Сплав для раскисления и модифицирования стали

Сплав для раскисления и модифицирования стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

riu742480 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)м. КЛ.2

С 22 С 35/00 (22) Заявлено 190178 (21) 2571315/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритеГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2506.80. Бюллетень ¹ 23 (53) УДК669. 15-198 (088.8) Дата опубликования описания 30 ° 06. 80,(72) Авторы изобретения

В. А. Паляничка, М. С. Гордиенко, И. A. Критинин, Н. " Юлин, .М. A. Рысс И A. И. Ткаченко (7)) Заявитель

Украинский научно-исследовательский институт, металлов (54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии и предназначено для использования при выплавке рельсовой стали.

Известен сплав, используемый при получении мелкозернистых сталей с 5 улучшенной обрабатываемостью, содержащий, вес.Ъ:

Кремний 50 — 90

Алюминий 1- 3

Кальций 4-15

Ниобий 1-10

Ниобий может быть полностью или частично заменен 5-20% ванадия и

1-5% азота (1).

Недостатком такого сплава явля- 15 ется высокое содержание в нем кремния, что снижает удельный вес сплава (а, соответственно, и усвоение его сеталлом) и вызывает рассыпание при хранении. Кроме того, введение нио- 20 бия в рельсовую сталь нежелательно„так как он уменьшает прокаливаемость металла.

Нежелательным с точки зрения по- 25 лучения чистой по неметаллическим включениям стали является введение в нее азота.

Известен также сплав (2), содержащий, вес.Ъ: 30

Кремний 4 5-60

Алюминий 9-18

Кальций 2?-40

Железо Остальное

Недостатком этого сплава можно считать плохое усвоение металлом, сплав очень легкий, так как содержит много кальция, алюминия, кремния.

Одним из недостатков известных сплавов является относительно высокое содержание в них кальция. Последний, испаряясь при введении в металл, усваивается не полностью. )1оэтому при применении таких сплавов значительно ухудшаются экологические условия в цехе. Кроме того, при охлаждении ковшей по принятой на заводах технологии образуются ядовитые фосфиты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сплав (3) для модифицирования и раскисления стали следующего состава, вес.В:

Кальций

Ванадий

Кремний

Марганец

Титан

Железо

742480

f0

40

55

Известный сплав содержит повышенное содержание кальция, неблагоприятное влияние которого описано выше.

Экологические исследования, проведенные при раскислении рельсовой стали этим сплавом, показали„ что запыленность на задней рабочей площадке мартеновской печи унеличивается 1,5-2 раза.

Выделение большого количества пыли при применении этого сплава не дает возможности испольэовать сплав для раскисления рельсовой стали при вакуумировании, так как забиваются вакуум-проводы.

В составе сплава находится титан, образующий в металле нитриды, присутствие которых в рельсах нежелательно, так как они являются концентраторами напряжений.

Немаловажен и тот факт, что сплан трудно получать, поэтому стоимость его очень высока.

Цель изобретения — повышение качества рельсовой стали за счет снижения количества неметаллических включений и кислорода и улучшение экологических условий.

Это достигается тем, что сплав содержит дополнительно алюминий при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Кальций 2- 3,5

Ванадий 4 — 20

Кремний 30 — 49

Марганец 1 — 10

Алюминий 1 — 3

Железо Остальное.

При содержании в сплаве 2-3,5% кальция достигается полное его усвоение металлом и экологическое равновесие в цехе не нарушается.

До последнего времени считалось, что ввод алюминия в рельсовую сталь нежелателен, так как образующийся при раскислении глинозем вытягивается вдоль рельсов при прокатке образуя строчки, которые значительно снижают эксплуатационную стойкость рельсов. Это мнение базировалось на результатах исследонания рельсовой стали, раскисленной металлическим алюминием. Однако последние исследования показали, что при раскислении рельсовой стали алюминием в количестве не более 150 г/т совместно с кальцием строчечные включения не образуются. В этом случае глобуляризующее действие кальция обеспечивает получение нключений — глинозема кальциевого, хорошо удаляющегося из металла. Останшиеся мелкие включения имеют округлую форму и равномерно распределяются в металле. Поэтому введение 1-3% алюминия в сплав обеспечивает хорошую раскисленность металла при благоприятной форме включений в нем.

Минимальное содержание кальция в сплаве должно быть 2%, так как при более низком его содержании не обеспечивается получение глиноземистых включений глобулярной формы. Максимальное содержание не должно превышать 3,5% так как при этом увеличивается вынос пыли и ухудшается экологическая обстановка в цехе.

При уменьшении содержания алюминия в сплаве ниже 1% не обеспечивается достаточная раскисленность металла, что приводит к поражению слитков газовыми пузырями, а рельсов — волосными трещинами. Максимальное количество алюминия не должно превышать 3%, так как в противном случае не исключено появление в металле строчечных включений глинозема.

Из состава сплава выведен титан как нитридообразующий компонент.

Остальные компоненты сплава взяты в тех же пределах, что и в прототипе, так как они находятся в оптимальных пределах.

Необходимо отметить, что стоимость предлагаемого сплава почти в 3 раза меньше, чем прототипа.

Из других свойств сплава необходимо отметить хорошую прочность (не рассыпается при хранении более одного .года) и сравнительно большую плотность (около 6 г/см ), что.обеспечи=

Э вает хорошее его усвоение металлом при раскислении.

Для определения нлияния раскисления рельсовой стали предлагаемым спланом на экологические условия в цехе и качество металла выплавили рельсов ло сталь марки М76 с раскислением металла предлагаемым сплавом с различным соотношением компонентов.

Для обеспечения сопоставительного анализа выплавили также рельсовую сталь с раскислением ее известным сплавом.

Сталь разливали в слитки массой

50 кг и прокатывали на квадрат 56 х х 56 мм.

В таблице приведены данные по запыленности атмосферы в цехе при применении предлагаемого и известного составов.

Как показали проведенные испытания запыленность при применении предлагаемого сплава была в 1,5-2 раза меньше, чем. при применении сплавапрототипа.

При применении сплавов 1-3 на прокате практически отсутствовали волосные трещины.

742480

4 30 1 Нет 1 Остальное 5,74 0,011 0,005

1 2

12 40 5 - - 2 То же

5,82 0,006 0,003

5,97 0,009 0,004

11,2 0,013 0,006

2 3i

3 3,5

20 49 10 - - 3

6,9 33,4 2,8 1,1 Нет

4 12,2 (прототип) Формула изобретения

Составитель Т. Платицина

Редактор Л. Лашкова Техред Н.Ковалева Корректор Н. Стец

Заказ 3411/27 Тираж 694 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Сплав для раскисления и мэдифицирования стали, содержащий кальций, ванадий, кремний, марганец, железо, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания кислорода и неметаллических включений в рельсовой стали и улучшения экологических условий, он дополнительно содержит алюминий при следующем со-. отношении компонентов, вес.Вг

Кальций 2- 3,5

Ванадий 4-2,0

Кремний 30-49

Марганец l-l0

25 Алюминий

1- 3

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1241624, кл. 40 в 31/00, опублик. 1967.

2. Патент США 9 2767074, кл. 75-134, опублик. 1956.

3. Авторское свидетельство СССР

35 В 406939, кл. С 22 С 35/00, 1971 (прототип) °