Способ раскисления рельсовой стали

Способ раскисления рельсовой стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла в печи марганецсодержащим, а в ковше - марганеци алюминийсодержащим сплавами, отличающийся тем, что, с целью снижения загрязненности металла включениями корунда. Уменьшения угара легирующих элементов и улучшения качества поверхности рельсов, 0,3-0,6 требуемого количества марганца вводят в печь в сплаве кремний-марганец-алюминий , содержащем 1-3,5% алюминия, .через 3-14 мин плавку вьшускают i в ковш, и по ходу наполнения ковша вводят остальное количество марган (Я ца в сплаве кремний-марганец-алюмийий , содержащем 1,5-6,8% алюминия, причем отношение количества алюминия , вводимого в печь, к количеству алюминия, вводимого в ковш, поддерживают в пределах 0,25-2,2. 4 4 ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН (51)4 С 21 С 7/06

®CK e ae

1Э „ ;„ „" ..","„„g

ЯЩЮЯЩд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3716969/22-02 (22) 29.03.84 (46) 23.08.85. Бюл. Яр 31 (72) В.А. Паляничка, Л.К. Нестеров, М.С. Гордиенко, И,Г. Волков, Н.А. Фомин, Н.С. Юдин,И.И.Люборец, Б.И. Ворожищев, В.Я. Монастырский, В.В. Поляков и А.Ф. Кузнецов (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 669.145(088.8) (56) Раскисление рельсовой стали в ковше силикомарганцем.-Сталь, 1984, 9 3, с. 24-25.

Авторское свидетельство СССР

9 443919, кл. С 21 С 7/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 380720, кл. С 21 С 7/06, 1971.

„„SU„„1174482 А (54) (57) СПОСОБ РАСКИСЖНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла. в печи марганецсодержащим, а в ковше — марганец- и алюминийсодержащим сплавами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения загрязненности металла включениями корунда, уменьшения угара легирующих элементов и улучшения качества поверхности рельсов, 0,3-0,6 требуемого количества марганца вводят в печь в сплаве кремний-марганец-алюминий, содержащем 1-3,5Х алюминия, .через 3-14 мин плавку выпускают в ковш, и по ходу наполнения ковша вводят остальное количество марганца в сплаве кремний-марганец-алюминий, содержащем 1,5-6 8Х алюминия, причем отношение количества алюминия, вводимого в печь, к количеству алюминия, вводимого в ковш, поддерживают в пределах О, 25-2, 2.

1174482

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено.для использования, преимущественно, в сталеплавильном производстве при выплавке стали для железнодорожных 5 рельсов, а также может быть использовано в машиностроении при выплавке стали для изделий, работающих прФ. .циклических нагрузках.

Цель изобретения — снижение за, грязненности металла включениями корунда, уменьшение угара легирующих эле фнаов и улучшение качест.ва поверхности рельсов.

Металл раскисляют в печи и в ков- 1

rae сплавов кремний-марганец-алюминий. При этом образуются включения типа марганцевого граната (ЗМпОх .хА1 0 ЗЯБКО ), марганцевого кордиерита (2Мп0.2А120 5SiOq) или марганцевого анортита (МпО-Al>0> 2SiO ), имеющих температуру плавления в пределах 1120-1200 С. Следовательно, включения в стали находятся в жидком виде,. поэтому хорошо укрупняются 25 и удаляются из металла. Оставшееся небольшое количество включений затвердевают в виде мелких капель, т.е. имеют благоприятную округлую форму.

Выбор граничных параметров обусловлен следующим.

В печь необходимо ввести не менее

30% марганца в сплаве Si NnA1, причем содержание алюминия в сплаве должно . быть не менее 1%, для надежного фиксирования углерода в расплаве.

Больше 60% сплава в печь вводить нецелесообразно, так как угар легирующих элементов в печи больше, чем в ковше. Содержание алюминия в сплаве не должно превышать 3,5%, так как в противном случае часть сплава остается в шлаке вследствие пониженной его плотности.

Плавку можно выпускать через

3 мин после ввода сплава, так как он растворяется быстро (для SiNn минимальное время составляет 10 мин, для FeNn - 15 мин). При меньшем промежутке времени часть Si NnA1 не успеет. раствориться. Максимальное время не должно превышать 14 мин, так как алюминий быстро действующий раскислитель, поэтому в процессе выпуска имеет место поступ-. ление кислорода из атмосферы в металл (вторичное окисление), которое приводит к повышенному угару легирующих элементов.

