Способ выплавки стали, легированной цирконием и ниобием
Изобретение относится к производству конструкционных и жаростойких легированных сталей, используемых в машиностроении. Целью изобретения , является более полное усвоение циркония и ниобия и повышение механических свойств. Это достигается легированием в восстановительный период сфен-цирконовым концентратом в количестве 5-25 кг/т стали совместно с силикобарием и криолитом в соотношении (10-25):1:1. Сфен-цирконовьй концентрат имеет следующий хим. состав , мас.%: SiO 26-31; ZrO 15-39, 1-3, TiO-j, 3-8, остальное. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. i О) Сфен-цирконовый концентрат, который является промежуточным продуктом для производства технически .чистых окислов ниобия и циркония, вводят в восстановительный период плавки на зеркало металла. Для увеличения сте-- пени восстановления ниобия и циркония из окислов часть плавок проводят с добавкой силикобария марки СБ-20 и силикобария в смеси с криолитом (). |ii Cd 00 ч Kl
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК д4 С 21 С 5/52
И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4278485/23-02 (22) 16.06.87 (46) 07 03 89 Бюл. И - 9 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению, Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности, Чебоксарский агрегатный завод им.XXIV съезда КПСС и Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (72) А.Л.Овсянников, В,И.Канторович, С.С.Дмитриченко, В,А.Ротенберг, Л.Б,Чистов, И.Н,Березина, И.И.Мостинец, Л,П,Абаимов, Е,A.Íîâîñåëîâ, Ю.M.Êà÷àíoâ, Л.Б;Ефимова, И.А.Малов, В.В.Демьянов, Л.П.Житова и А.Е,Аксельрод (53) 669.187(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
11 - 242933, кл. С 22 С 38/12, 1978.
Авторское свидетельство СССР
Р 1024510, кл, С 21 С 7/076, 1983, Изобретение относится к металлур-. гии и может быть использовано при легировании жаростойких и конструкционных сталей, используемых в майи ностроении.
Целью изобретения является более полное усвоение циркония и ниобия и повышение механических свойств метаяла.
Способ выплавки стали, легированной ниобием, реализуют в ходе проведения ряда плавок стали 20Х25Н20С2БЦЛ, „„Я0„„1463770 А 1. (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, ЛЕГИРОВАННОЙ ЦИРКОНИЕМ И НИОБИЕМ (57) Изобретение относится к произ. водству конструкционных и жаростойких легированных сталей, используемых в машиностроении, Целью изобретения является более полное усвоение цирко-. ния и ниобия и повышение механических свойств. Это достигается легированием в восстановительный период сфен-цирконовым концентратом в коли-. честве 5-25 кг/т стали совместно с силикобарием и криолитом в соотно-шении (10-25):1:l. Сфен-цирконовый концентрат имеет следующий хим. состав, мас.7: SiO 26-31; Zr0< 15-39, МЬ О 1-3, TiO 3-8, Рейз остальное, 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Сфен-цирконовый концентрат, который является промежуточным продуктом для производства технически .чистых окислов ниобия и циркония, вводят в восстановительный период плавки на зеркало металла. Для увеличения степени восстановления ниобия и циркония из окислов часть плавок проводят с добавкой силикобария марки СБ-20 и силикобария в смеси с криолитом (Иа,АП,).
7?0 з 1463
Результаты плавок приведены в табл,!
Как видно из табл,il совместное ,введение сфен-цирконового концентра,та, силикобария и криолита позволяет дополнительно раскислить металл за счет влияния на восстановительную способность основного шлака, Это снижает угар ниобия и циркония из рас плава и повышает их усвояемость до 99 и 44Х соответственно. Кроме того, криолит снижает пироэффект, возникающий при введении силикобария, При соотношении сфен-цирконового концентрата, силикобария.и криолита соответственно выше 25:1:1 и ниже
1О!1:1 положительное влияние добавок . на усвоение легирующих элементов снижается. Введение только одного концентрата в сталь приводит к усво-. ению ниобия до 97-98Х а циркония до 24-28Х (табл.1, плавки 1-24).
Сопоставление результатов предлагаемого способа с даннь!ми для стали, выплавленной по известному способу (плавке 25), также свидетельствует ,об увеличении усвояемости легирующих ( элементов по предлагаемому способу.
Ввод сфен-цирконового концентрата силикобария и криолита в предлагаемых пределах уменьшает средний размер ( неметаллических включений, приводит к . росту процента глобулярных оксисульфидов в противовес остроугольным, Это положительно влияет на механические и эксплуатационные характеристики металла (табл,2).
