Способ внепечного получения кремнийтитаномагниевой лигатуры

Способ внепечного получения кремнийтитаномагниевой лигатуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к получению комплексных лигатур на основе ферросилиция, применяемых для раскисления, микролегирования и модифицирования стали. Цель изобретения - повышение усвоения магния и титана, равномерность распределения элементов в сплаве Предложено ввод магния в расплав осуществлять отдельными порциями при температуре металла 1380- 1540°С с одновременной подачей в зону растворения алюминия в количестве 18-70 кг/т расплава, при этом массовое отношение алюминия , магния и титана на плавку составляет соответственно 1.(1,4- 2,2)-(2,1-4,3), готовую лигатуру выдерживать в ковше в течение 3-1,5 мин, а затем переливать в другой ковш со скоростью 2,1-7,8 т/мин Предусмотрено также вводить с первой порцией магния 20- 40% алюминия от общего количества За счет введения алюминия и регулирования температуру процесса повышается переход магния и титана в сплав в виде соединений с алюминием, одновременно уменьшаются их потери с окислением Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить степень усвоения магния на 16,2- 24,2%, титана на 16,0- 17,4%, снизить неоднородность сплава по распределению магния и титана на 12-27 отн % 1 з п. ф-лы, 1 та б л СП с о о ; ь с с

СОЮЗ СОВГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1691400 А1 (5!)5 С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731769/02 (22) 22,08.89 (46) 15.11.91. Бюл. N 42 (71) Институт черной металлургии (72) B.À.Âèõëåâùóê, В,А.Мелеков, С.А.Прокопенко, А.И,Абакумова, В.И. Ерко, В.П. Солошенко,. Ю,Ф.Лотц, А.Г.Лихачев, А.Е.Шубин и Г,Г.Белич (53) 669.1 68(088.8) (56) Кожевников Г,Н., Зайко B,Ï., Рысс М.А.

Электротермия лигатур щелочноземельных металлов с кремнием. M.: Наука, 1978, . с.151 — 157.

Желтов Д,Д., Солошенко В.П., Лихачев

А.Г, и др. Опробование производства кремнийтитаномагниевой лигатуры, Сталь, 1984, с.31 — 32. (54) СПОСОБ ВНЕПЕЧНОГО ПОЛУЧЕНИЯ

КРЕМНИЙТИТАНОМАГНИЕВОЙ ЛИГАТУРЫ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению комплексных лигатур на основе ферросилиция, применяемых для раскисления, микролегирования и модифицирования стали. Цель изобретения — повышение усвоения магния

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению комплексных лигатур на основе ферросилиция, применяемых для раскисления, микролегирования и модифицирования стали.

Цель изобретения — повышение усвоения магния и титана, равномерность распределения элементов в сплаве. и титана, равномерность распределения элементов в сплаве. Предложено ввод магния в расплав осуществлять отдельными порциями при температуре металла 1380—

1540 С с одновременной подачей в зону растворения алюминия в количестве 18-70 кг/т расплава, - при этом массовое отношение алюминия, магния и титана на плавку составляет соответственно 1:(1,42,2):(2,1-4,3), готовую лигатуру выдерживать в ковше в течение 3-1,5 мин, а затем переливать в другой ковш со скоростью 2,1 — 7,8 т! мин. Предусмотрено также вводить с первой порцией магния 20=

40 алюминия от общего количества, 3а счет введения алюминия и регулирования температуры процесса повышается переход магния и титана в сплав s виде соединений с.алюминием, одноврменно уменьшаются их потери с окислением. Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить степень усвоения магния на 16,2—

24,2%, титана —. на 16,0-17,4%, снизить неоднородность сплава по распределению магния и титана на 12-27 отн,%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ включает загрузку титана на дно ковша, заливку его жидким ферросилицием и последующую подачу в расплав магния и алюминия, выдержку расплава и перелив его в другой ковш.

Ввод магния в расплав полученного кремнийтитанового сплава ведут порционно совместно с алюминием при температуре расплава 1380-1540 С, при этом расход

1691400

Эффективное воздействие магния на качественные показатели стали достигается при содержании его в сплаве более 2,5, что обеспечивается при расходе магния в процессе изготовления лигатуры в количестве не менее 40 кг/т. При расходе магния

55 алюминия составляет 18-70 кг/т расплава, а массовое отношение алюминия, магния и титана на плавку составляет соответственно 1:(1,4-2,2);(2,1-4;3). Готовую лигатуру после выдержки в течение 3 — 15 мин 5 переливают в другой ковш со скоростью

2,1 — 7,8 т/мин.

