Смесь для рафинирования, раскисления и легирования стали

Смесь для рафинирования, раскисления и легирования стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии черных металлов8 а именно к выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах с основной футеровкой. Цель - повышение качества и механических свойств стали. Смесь содержит , мас.%: известь или известняк 14-15; плавиковый шпат 44-45; силикокальций 4-30; кокс или уголь 0,6-7; ванадий 5-29; титан 2-4,4. Применение смеси позволяет увеличить предел прочности стали на 9,5-10,8%, относительное удлинение на 10-12%, относительное сужение на 7-10%, ударную вязкость в 1,68-1,77 раза и поверхностную твердость стали на 14,6-25%. 2 табл. ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (, Ь>

ЯР

QG

4й

14-15 известняк

Пла виковый

44-45

4-30 шпат

Силикокал ь ний

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4696535/02 (22) 11.04.89 (46) 07.03.91. Бюл. Р 9 (71) Центральный научно-исследовательский институт металлургии и материалов и Производственное объединение Новокраматорский машинострои. тельный завод" (72) В.В. Кривонос он, С.M. Белокуров, О.В. Жуйков, В.В, Антонов, В.М. Дорофеев, В.И., Зема, В.В. Анисимов, В.Т. Алексеенко, В.И, Томил енко и Л.Л. Литвиненко (53) 669. 18. 046.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1036759, кл. С 21 С 5/54, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1122709, кл. С 21 С 7/02, 1984.

Изобретение относится к металлургии черных - еталлов, а именно к

Ъ выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах с основной футеровкой.

Цель изобретения — повышение качества и механических свойств стали.

Предлагаемая смесь для рафинирования, раскисления и легирования ста ли содержит известь или известняк, плавиковый шлат, силикокальций, кокс или вдоль, ванадий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известь или.,з ж29ы Al (51) S С 21 С 7/064 5/54

2 (54) СМЕСЬ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ, РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах с основной футеровкой.

Цель — повышение качества и механических свойств стали. Смесь содержит, мас.%: известь или известняк

14- l5; плавиковый шпат 44-45; силикокальций 4-30; кокс или уголь 0,6-7; ванадий 5-29; титан 2-4,4 . Применение смеси позволяет увеличить предел прочности стали на 9,5-10,8%, относительное удлинение на 10-12%, относительное сужение на 7-10%, ударную вязкость .в 1,68-1,77 раза и поверхностную твердость стали на 14,6-25%.

2 табл.

Кокс или уг оль О, 6-7

Ванадий с — 29

Титан 2-4,4

Совместное использование извести или известняка, плавикового шпата, силикокальция, кокса или угля, ванадия и титана обеспечивает комплексное воздействие на качество металла по следующим направлениям: фсрмирование в печи активного жидкоподвижного рафинировочного шлака с высоким восстановительным потенциалом, На основе созданных восстановительных условий осуществляется совместное удаление серы и фосфора, причем фосфор удаляется по схе;.е вс сста новптель—

1б32984 ной дефосфорации FI форме фосфидов.

При завершении плавки на стадии кристаллизации металла осуществляется дополнительное рафинирование его зе5 рен от фосфидной эвтектики. Указанные г1роцессы обеспечива|от повышение качества H механических свойств мет алла .

В случае расхода изнести или известняка менее 14 мас.7. снижается основность шлаковой фазы и, соответ— ствеййо, ее рафинирующие свойства по отношению к сере H фосфору. Расход извести или известняка свьппе 15мас.7 приводит к увюп1че11п1о температуры плавления, вязкости и степени гетерогенности шпака. а следовательно, и к с1иеени10 еl О рефиниру1ощей сп Ос Об " ности. 20

При расходе плавикового пп-:ата менее 44 мас.Е снижаются жидког1одвижность ппlак0130г 0 расплава H KQFIIIpIIT рация Катионов кальция в нем, что приводят к пацению восстановительного потенциала шлака и, соответственно,.

yI 0III>! eFiHIo степени десульф р-.:öHH и скорости ьо станонительной дефосфо-- =рации металла „У13еличение расхода п31лниковогÎ UQIB TB. более 45 мас.7 снижает ОспОн110ст по 11101 0 шпака °

Расход силпкокальция менее 4 мас.7 снижает минималь11ое до11устимую для условий восстановительной дефосфораЦии кондентРаднlо катиОнol3 KHJIbIIFIFI В

35 металле, IIpH этом возрастает степень окисленности металла „концентрация ок-, сидпых неметаллических включений, .серы H фосфора. При увеличении расхода сил11кокл31ьцил более 30 мас.7. повышаетсл концентрация диоксида кремния в шлаке, который снижает его ocFIOIJ— ность и рафиниру1ощие саойс1ва, В случае расхсда кокса или угля менее 0 6 мас.Е снижаетсл восстановительный потенциал границы раздепа фаз газ — пптак, что приводит к увеличенгно потерь ка31ьция окислением и, соответственно, к Oíêÿåíèiî качества металла за счет снижения степени де10 сульфурации и носстановите11ькой дефосф Ор ации, Расх 0 1 э тих мат РрНс1 J!013 с ны ие 7 мас.7. при1зодит !I развитию реакции образования карбида кальция, чт о также снижает скогость рафинирования металла от серы и фосфора, 55

В случае расхода ва1 адил менее

5 мас.7 сниж: ется восстановительный потенциал металла„а при е1 0 кристаллизации по границам зерен выпадает фосфидная эвтектика, структура— крупнозернистая, значения механических свойств стали снижаются. Расход ванадия более. 29 мас.7. интенсифицирует процесс карбидообразовайия в структуре металла, что приводит к падению значений ударной вязкости стали.

