаллических включений на 25-30%. Степень усвоения ванадия увеличивается на

2-3%, а титана — на 34-38%,. Все это 30 обеспечивает повьппение механических свойств стали. предела текучести на

16

44-46 МИа, временного сопротивления на 12-!5 МПа, относительного удлинеI ния на 2.7 — 2,9%, относительного сужения на )1,3-11,6%, ударной вязкости при +20 С на 1,1-1,3 МДж/и а при -60 С вЂ” на 1,1-1,2 МДж/м

Брак отливок (камневидный излом), отлитых из стали при использовании предложенного состава смеси, отсутствует, а в литых изделиях, получен» ных из стали, выплавленных с применением состава известной смеси составил 6%.

Формула изобретения

Экзотермическая смесь для легирования и рафинирования стали, содержащая ванадиевый шлак, алюминий, кремний и кальций, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения качества стали и увеличения степени усвоения ванадия и титана, она дополнительно содержит титановый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас ° %:

Ванадиевый шлак 49-5?

Алюминий 9-13

Кремний 8-12

Кальции 3-6

Титановый концентрат l 9-24

Таблица 1 о I I I N A съ N e4 N л о а - м

Ф В 1 Фс о Ф

N СЧ CV N СЧ СЧ N сЪ сЪ

В

М с Ъ м .Ф

° Ф сч м сч . 3 сч м О\ м «ч сч Ф

Ф Ф Ь а IL В В В в Ф в со со с» л e r s» r» л о а w e -- — в m o а ° Ф В В Ф Ф Ю в Ю В а л а . ссъ м е юъ

Сч М М С Ъ СЧ N СЧ СЧ N Сч СЧ в о ао е и а сч N e е иЪ л

° с Ф Ф м м м

О

Ф Ф

e e сч е а A

СЧ сСЪ о сч а с| сч о съ . e o

СЧ W М М CV N СЧ СЧ СЧ N

0Ъ Ch O Ch CCa О ОЪ О О О Ch

О Л О С е «СЪ СЪ

Ю СЪ СЪ Ь л л r» s л е л л л

СЧ О сО СО 4 ЧР an О .Ф сч о ссъ иъ е чс < съ иъ ata сч с» л

00 СО о о о о о

Ю ° о о о о в съ со е сч м сч м е о о о о о

Ю A а Ф ° a

О О О О О О ф сЪ Ъ сЪ о о о

О О О

Ф Ф о о ь

Е Е СЧ ГЗ Î < aCa ф Л C O

3 с1 с) с ъ м сч сч .ч сч сч о

О О О О О О О О О О

Ф Ю Ю Ю Ю Ю A A Ф Ю Ю

О 0 О О О О О Ь О О О

ОЪ л- е 0 О о

° в AI

Ь О ° О

Э ссЪ Ф л Ф с» с с л Ф Ф

О О О O О О

° В Ф A Ю Ю A

О О О О О О

ССЪ Ф i/Ъ Ф C» CO о е м

О л л л о î о о о о о

В аа В ° В о о о о е сч ф Ф о о о о

Ю Ю о о о in

Ф л о о

ССа иъ м о о о о

Ф В о о

» Ю

О О

Ф В

О О