Содержание алюминия в сплаве

Si NnA1 вводимом в ковш, должно быть не менее 1,5% чтобы обеспечить требуемый размер природного зерна и, соответственно, ударную вязкость металла. Использование сплава с содержанием алюминия более

6,8% затруднено, так как он разлагается при сравнительно небольшой длительности хранения. Кроме того, при большом содержании алюминия в сплаве не исключается частичное образование обособленной фазы корунда (ос = А1 О ), Отрицательное влияние которого на эксплуатационную стойкость рельсов известно.

Отношение алюминия, вводимого в печь и в ковш, определяет в значительной степени загрязненность металла включениями, их состав и угар легирующих элементов. Если это отношение нике 0,25, имеет место поступление кислорода в металл за счет вторичного окисления. В этом случае значительная часть алю-! миния вводится в ковш, что не исключает образования корунда. Кроме того, поступивший в металл кислород частично окисляет кремний и марганец.

При соотношении большем 2,2 не обеспечивается требуемый размер природного зерна металла и ухудшаются его механические свойства

Допускается корректировка химического состава стали добавками в ковш кремнийсодержащих ферросплавов.

Опытная проверка предлагаемого способа проведена для пяти вариантов раскисления стали (табл. 1). Кроме того, для сопоставительного анализа также опробован известный способ.

Сталь марки N76 выплавляют скрапрудным процессом в 420-тонных мартеновских печах. Разливку металла производят сверху в слитки массой, 8,4 т. Слитки транзитом прокатывают на рельсы типа .Р65, которые подвергают закалке в масле.

Результаты опробования различных вариантов раскисления стали приведены в табл. 2..

Следует отметить, что сплав кремний-марганец-алюминий с содержанием менее 1% алюминия не обеспечивает надежное раскисление металла в печи, что приводит к непопаданию,1174482 по углероду в заданную марку. При содержании алюминия в сплаве более

3,5% часть его остается в шлаке, поэтому содержание марганца не соответствует марочному для рельсовой стали.

При содержании в сплаве, вводимом в ковш, алюминия менее 1,5 . имеют место выпады по ударной вязкости.

Согласно проведенного опробования в промышленных условиях предлагае- . мый.способ в сравнении с известным уменьшает угар марганца и кремния на 8-10 практически устраняет перевод рельсов во 1! сорт по загрязненности строчечными оксидны- . ми включениями (при использовании базового объекта количество рельсов

11 сорта по этому показателю составляет 20-50Х от проконтролированных), повышает выход рельсов 1 сорта на

7 за счет снижения пораженности их дефектами поверхности.

10 Предлагаемый способ раскисления рельсовой стали представляет интерес для народного хозяйства, так как позволяет съэкономить дефицитные ферросплавы и улучшить работу

15 . железнодорожного транспорта страны.

1174482

1 о

lA

of al

Н о ж

Е

0О л

C) ! !

1 >

1 Э

1 Ес«

Е л

Е» с«

1

1

Н

ill о

Х! ) 1

0»

10 0 10 Х о сч

1

Х 1

Ю 1 о

1

1 I

Э

l0 С»

Ф 14 ж о

C0 g

Ж И Х

O,О»0

С0 (б Э

ЕО Р

1 Э ф >Я C0>Я с0

1 Н 1

I Р3 1 о

I М 1

1

I

1 0 I

1 0 I

1 Э

1 1 1 ! 1

1

1 гс

1 M

1 Э

I Pi

1 — —.-»

I л

»! I Э 1 а» В и

Е» 1 о u ч

Ф Л 00 «3 Ф л л л л

О О сЧ .О ч» о с ъ а с» л л л л л с М О а М le

N с»4 М СЧ М л ° \ л л л о о о

I 1 1 I I

I 1 1 1 I с4 сч сч cv с»4 л 00 л л л л

0О 00 Л Ф о л сЧ М О г

Qh CV

CV М "б 1О О л л л л л о о о о о

1 1 1 I 1

М сЧ М) л л л л м м с л

Ц Cd

Э С» Ф - с М

Р (б

I »

Е» Е

V O»C

Э Ccl Э

1174482

Таблица 2

Угар элементов, 7

Кремний

Марганец свыше S.мй (ff сорт). до 8мм (3 сорт) Предлагаемый

17,4

24,8

15,2

23,4

100

15,4

Нет

14,9

21 9

100

14,7

15,3

22,2

100

15,8

16,8

25,6

20,2

22,9

32,6 бб

21,7

Составитель В. Сарамутин

РедактоР Н. Бобкова ТехРед 3.Палий КоРРектоР E- Рошко

Заказ 5143/28 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Вариант раскисления

Известный (базовый объект) Количество плавок с длиной строчек оксидных включений,Ж

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Рельсов с дефектами поверхности, Х