Добавка в расплав сфен цирконового концентрата следующего химического состава, мас.Х: SiO 26-31; ZrO 1539, НЪО 1-3; TiO 3-8, Fe O> ос-. тальное (табл.1) также является оп-! тимальной. увеличение или снижение количества ингредиентов в составе концентрата приводит уменьшению усвоения ниобия и циркония в стали (плавки 23,24).
Введение сфен-цирконового концент" рата в количестве менее 5 кг/т не приводит к легированию стали,,поскольку процент усвоения ниобия сни жается, Ввод концентрата более
25 кг/т также нецелесообразен из-за относительног0 снижения степени усвоения, При расходе сфен-цирконового концентрата менее 5 кг/т (плавка 15)
5 усвоейие циркония и, особенно, ниобия заметно снижается. Наблюдается также относительное снижение процента глобулярных оксисульфидов (до 34 )
10 и увеличение их среднего размера (до 10,6 MKM). Введение в сталь концентрата свыше 25 кг/т (плавка l6) также нецелесообразно иэ-за относительного снижения усвоения ниобия.
15 При использовании предлагаемого способа выплавки стали, легированной цирконием и ниобием, повышается сквозное извлечение ниобия и дополнительное легирование стали цирконием за счет использования сфен-цирконовогр концентрата, улупыается морфология неметаллических включений за счет комплексного легирования ниобием и цирконием, повышается усвоение ниобия
25 сталью за счет совместчого испольэЬвания сфен-цирконового концентрата силикобария и криолита, повышается комплекс механических и эксплуатационных свойств эа счет одновременного, 30 легирования и улучшения морфологии неметаллических включений.
Формула из обретения
35 . 1, Способ выплавки стали, легированной цирконием и ниобием, включающий расплавление шихты, раскисление, рафинирование и легирование, о тл и ч а ю шийся тем, что, с
40 целью более полного усвоения ниобия и циркония и повышения механических свойств металла, легирование производят сфен цирконовым концентратом в количеству 5-25 кг/т стали, который дают совместно с силикобарием и криолитом в соотношении (10-25):1:1.
2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что сфен-цирконовый концентрат имеет следующий химичес,кий состав, мас.Х:
SiO 26-31
ZrO 15",39
Nb O 1-3
TiO 3-8
Fe 1463770 Таблица! 0 5 2,5 0,2 1 0 l0:1:1 l0:1:1 25:1:1 25:1:1 0,5 2,5 0,2 1,0 0,5 ", 5 0,2 1,0 0 5 2,5 0,2 1,0 0 5 2>5 0,2 1,0 0,6 01>9 1,0 0,5 2,5 0,2 1,0 0,6 0,9 1 0 24 14 09 25 (ниже нижнего уровня) 32 41 3,4 8,2 !5 1,0 (выше верлнего уровня) Без присадки сфен-Еенрконового концентрата 23,0 1,0 I5:1:1 96,7 93,4 Таблица 2 2 ь 4 26 15 1 3 5 (на нижнем пределе со- .. 6 держание компонентов) 9 31 39 3 8 10 .(на веркнем пределе соII держание компонентов) 12 ! 14 16 28 24 2 6 l7 (на среднем уровне) 18 l9 2I 22 1 3 5 7 9 ll 12 13 14 16 17 18 19 5 27 52 56 58 54 61 54 59 53 51. 57 53, 60 34 56 51 64 54 66. 10: i: 1 ! О:1"1 25: 1:I 25: I: l 10: 1:! l0:1: l 25:1:1 25:I: 1 8,3: l:1 2?,8:1: 15:!:1 5>1, 2,8 4,6 l,6 4,2 2,2 5,0 2,9 4,2 1,8 4,6 2,0 4,9 2,1 10 6 3,2 4,7 1,9 4,8 2,8 4,9 97,1 9?,8 98,5, 98,7 98>0 98,3 97,8 98,3 99,0 99,1 98,7 98,6 97,5 98,0 82,6 96,4 98,7 99,0 98> 1. 98,1, 94>2 1 92,0 93,8 25,5 28,7 39,3 44,4 40,0 43,4 24,5 27,8 36,6 38,7 37,1 38,5 24,2 25,4 20,6 25,8 36,5 39,1 40,2 40,2 34,0 23,6 20,7 1463770 8 Продолжение табл.2 Составитель 10. Клюев Редактор Н. Гунько Техреп А. Кравчук. Корректор С. Иекмар Заказ 792/32 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 22 23 24 62 28 57 2,9 10 l 8,4 10,2