Пределы расхода и массовое соотношение добавок в расплав получены на основании экспериментальных исследований, 10 направленных на получение кремнистой лигатуры с повышенным и стабильным по сравнению с известным способом содержанием элементов при минимально возможном угаре и равномерном распределении 15 титана и магния в сплаве, обеспечивающей, высокую степень раскисления, модифицирования и микролегирования стали.

Лигатуру получают из ферросилиция по

ГОСТ 1415 — 78, отходов титана по ГОСТ 20

1639 — 78, магния по ГОСТ 804 — 72 и алюминия по ГОСТ 1131 — 66.

В таблице даны результаты получения кремйийтитаномагниевой лигатуры с использованием известного и предлагаемого 25 способов.

Одновременная с магнием подача в зону растворения алюминия в количестве 18—

70 кг/т расплава, в т,ч. с первой порцией магния до 20-40 от общей массы, способ- 30 ствует снятию местного перегрева расплава за счет нагрева и расплавления алюминия.

Кроме того, в зоне растворения магния происходит взаимодействие алюминия с тита1 ном и магнием с образованием прочных 35 интерметаллических соединений. Титан, связанный в прочные соединения с алюминием, не препятствует растворению магния в ферросилиции. Магний, связанный с алюминием, в меньшей мере испаряется и 40, меньше окисляется кислородом, растворенным в сплаве и в образующемся шлаке, при этом снижается пироэффект.

В результате ввода алюминия повышается усвоение магния и титана, стабилизи- 45 руется содержание этих элементов в лигатуре. Использование алюминия в соста ве сплава с кремнием, титаном и магнием для раскисления стали усиливает раскислительную способность каждого элемента 50 раскислителя, что сокращает расход сплава на раскисление стали, улучшает ее механические свойства, например ударную вязкость. более 98 кг/т резко повышается его угар, а применение такого сплава приводит к сильному барботажу стали в ковше и значительным газовыделениям с пироэффектом.

Нижний предел расхода титана (79 кг/т) обеспечивает содержание титана в лигатуре на нижнем уровне (около 5Я Дальнейшее снижение концентрации титана в сплаве влечет за собой увеличение расхода лигатуры на обработку стали, что не всегда возможно из-за ограничений по содержанию кремния в металле. Увеличение расхода титана выше 147 кг/т расплава приводит к повышению угара элементов. Расход алюминия, меньший 18 кг/т, нежелателен, так как при этом снижается его воздействие на усвоение магния, а остаточное содержание

его в лигатуре не обеспечивает минимально необходимой степени раскисления стали.

Расход алюминия, больший 70 кг/т, нецелесообразен из-за опасности получения в стали неметаллических включений неблагоприятной формы, резко ухудшающих эксплуатационные свойства металлопродукции, Массовое отношение добавки магния к алюминию, меньшее 1,4:1, и массовое отношение титана к алюминию, меньшее 2,1:1, нежелательно, так как это приводит к снижению содержания в сплаве магния и титана с одновременным увеличением содержания алюминия. При использовании такой лигатуры для ввода в сталь требуемого количества магния и титана необходимо увеличивать расход сплава. что может привести к образованию в стали строчечных включений глинозема. Увеличение упомянутых соотношений выше 2,2 для магния и алюминия и, более 4,3 для титана и алюминия приводит к резкому повышению угара обоих элементов при незначительном увеличении их концентрации в лигатуре.

Нижний предел доли алюминия от общего расхода (20 j), вводимого с первой порцией магния, обеспечивает относительно небольшой угар магния и титана при минимальном их удельном расходе. Снижение доли алюминия менее 20 приводит к увеличению угара магния и титана. Верхний предел доли алюминия от общего расхода (40 ), используемый при максимальном удельном расходе титана и магния, обеспечивает высокую степень усвоения магния с незначительным угаром титана. Расход. алюминия, больший 40, нерационален и нежелателен иэ-эа того, что усвоение элементов в этом случае практически не увеличивается, а осуществление процесса вызывает технологические затруднения в

1691400 связи с увеличением общего количества вводимых в ковш компонентов, Растворение магния и алюминия происходит за счет тепла расплава ферросилиция, Нижний предел температуры расплава 5 (1380 С) выбран из расчета обеспечения быстрого растворения вводимых материалов при минимальном угаре элементов. При температуре менее 1380 С на стенках ковша образуются металлические настыли, а 10 длительность растворения добавок возрастает. Верхний предел температуры расплава (1540 С) обусловлен резким увеличением угара элементов сплава, Выдержка готовой лигатуры в ковше не- 15 обходима для усреднения температуры и химического состава сплава, а также для снижения температуры расплава перед переливом его в другой ковш. Продолжительность выдержки определяется температурой рас- 20 плава и массой вводимых добавок. Минимальное время выдержки (3 мин) относится к условиям получения лигатуры при минимальной температуре расплава и минимальной массе добавок, а максимальная (15 мин) — 25 при изготовлении лигатуры с максимальнойтемпературой расплава и максимальной массой добавок, При переливе лигатуры из одной емко- . . сти в другую происходит полное усреднение 30 ее химического состава; что обеспечивает получение однородного сплава. . Скорость перелива определяется массой изготовленной лигатуры. Нижний предел (2,1 т/мин) используется при массе 35 лигатуры в ковше до 3 т, а верхний (7,8 т/мин) — в случае массы лигатуры выше

5 т.