При расходе титана менее 2 мас.7. повышается концентрация оксидных неметаллических включений в стали, серы и фосфора, растет зерно металла, падает износостойкость и ударная нязкость стали. В случае расхода титана свыше 4,4 мас.7 растет загрязненность металла тугопланкими неметаллическими включениями, при этом происходит снижение значений механических характеристик выплавляемой стали. Источниками ванадия и титана служат феррованадий и ферротитан.

Пример. Предлагаемую смесь для рафинирования, раскисления и .пегирования используют при выплавке стали 110Г13Л н электродуговой сталеплавильной печи с основной футеровкой. При этом смесь загружают за

10-20 мин до окончания восстановительного периода.:Яе расход составляет 5-35 кг//7.

В табл,,1 представлены . составы предлагаемой смеси, которые используют на плавках в дуговой электропечи: состав11 1 и 2 соответствуют граничным содержаниям компонентов, составы 3-6 среднему содержанию, составы 7 и 8

Отличаются от предлагаемых, а н состав;;х 9-14 отсутствует один из компонентов. В качестве известной смеси испол ьзуют с остав, мас. 7: алюминий

12,5, силикокальций 18,5; плавиковый !

I saT 20; известь 49.

Результаты плавок. стали с использованием предлагаемой и известной смесей приведены в табл.2. Испольпр едла а емой ет понысить качество металла за счет сн11женил концентрации серы на 30

40 мас.7„фосфора на 25-37,5 мас.7,неметаллических включений на 43,8

50,0 мас,7. Важная роль в достижении положительного эффекта от использования предлагаемой смеси принадлежит физическим свойствам шлаковой фазы. Значения температуры начала плавления пп3ака при использовании

2984 6 ми свойствами, а поставленная цель не достигается (табл.2).

l63 предлагаемого состава смеси ниже на

40-50 С, а вязкости на 0,3-0,4 Н с/м .

Положительное влияние предлагаемой смеси на структуру стали и чистоту границ ее зерен связано с данными по увеличению значений механических свойств (табл. 2) . В результате использования предлагаемой смеси возрастает предел прочности (5>) стали на 9 5-10,8%, относительное удлинение (0 ) на 10-12%, относительное сужение Q) на 7-10%, ударная вязкость (Qtt) в 1,8-1, 77 раза при 20 С и в 1,45-1,64 раза при -60 С, поверхностная твердость (HV) на 14,6-25%.

В случае использования составов

7 и 8 (табл.1) ухудшается качество металла, снижаются значения механиФормула и з обр ет ения

Смесь для рафинирования, раскисления и легирования стали, содержащая известь или известняк, плавиковый шпат, силикокальций, о т л и ч аю ща я с я тем, что, с цельюповышения качества и механических свойств стали, она дополнительно содержит кокс или уголь, ванадий и титан при следующем соотношении компо.нентов, мас.%:

Известь или

14-15 известняк

Плавиковый ческих свойств стали. Применение сос44-45

4-30 тавов 7 и 8 не обеспечивает формирование жидкоподвижных шлаков с низкими значениями температуры солидуса и вязкости (табл.2).

При использовании составов 9-14 шлат

Силикокальций

Кокс или

0,6-7

5-29

2-4,4 уголь

Ванадий

Титан (табл.1) объект не обладает указанныТаблица

Содеркание компонентов иас g

I

Силико- Кокс уголь Ванакальций дий авест- Плавик няк ный шп

Титан ав есть

t4

14,5

14,5

14,5

14,5

122

16

23

16

16

1

3

5

7

9

11

t2

13

44

44,5

44,5

44,5

44,5

43

46

49

46

46

4

17

17

17

17

31

32.

42

31

7 29

0,6 - 5

3,8 - 17

3,8 17

3,8 — 17

3,8 17 .9 - .32

0,3 — 1,6

2,6 8

7,6 15

3,6 9

1,6

1 6

4,4

3,2

3,2

3 2

3,2

5

8,4

12,4

7,4

5,4

163 2984

Те Ьлида 2

Механические свойстве стели

Содервение в металле, нес. Х

Внэкост жек

Н с/и

Количество неметалли" еура олид увпаас

Относи тельно удпине ние Е>

Относительное сувение 1!> Х

Ударная вяэкость чн> Жм > прн температуре, С

Поверкн остед ел оч>

Фосфор ти ческих включений, мес Л ная твердость

20 -60

Составитель К. Сорокин

Техред Л>Олийнык

P еда кт ор Н . Я дола

Корректор Т. Палий

Заказ 596 Тираж 401 Подписное

В11ИИПИ 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, H3вестний

2

4

5 б

8

11

12

13

119 0

1180

0,70

0,40

0,30

0 35

0,30

0>40

0,35

0,60

0,50

0,55

0,65

0,60

0 50

0,50

0 55

0,050

0> 035

0i 030

О, 030

О, 030

О, 035

0>030

0,045

О, 040

0,040

0> 048

0>046

0,040

0,045

0,045

0,080

0,060

0>050

0,055

0,050

0,060

0,055

0,075

0,070

0,065

О, 075

О, 075

О, 065

О, 065

0,005

О, 0128

О ° 0064

0>0070

0,0072

9,0070

0,0064

0>0072

0,0088

О, 0092

О, 0110

0,0112

0,0094

0,0120

0,0122

780

37

48

49

47

49

48

47

38

41

42

39

38

33 2,2

42 3,7

40 38

43 3>8

40 3,9 .42 3,7

43 3,8

34 2,3

37 2,7

Эб 3,2

32 2,3

33 2,4

37 3,0

37 3,3

3,2 1,!

1,1 480

1,8 550

18 600

1,6 580

1,8 600

1 ° 8 550

1,6 580

1,1 500

1,2 510

162 520

0,9 500

0,8 4 90

1,2 510

1,3 510

520