Легирующая смесь

Легирующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ванадийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой. Целью является снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повышения его однородности. Предложено применение легирующей смеси для выплавки ванадийсодержащей стали при следующем соотношении компонентов, мас.%: ванадиевый металлопродукт 85-95 при содержании в нем ванадия 1-10, алюмомагниевые брикеты 1-3, кварцевый песок остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

85-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2)) 4357948/23-02 (22) 05.01.88 (46) 30.04.90. Бюл. У 16 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Про1I изводственное объединение Павлодарский тракторный завод им.В;И.Ленина" (72) Э.Я.Сидельковский, В.Ф.Кислицын, Я.И.Гельбштейн, А.В.Пашков, А.М.Ðóденко, Л.И.Гельбштейн, И.H.Губайдуллин и А.К.Шашин (53) 669.1 87.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й-. 605839, кл. С 21 С 5/52, 1978. (54) ЛЕГИРУЮЩ Я СРЕСЪ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использоваИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ванадийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой.

Целью изобретения является снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повьппения его однородности.

Предлагаемая легирующая смесь, включающая ванадийсодержащнй материал, восстановитель и шлакообразующий материал,.содержит в качестве ванадийсодержащего материала ванадиевый металлопродукт при содержании в

„„80„„1560568 A 1 (51)5 С 21 С 5/52 С 22 С 35/00

2 но при выплавке ванадийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой. Цель изобретения — снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повьппения его однородности. Предложено применение легирующей смеси для выплавки ванадийсодержащей стали при следукщем соотношении компонентов, мас.Ж: ванадиевый металлопродукт 85-95 при содержании в нем ванадия 1-10, алюмомагниевые брикеты l 3, кварцевый пе-сок остальное. 2 табл. нем ванадия 1-1ОХ, в качестве вос-становителя — брикеты алюмомагниевого сплава, а в качестве шлакообразующего материала — кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

ВанадиевыФ металлопродукт

Алюмомагниевые брикеты 1-3

Кварцевый песок Остальное

Ванадиевь|й металлопродукт представляет собой шлакометаллический В материал, образующийся при магнит- Ь ной сепарации дробленого ванадиевого конвертерного и лак а . Иеталлопродукт состоит из 60-857 металла и

15 — 40X ванадиелс г< плака, расположенного на поверхности металла. Ос1560568

21,7-36,1

7,0-12,0

15,0-25,0

6,0-10,0

1,8-3,0

50 новными компонентамИ металлической

Фазы являются железо (96-99Х) и углерод (0,5 — 3,5X) . Шлаковая часть металлопродукта имеет следующий состав, мас. Х:

Пятиокись ванадия l 8-17,8 (содержание ванадия

1-10X)

Оксиды железа 10

Оксиды марганца

Оксиды кремния

Оксиды титана

Оксиды хрома

Окснды кальция, 15 магния, алюминия Остальное

Снижение расхода стального лома обеспечивается за счет металлической

Фазы, входящей в состав присаживаемого металлопродукта. При расплавлении этот металл полностью переходит в металлический расплав. Наличие в металлической Фазе металлопродукта углерода способствует ускорению процессов восстановления ванадия и других скис- 25 лов из шлаковой фазы и более. равномерному их распределению в жидком металле.

Брикеты из стружки алюмомагниевого сплава, содержащего 93-95Х алюминия и 5-7Х магния, массой 3-4 кг обеспечивают строгое дозирование и необходимое соотношение компонентов в смеси.

Кварцевый песок, используемый для заправки печи и шлакообразования, содержит 95-99Х кремнезе ..а.

Использование в смеси ванадиевого металлопродукта ниже. нижнего предела (менее 85Х),не обеспечивает необходимого содержания ванадия в металле, а вьппе верхнего (более 95X) создает . избыточные (вредные для литой стали) концентрации ванадия и удорожает легирование.

Введение брикетов из алюмомагние- . вого сплава ниже нижнего предела (

Недостаточная присадка кварцевого песка не оказывает влияния на загущение печного шлака, что умЕньшает интенсивность кремневосстановительных процессов, а большая ()3/) ведет к повышению вязкости шлака и вызывает интенсивное избыточное восстановление кремния, что, в конечном итоге, приводит к охрупчиванию стали.

При обработке, металла алюмомагнневыми брикетами создается эффект барботирования металла, за счет чего достигаются лучшие условия перемешивания, в результате повьппается однородность металла и происходит более полное очищение его от неметаллических включений и серы.

