Легирующий брикет для раскисления стали

Авторы патента:

C21C7/06 - раскисление, например успокоение

Владельцы патента RU 2537415:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для раскисления и легирования жидкой стали. Брикет получен методом прессования алюминиевого лома, железной и никелевой стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминиевый лом 0,5-2, никелевая стружка 2-7,5, железная стружка - остальное. Брикет может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3. Масса брикета составляет 12-18 кг. Изобретение позволяет повысить эффективность раскисления и легирования жидкой стали за счет повышения коэффициента усвоения и более равномерного распределения компонентов в расплаве, снизить себестоимость брикета за счет простоты изготовления и использования металлических отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для раскисления и легирования жидкой стали.

Известно раскисление жидкой стали при ее внепечной обработке чушковым алюминием (SU 1025731, опубликован 30.06.1983).

Недостатком данного процесса является то, что присадка алюминия в виде чушек с целью раскисления жидкого металла сопровождается большим нерегулируемым угаром алюминия при взаимодействии его с оксидами шлаков и кислородом воздуха и соответственно широкими колебаниями его содержания в готовой стали, неравномерным распределением алюминия в расплаве.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является брикет для раскисления стали, полученный методом прессования алюминиевого лома и частиц сплава на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминиевый лом - 25-32, частицы сплава на основе железа - 68-75 (RU 2259405, опубликован 27.10.2004).

Использование брикета такого состава позволяет снизить себестоимость брикета за счет простоты изготовления и утилизации алюминиевых и железосодержащих отходов, повысить качество стали за счет увеличения доли алюминия, взаимодействующего со сталью, его коэффициента усвоения и равномерного распределения в объеме жидкой стали. Коэффициент усвоения алюминия при использовании таких брикетов составил 61%.

Недостатками этого изобретения является следующее. Высокое содержание алюминия в брикете приводит к его всплыванию на поверхность расплава и окислению алюминия с переходом в шлак. Брикет данного изобретения не содержит легирующих компонентов и не улучшает качества стали. Форма брикета не учитывает его поверхность, которая контактирует с кислородом воздуха, что приводит к большим потерям алюминия.

Технический результат направлен на получение брикета, обеспечивающего эффективное раскисление и легирование стали, снижение стоимости готовой продукции и упрощение введения добавок в жидкую сталь, необходимых для получения металла заданного состава.

Особенности изобретения состоят в том, что легирующий брикет для раскисления стали выполнен из вторичных алюминия, железа и никеля.

Отличается тем, что он содержит алюминиевый лом, железную стружку и легирующую никелевую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминиевый лом - 0,5-2

Никелевая стружка - 2-7,5

Остальное - Железная стружка.

Брикет может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3.

Алюминий раскисляет сталь, связывая кислород, переходит в оксид и образует шлак. Содержание алюминиевого лома в брикете зависит от количества кислорода в стали и находится в пределах 0,5-2% от общего веса брикета.

Снижение содержания алюминия меньше 0,5 мас.% в брикете тормозит диффузионные процессы, связанные с растворением металла, и замедляет процесс раскисления стали. При этом происходит нежелательное науглероживание стали и ухудшение ее механических свойств. Увеличение содержания алюминия выше 2 мас.% в брикете нежелательно, так как при этом нарушаются требования ГОСТ по составу стали и износоустойчивость ее ухудшается.

Никель является легирующим компонентом. Он понижает порог хладноломкости стали и, следовательно, увеличивает запас ее вязкости.

Никель способствует измельчению зерен феррита и перлита в стали, что значительно увеличивает вязкость стали, повышает устойчивость аустенита, снижает критическую скорость закалки и увеличивает прокаливаемость, а также повышает коррозионную стойкость стали.

Содержание никеля меньше 2 мас.% будет недостаточным для придания стали необходимых свойств. Увеличение содержания никеля выше 7,5 мас.% требует особых условий легирования с целью получения высоколегированных сталей.

Железная стружка является основным компонентом брикета, позволяющим сопутствующим элементам равномерно распределиться в ванне расплава с высокой усваиваемостью.

Брикет может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3. Такие размеры обеспечивают погружение конуса нижним основанием вверх. При этом поверхность конуса максимально находится в расплаве, что способствует быстрому усвоению раскислителя и легирующих компонентов при минимальном угаре.