Химический состав лигатуры, : кремний 51,2 — 59,9; магний 2,5-6,2; титан 5 0-8,8; 40 алюминий 1,5 — 4,3; остальное железо и примеси. Масса получаемого сплава колеблется от 2,4 до 5,6 т, Для оценки неоднородности распределения титана и магния в объеме ковша и 45 определения степени усвоения элементов в процессе разливки на всех плавках отбирают пробы лигатуры, соответствующие первым порциям сплава (25,50,75 и 100 мас, ф,).

Степень развития химической неоднородности лигатуры оценивают по разнице между максимальным и минимальным содержанием элементов в отдельных пробах металла, отнесенной к средневзвешенному содержанию элементов в лигатуре (отн. ).

Как следует из данных таблицы, при изготовлении комплексной лигатуры по предлагаемому способу усвоение магния увеличивается на 16,2 — 24,2 и титана на

16,0-17,4 абс. при одновременном снижении ее неоднородности по магнию и титану на 12 — 27 отн, .

Формула изобретения

1. Способ внепечного получения кремнийти аномагниевой лигатуры, включающий изготовление ферросиликотитанового расплам путем предварительной загрузки в ковш твердых отходов титана, последующее заполнение ковша жидким ферросилицием и.принудительный ввод,в расплав слитков магния, разливку сплава, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения усвоения магния и титана, равномерности распределения элементов в сплаве, титан присаживают в количестве 79-147 кг/т жидкого ферросилиция, а ввод магния в расплав ведут отдельными порциями при температуре металла 1380-1540 С с одновременной подачей в зону растворения алюминия в количестве 18 — 70 кг/т расплава, при этом массовое отношение добавок алюминия, . магния и титана на плавку составляет соответственно 1:(1,4-2,2):(2,1 — 4,3), готовую лигатуру выдерживают в ковше в течение 3-15 мин, а затем переливают в другой ковш со скоростью 2,1 — 7,8 т/мин, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с первой порцией магния вводят

20 — 4O алюминия от общего количества.

1691400

Усвоение элементов, I

Хасса ал >»ю(ни я, вводнного с первой порцией, магния, Х

Схорость переСтепень неоднородности лигатуры, отн.Х

С>(особ

Расход добаяок, кг/т ферросилиция

Опыты лина Al

tt8

Al N8 Ti лига-, туры> т/инн

1 2 :. к 7

15

17

2,8 1380

4>5 1490

3,6 1420

3,9 1470

5,4 !540

Э,9 1370

4,2 1550

5,3 1570

Известный 9

58,3 60,3 — 29,6

32,4

5>6 1600 — 80 95

56,2 58>3 — 30,5

48,1 56,6 — 32,3

36,7

42,0

98 152

105 (160

2>4 1580

3,9 1590

Составитель О.Веретенников

Редактор M,Ïåòðoâà Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Заказ 3907 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

П,едла- 1 г4еиый 2

4

6

Хасса нидкого ферросилипия, t

Тенлература расплаяв, о.

18 40 79

63 92 130

29 55 95

45 70 116

70 98 147

16 38 78

74 100 . 148

72 97 150

Хассовое от» новелле добавок алн>ю(ния магния и титана в расплав

1:2,2:4,3

1(1,5(2,1

1(1,9(3,3

1(1,6: 2,6

1(1,4(2,1

1(2,4(4>9

t(1,3(2,0

1:1>3>2,1

28

18

42r

4Э

Глнтельность ныперяки лиг(ьт((ры в козле, нин

Без выдеркхи

21

1(ез выдерхки

2,1

6,5

2,7

4,8

7,8

2,Э

8>2

8,0

75,2

73,0

74,5

74,1

73,7

65,1

69,6

63,6

72>3

74,5

73,4

73,8

74,3

61>1

63,6

61,8

74,0 9,2

76,3 10>0

74,6 9 5

76 ° 1 9,6

75,9 10>1

61>3 18,2

68 0 22,9

63,5 21>9

10,3

8,2

10,1

9,9

7,6

16>8

25,4

20,2

14,2

10>7

13,6

12,6

10,1

18>5

19,8

21>6