Замена вторичного алюминия и части стального лома, содержащих довольно высокие концентрации цветных примесей, на алюмомагниевые брикеты и металлопродукт снижает концентрации в металле олова, свинца, мьппьяка и меди.

Применение вторичного алюминия для раскисления сталин стального покупного лома ведет к систематическому на-. капливанию в стали этих элементов, которые растворяясь в металлической матрице, и располагаясь по границам зерен, охрупчивают металл . Это проявляется в местах перехода от тонкого сечения отливки к толстому, где наиболее вероятно образование горячих трещин.

Пример. Для сопоставительного анализа в промьппленных 6-т электродуговых печах с кислой футеровкой были проведены плавки стали 45ФЛ с использбванием легирующей смеси (известной и предлагаемой) .

Массу вводимых смесей рассчитывают из условия введения ванадия в пределах марочного состава стали 45 ФЛ и восстановления его в пределах до

90-95Х.

Смеси (известную и предлагаемую) вводили в начале восстановительного периода плавки после предварительного раскисления металла кусковым Ферросилицием.

Результаты опытных плавок приведены в табл.1 и 2.

Данные, приведенные в табл.2 показывают снижение расхода ванадия и металлического лома при обработке стали предлагаемой смесью. Присадка ванадиевого металлопродукта рассчитывается на получение заданного содержания ва.надия в стали, а поскольку в нем значительно (60-85X) часть составляет металлическая Фаза, в состав которой входят углерод (0,5-3,5Х) и ванадий (0,04-0,12Х), расход ванадия и покуп ного стального лома снижается. Кроме того, ванадий распределяется в жидком

5 15á металле более равномерно, так как он восстанавливается из шлаковой Фазы металлопродукта (27 ванадия) и пере— ходит в металл менее концентрирован1 но, чем при восстановлении из ванадиевого шлака (где содержание ванадия

1 OX) . Металлическая фаза, металло— продукта и углерод, содержащийся в ней, способствуют ускорению процессов восстановления и равномерному распределению ванадия в жидком метал,ле. Наличие в смеси кварцевого песка . загущает печной шлак, повышает температуру его плавления и способствует восстановительным реакциям при кремнийванадиймарганецвосстановительном,процессе, а жидкотекучесть шлака перед выпуском металла из печи достигается присадками известняка.

Введенные совместно металлопродукт, . алюмомагниевые брикеты и кварцевый песок стимулируют восстановительные реакции и стабилизируюr температуру металла, так как отбирается значительное количество тепла на эти реакции и предупреждается перегрев металла в зонах источников тепла.

Из табл.1 видно, что за счет ванадиевого металлопродукта расход легирующей смеси предлагаемого состава возрастает (в сравнении с прототипом). Однако со шлаковой фазой металлопродукта вводится меньшее количество ванадия.

Кроме того, отмечено заметное снижение содержания примесей цветных металлов и неметаллических включений.

Снижение присадки кварцевого песка влечет повьппение окисленности печного шлака (увеличение содержания в нем окислов железа, марганца, ванадия) и концентрации неметаллических включений в стали. Это приводит к увеличению горячих трещин в отливках, а также к ухудшеник восстановления ванадия из шлаковой Фазы.

В табл.2 приведены данные по снижению продолжительности плавок при

Формула

25 из об ре тения

Лег ирующая смесь, содержащая ванадийсодержаший материал, восстановитель и шлакообразующий материал, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цеЗ0 лью снижения расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повьпнения

35 его однородности, она содержит в качестве ванадийсодержащего материала ванадиевый металлопродукт при содержании в нем ванадия 1-10Х в качест40 ве восстановителя — брикеты алкмомагниевого сплава, а в качестве шлакообразующего материала — кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.X:

45 Ванадиевый металло продукт 85-95

Брикеты алнмомагпиевого сплава

Кварцевый песок

1-3

Остальное

05б8 6 оптимальном соотношении металлопродукта, алюмомагниевых брикетов и кварцевого песка. Снижение расхода в шихте стального лома пропорционально увеличеник расхода предлагаемой смеси, однако при этом снижается степень восстановления ванадия и марганца и повышается продолжительность

10 плавок. Кроме того понижается одноЭ родность металла по содержанию элементов в различных сечениях отливок по ходу разливки металла в Формы, увеличивается количество горячих трещин

Использование предлагаемой легирующей смеси в процессе выплавки стали позволяет снизить затраты на легирование за счет снижения расхода ва2р надия, стального лома, уровня брака по горячим трешинам, продолжительности плавок. л м о мс в АМ!. С! в ввввв

Ц

Ф-С 1

I л о о

МС СЧ - М л

ООООО

ООООО о фламсч!