Масса брикета составляет 12-18 кг. Выход за пределы 18 кг не будет обеспечивать достаточной прочности брикета. Масса менее 12 кг экономически не выгодна, что связано с изготовлением, перевозкой и загрузкой в ванну мелких брикетов.

Пример выполнения предложенного брикета для раскисления стали.

Стальная углеродистая стружка марки 16А дробилась (с параллельной сортировкой от инородных включений: кусков металла, мусора и т.д.) в мелкую фракцию 14А, размер витка 5-30 мм, затем подавалась в пресс с итоговым усилием прессования на штоке главного цилиндра 630 тн с получением брикетов диаметром 170 мм, высотой 100-150 мм. Масса брикетов получалась 12-18 кг.

Были проведены испытания предлагаемых брикетов для определения эффективности раскисления полупродукта стали, выпущенного из ДСП, в сталеразливочном ковше. Количество присаживаемых в плавку в ковше брикетов определяли исходя из получения в стали после раскисления 0,05 мас.% алюминия.

Таблица 1
Результаты исследования брикетов различных составов
Номер опыта	Параметры брикета	Значения параметров	Коэффициент усвоения алюминия
1	Содержание алюминиевого лома	1,3 мас.%	73%
	Содержание никелевой стружки	5,2 мас.%
	Масса брикета	16,6 кг
	Соотношение высоты, нижнего и верхнего оснований усеченного конуса	10:8:3
2	Содержание алюминиевого лома	0,6 мас.%	75%
	Содержание никелевой стружки	2,3 мас.%
	Масса брикета	16,5 кг
	Соотношение высоты, нижнего и верхнего оснований усеченного конуса	10:8:3
3	Содержание алюминиевого лома	2,1 мас.%	69%
	Содержание никелевой стружки	7,4 мас.%
	Масса брикета	15,5 кг
	Соотношение высоты, нижнего и верхнего оснований усеченного конуса	10:8:3

При одинаковых условиях с прототипом (температура металла 1590°С, концентрация углерода 0,05 мас.%) коэффициент усвоения алюминия при использовании предлагаемых брикетов составил 69-75% (табл.1). Также в отличие от прототипа предлагаемый брикет обладает легирующими свойствами.

1. Легирующий брикет для раскисления стали, выполненный из вторичных алюминия, железа и никеля, отличающийся тем, что он содержит упомянутые компоненты в виде алюминиевого лома, железной стружки и никелевой стружки при следующем соотношении, мас.%: алюминиевый лом 0,5-2, никелевая стружка 2-7,5, железная стружка - остальное, причем масса брикета составляет 12-18 кг.

2. Брикет по п.1, отличающийся тем, что он имеет форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам раскисления низкоуглеродистой стали. В способе осуществляют введение во время выпуска металла из конвертора в сталеразливочный ковш твердой шлакообразующей смеси (ТШС), алюминия и ферромарганца, при этом во время выпуска металла в сталеразливочный ковш в качестве раскислителей используют чушковый вторичный алюминий и углеродистый ферромарганец, причем при наполнении ковша на 1/5-1/4 часть вводят 0,8…1,0 кг/т чушкового вторичного алюминия, при наполнении ковша на 1/3-1/2 часть вводят 1,5…3,5 кг/т углеродистого ферромарганца, при наполнении ковша на 1/2-2/3 части вводят 1,5…2,0 кг/т чушкового вторичного алюминия и ТШС, при этом во время выпуска металла из конвертера осуществляют продувку металла аргоном через донные пробки сталеразливочного ковша с интенсивностью 0,2…0,5 л/(т*мин) продолжительностью 5…8 мин.

Способ модифицирования сталей и сплавов // 2454466

Изобретение относится к области металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано для получения литых высоколегированных сталей и жаропрочных сплавов.

Проволока с наполнителем и способ ее получения // 2439167

Изобретение относится к одножильной проволоке большого сечения, содержащей раскисляющий материал, находящийся в сердцевине проволоки, для раскисления стали. .

Способ выплавки рельсовой стали // 2399681

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки рельсовой стали в электропечи. .

Способ выплавки рельсовой стали // 2398888

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в электропечах. .

Способ выплавки рельсовой стали // 2398887

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки рельсовой стали в электропечи. .

Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали // 2396364

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве различных марок стали для их раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования как при внепечной обработке стали, так и в процессе разливки.

Способ получения брикета для раскисления чугуна или стали // 2379357

Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке металлических отходов. .

Способ внепечной обработки стали в ковше (варианты) // 2365630

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке стали в ковше. .

Способ и плавильная установка для получения стали с высоким содержанием марганца и низким содержанием углерода // 2355777

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и установке для получения стали с высоким содержанием марганца и низким содержанием углерода из жидкого чугуна или жидкой стали и шлакообразующих.

Способ обработки с механическим перемешиванием хромсодержащего расплавленного железа // 2556195

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в процессе рафинирования при механическом перемешивании хромсодержащего расплавленного железа в резервуаре для рафинирования, имеющем круглое горизонтальное поперечное сечение внутренней стенки, посредством лопастной мешалки, выполненной в виде цельной детали с осевым стержнем, покрытым огнеупорным материалом, и вращающейся вокруг центральной оси осевого стержня с осью вращения в вертикальном направлении, при этом для каждой перемешиваемой загрузки регулярно или нерегулярно переключают режим перемешивания по выбору между режимом концентрического перемешивания расплавленного железа с центрированием по центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки и режимом эксцентрического перемешивания расплавленного железа с децентрированием относительно центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки. Изобретение позволяет продлить срок службы лопастной мешалки и осевого стержня, выполненных в виде цельной детали друг с другом. 11 з.п. ф-лы,1 табл., 6 ил.

Способ раскисления стали в ковше // 2562848

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к уменьшению первичной окисленности металла алюминием в начале его выпуска из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш. Гранулированный алюминийсодержащий раскислитель подают в струю расплава пульсирующим высокоскоростным потоком газа-носителя с частотой 5-15 Гц, а угол между условными осями струи стали и потока гранул алюминия поддерживают в пределах 15-30 градусов. При подаче изменение угла истечения потока гранул составляет 2-4 градуса. Изобретение позволяет оптимизировать условия ввода гранул, поскольку поток гранул алюминия полностью поглощается струей металл без отскакивания и прошивания струи насквозь, при этом снижается угар алюминия, а его удельный расход составляет менее 1,0 кг/т. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ производства трубной стали // 2564373

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству трубных сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин при температуре металла не мене 1650°С, во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, и известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, а во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, и производят обработку металла кальций содержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений в трубной стали и повысить ее коррозионную стойкость. 2 табл.

Способ одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна // 2571969

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна. В способе осуществляют подачу ванадийсодержащего расплавленного чугуна в конвертер для извлечения ванадия и регулирование температуры чугуна в диапазоне 1230-1250°C, выплавку расплавленного чугуна при вдувании в него кислорода при постоянной скорости потока, равной 17000-25000 нм3/мин, а также выпуск сталистого чугуна и выведение ванадийсодержащего шлака из конвертера. В первую стадию выплавки продувают кислородом и добавляют известь для регулирования основности шлака, которая составляла 2-4, в конвертер добавляют также окалину в количестве 15-20 кг/т железа, на второй стадии - продувают и добавляют окалину в количестве 5-18 кг/т железа, а на третьей стадии - продувают и добавляют известь в количестве 0,5-2 кг/т железа. Изобретение позволяет исключить коррозию в отношении материалов футеровки печи и одновременно осуществлять дефосфоризацию и извлечение ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна, а также снизить количество железа в ванадийсодержащем шлаке. 6 з.п. ф-лы, 3 пр.

Смесь для модифицирования и рафинирования стали и чугуна // 2588932

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для создания рафинирующих и модифицирующих смесей для производства ответственных изделий из чугуна и стали. Смесь содержит, мас.%: минералы кальций-барий-стронциевого карбоната и титаносодержащий материал соответственно 70-95 и 5-30. Изобретение позволяет создать эффективный материал комплексного воздействия на структуру и фазовые составляющие металла, который обеспечивает высокое качество металлических отливок ответственного назначения, в частности для вагоностроения. 6 з.п. ф-лы, 4 пр., 5 табл.

Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов // 2594997

Изобретение относится к дефосфорации расплавов марганцевых руд и концентратов. Селективное восстановление фосфора из расплава ведут газообразным монооксидом углерода (СО), который продувают через расплав. Может быть использован газообразный монооксид углерода, полученный в газогенераторе и содержащий примеси диоксида углерода (СО2) и азота (N2), а также газообразный монооксид углерода в виде отходящих газов закрытых или герметичных рудно-термических печей для углеродотермической выплавки ферросплавов. Обеспечивается способ дефосфорации расплава марганцевых руд и концентратов без потерь марганца с попутным металлом. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Способ внепечной обработки стали // 2607877

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали с применением методов ее внепечной обработки. В способе осуществляют отсечку печного шлака, выпуск металла в ковш, подогрев металла в печи-ковше и наведение высокоосновного шлака, десульфурацию металла, наведение низкоосновного шлака, вакуумирование, непрерывную разливку металла и непрерывное перемешивание металла аргоном. При выпуске металла в ковш присаживают 10-12 кг/т стали шлакообразующих материалов в виде извести, алюмокорундовой смеси и карбида кремния при их соотношении (1,0-1,5):(0,20-0,25):(0,10-0,15) соответственно и чушковый алюминий в количестве 1,3-1,4 кг/т стали. Изобретение позволяет гарантированно осуществлять комплексное рафинирование металла от серы до 0,002-0,005% с последующим легированием ею до 0,020-0,035%, водорода до 0,0002% и оксидных неметаллических включений в металле глиноземистой природы до 0,0030-0,0035% объемных, а также снизить общую длительность внепечной обработки до уровня, не превышающего длительности непрерывной разливки. 4 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.

Содержащее битум обессеривающее средство // 2610987

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обессеривания расплава доменного чугуна или стали. Средство содержит оксид кальция, битум, а также от 0,01 до 10 вес. % по меньшей мере одного придающего текучесть средства, выбранного из группы, состоящей из многоатомных спиртов, длиннопламенных углей, силиконовых масел и смесей из них, при этом средство не содержит карбида кальция, магния и магниевого сплава. Средство изготавливают путем смешивания оксида кальция, битума, по меньшей мере одного придающего текучесть средства и измельчения полученной смеси до порошка с гранулометрическим составом, при котором по меньшей мере 80 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 32 мкм, по меньшей мере 85 вес. % порошка представлено частицами меньше чем 45 мкм, по меньшей мере 90 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 63 мкм и по меньшей мере 95 вес. % порошка представлено частицами размером меньше чем 90 мкм. Изобретение позволяет получить средство на основе оксида кальция, которое обеспечивает высокую эффективность обессеривания расплава доменного чугуна или стали. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ раскисления стали при электрошлаковом переплаве // 2630100

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электрошлаковой выплавке сплошных, полых и фасонных заготовок из высоколегированных сталей с низким содержанием кислорода, в частности роторов среднего и высокого давления, трубопроводов острого пара, изделий запорной и регулирующей арматуры для энергетического и газо-нефтехимического машиностроения. В способе осуществляют переплав расходуемых электродов, формируют расплав шлака и металлический слиток в кристаллизаторе, производят замеры парциального давления кислорода в шлаке, расчет количества раскислителя и подачу раскислителя в шлаковую ванну, при этом время между замерами парциального давления кислорода составляет 0,1-0,9 времени переплава, время подачи раскислителя составляет 0,005-0,04 времени переплава, а расчет количества раскислителя ведут при величине парциального давления кислорода в шлаке более 10-6 Па по зависимости. Изобретение позволяет снизить содержание кислорода в сочетании с повышением химической однородности слитка и снижением загрязненности металла неметаллическими включениями. 1 з.п. ф-лы.

Комплексный раскислитель стали на основе кускового карбида кремния // 2631570

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для раскисления и легирования железоуглеродистых сплавов кремнием и углеродом. В качестве материала используют кусковой карбид кремния (SiC) с фракцией более 1 мм и влажностью менее 1% и его брикетированный отсев фракции менее 1 мм с конечным содержанием в брикетах основного элемента SiC 70-90%. Отсев SiC фракций менее 1 мм брикетируют с использованием мелассы свекловичной с помощью вибропрессования в цилиндры диаметром до 60 мм и высотой до 70 мм или с использованием неорганического связующего с помощью валкового брикет-пресса в таблетки диаметром до 40 мм и высотой до 30 мм с прочностью не менее 400 кг/см2. Изобретение позволяет снизить себестоимость производства стали и чугуна за счет замены ферросилиция отсевами фракций карбида кремния, который по техническим характеристикам превосходит ферросилиций, т.к. содержит до 30% общего углерода и существенно повышает усвоение кремния в металле. 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 5 ил.