« о ооооо

Ф о о сч сч о м

83 383о

OOOOO о ооооо

Ъслсо о о

83838 ооооо о о

МС в Э мс ф « сч о фсол

«* «фсо фОМС о

С

ССЪ МС

* о - сч м м

1 СЧ ФфСЧ ооо-I ! j !

„1

l Я. л.

МС

С \

1 1 I I I

1 le Å1

I. ф

С"\

ССС

МС

1 1 1 1 1 1

1 Я уфх

I a

I ф CI ! ф ах

-Э МС СЧ СО СЧ

I !

МС м

С

cf e !.

1 а ° I

CCf

СЧ

МСМС т-- Ю

Лl ЛЛl

)560568 а а а

С! Э сС Х И а а cf

1 ф х э

g3

С. Э 1. И

1 !

I !*"I j

ee1 о, cCv а

D X I о

:. Дй исааф е 1"

Й

l0 1 1 а и

С Э а Эха

I а 1

1 X 1 I I

ОС ЭР

l e

1 Ц 1

383 йа.

1 cc x c e

cf uxor а cI.

Х„и а w ф а сч

Cl

Э

lO

С!

Ф

«

CV ф ь

О ф

O со

s0 и!

X и

Ik и е

Э

I« и ф

О МС ф в в в

М1 W«« ф мЗ СЧ О

«

М\ В«CV со олл

I 1 1 I I

1560568

Таблица 2

Распределение элементов в раэлнчнь>х сечениях отливок по ходу раэливхи стали, мас.X

ПродолвительСнивение расхода сталь!

2 мм

Конец

Середина

Ч, >

v мп с

Мэвестиая смесь

0,123 0,76 0,46 0,043 0,120

168

0,70 0,45 0,048

0,72 0,47 0,045 0,120

Предлагаемая смесь0,69 0,46 0,039

0,68 0,45 0,038

0>66 0,46 0,036

0,7) 0,44 0,034

0,68 0,47 0,03) 0,108

0,109

0,116

0,12)

О,) 24

161 42

160 45 !

52 47,3

I56 49,7

159 50,4

0,46 0,039 0,170

0,45 0,039 0,109

0,45 0,036 0,117

0,44 0,024 0,12)

0,47 0,032 0,123

0,108

0,)09

О, 116

0,121

0,124

,Продолжение табл.2 в раэличнъ>х сечениях отливеx по ходу раэлнвки стали, нас Л )Io)t-âî отлнРаспределение элементов ннкенне всхода

>8 мм нок с горячнмн

Середина Конец трен,по

V Нп С S V Мп С S под током, мнн

0,7) 0,45 0,044 18 0,119 0,77 0,46 0,042 0,113 0,73 0,45 0,043 0,112

168.

0,67 0,46 0,040 . 12

0,67 0,45 0,039 9

0,66 0,45 0,036 6

0,70 0,44 0,036 8

0,66 0,45 0,033 10

0,109

0,109

0,116

0,122

0,123

0,69

0,68

0,66

0,70

0,66

Составитель Е >Архипенкова

ТехРед Л. Сердюкова КоРРектоР Л.ПатаР

Редактор Л.Веселовская

Заказ 952 Тираж 507 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина,101 ность плавки под током мин

Продолхительность

) 6)

) 60

152

)56

159 ного ло ма, хг!т мет эав. ого ло а, кг/т ет ав.

42

47,3

49,7

50,4

0,)08

0,109

0,117

0,121

0,123

0,45

Q,45

0,46

0,44

0,45

0,039

0,037

0,036

0,034

0,032

0,70

0,68

О > 66

0,70

0,67

0,70

0,68

0,65

0,70

0,66

0,46

0,45

0,46

0,44 .0,46

0,039 0,108

0,038 0,109

0,035 0,1)6

0,034 О,)г)

0,032 0,)23

0,69

0,67

0,65

0,70

0,66

0,46

0,45

0,45

0,43

0,46

0,040

0,039

0,037

0,035

0,033