Сплав для легирования и раскисления стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦ)4 АЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) З(51) С 22 С 35/О л ъа,ее Ге 4 СЛНИК ИЗ 0 Б ЕткНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫй НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина(56) 1. Авторское свидетельство СС М 724591, кл. С 22 С 35/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССР В 734308 .кл. С 22 С 35/00, 1977.(54) (57) СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, содержащнй марганец, алюминий, кремний, углерод, ванадий и железо, о т л и ч а ю щ и й;с я тем, что, с целью снижения расхода сплава при легировании и сокращения продолжительности его выплавки эа. счет повышения усвоения марганца и ванадия, он дополнительно содержит кальций при следующем соотношении элементов, мас.В:Марганец 55-80Алюмиьий0,05-20Кремний 3-20Углерод 0,5-8,0Ванадий 2-20Кальций 0,03-1,5железо ОстальноеИзобретение относится к чернойметаллургии, а именно к производству сплавов и лигатур на основе марганца, используемых для легированияи раскисления стали,Одним из путей улучшения техникоэкономическихпоказателей производства как в ферросплавном, так и всталеплавильном производстве является выплавка лигатур на основе марганца с оптимальным соотношением в )Оней компонентов и введение,в ее состав элементов, обеспечивающих высокое извлечение ведущих элементов(марганца и ванадия) на стадии выплавки сплава и более полное их усвоение при легировании и раскислении стали.Известен сплав для раскисления илегирования стали содержащий, мас,:марганец 10,3-20,0 р кремний 5,0-10,0ванадий 1,5-5,0; углерод 4,25-9,8и железо - остальное 1).Недостатком данного сплава является отсутствие в нем таких элементов, как алюминий и кальций, что взначительной степени снижает переход марганца, ванадия и кремния всплав на стадии его выплавки, необеспечивает высокой степени раскисления жидкой стали и приводит к угару этих элементов, 30Наиболее близким к изобретениюявляется сплав следующего химического состава, мас,:марганец 50-70;алюминий 10-20; кремний 7-15; углерод 0,5-3,0; ванадий 0,3-1,5 и железо - остальное 2.Недостатком известного сплаваявляется то, что он имеет высокоесодержание алюминия при относительно низкой концентрации в нем ванадия 40и при производстве стали с содержанием 0,06-0,08 ванадия требуетсядополнительное введение в сталь фер-.рованадия,Кроме того, для поддержания заданного соотношения элементов в стали марганец и кальций необходимо присаживать в нее в виде металлического марганца и силикокальция, Это приводит к повышенному угару этих элементов и перерасходу дефицитных ферросплавов, Высокая концентрация алюминия в сплаве ухудшает условия вып.лавки известного состава лигатуры, так как для его восстановления необходимы высокие температуры (выше 1900 ОС), что неблагоприятно для марганца (температура испарения его 1850-1870 С) .Цель изобретения - снижение расхода сплава при легировании и сокра щение продолжительности его выплавки за счет повышения усвоения марганца и ванадия.Поставленная цель достигается тем, что сплав для легирования и раскисления стали, содержащий марганец, алюминий, кремний, углерод, ванадий и железо, дополнительно содержит кальций, при следующем соотношении компонентов, мас.;Марганец 55-80Алюминий 0,05-2,0Кремний 3-20Углерод 0,5-8,0Ванадий 2-20Кальций 0,03-1,5Железо ОстальноеВ сплаве могут присутствовать неизбежные примеси и сопутствующие элементы, концентрация которых определяется их содержанием в руде, однако на качество сплава и показатели его применения при раскислении и легировании стали не оказывают. Сплав может быть получен любыми известными методами, обеспечивающими получение заданного химического состава с высокими показателями по извлечению основных элементов, а использование его прилегировании стали возможно как в жидком, так и в твердом состоянии.Нижний предел по содержанию кальция в сплаве 10, 03 ) обусловлен возможностью выплавки сплава при бесфлчсовом процессе, верхний (1,5 )при использовании смешанных или карбонатных руд. Повышение содержания кальция в .сплаве выше 1,5 приводит к тем же отрицательным последствиям, что и повышение алчминия. Посуществучщей технологической инструкции раскисление стали проводится силикокальцием, усвоение кальция из которого .не превышает 30. Анализ опытных плавок показал, что снижение концентрации Са в сплаве до 1,5 вместо 30 в 5 -Са позволяет достичь равномерного распределения его в объеме жидкой стали и повысить использование до 80- 85.В сталях типа 09 Г 2 ФБ необходимо поддерживать отношение ванадия к марганцу в пределах 0,05-0,08. Это обеспечивает высокие показатели ее ударной вязкости, прочности и пластичности. Следовательно, принятое соотношение с учетом коэффициента усвоения легирующих элементов жидкой сталью необходимо иметь в предлагаемом сплаве. Учитывая возможность широкого использования сплава и для других марганецсодержащих сталей, например Г 13 Л, отношение ванадия к марганцу расширено и взято в пределах 0,025-0,36.Нижний предел по содержанию ванадия выбран из-за необходимости получения высоких показателей при производстве сплава при минимальном расходе ванадиевого шлака. Снижение концентрации, ванадия в сплаве ниже 2 требует дополнительногоЪ1068526 Химический состав сплава,-мас. Суммарныйрасходферросплавакг/т Про- должи- тель- ность плавок, мин Усвоениеэлементовсталью,7 С АР Са Сплав Мп 81 Ре Мп 7 65 10,3 1,1 2,5 15 О сталь ное 1 известный) 92 18 30 92,5 55 20 2 05 2 1,5 94 15,592,5 1593 16,093,0 17,594,3 15,8 22 38 78 8 . 005 003 80 88 20 5,6 1,9 2,16 1,68 11,4 8,8 66,5 87 86. 70,3 0,04 0,02 3,5 2,6 57,4 5,0 20 5,3 0,33 .1,1 6 92 Составитель Н. ШепитькоРедактор Г. Безвершенко Техред И,Метелева Корректор А. Повх Заказ 11418/24 Тираж 603. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11.3035, Москва. Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.расхода феррованадия при легировании стали, а это приводит к усложнению процесса и его удлинению. Увеличение содержания ванадия в сплаве выше 20 нерационально на стадии его производства, поскольку ванадие вым шлаком попутно вносится до 40 железа, что в значительной степени снижает эффективную концентрацию всех элементов, особенно марганца и кремния. Вместес тем увеличивается концентрация У О в отвальном шлаке.Концентрация углерода в сплаве определяется растворимостью его в металлической системе Мп-/ и при 20 В не ниже 0,5.Состав сплава по содержанию марганца и кремния выбран с тем расчеИз таблицы видно, что введение в сталь марганца и ванадия комплексным сплавом, содержащим кальций, 45 упрощает технолгию раскисления и легирования стали, повышает усвоение ведущих элементов (Мп и Ч) сталью и сокращает продолжительность плавки. При использовании длялегирования стали сплава известного состава необходимо дополнительно вводить 2 кг силикокальция и 14 кг том, чтобы обеспечить комплексноелегирование без дополнительноговведения в сталь металлического марганца и силикомарганца. Установленное соотношение элементов в сплаве и их пределы изменения позволяют достичь высоких показателей по извлечению марганца и ванадия в сплав и лучшее усвоение алюминия и кальция сталью.П р и м е р. В металлургическом цехе на индукционной печи емкостью 50 кг проведены плавки стали марки 09 Г 2 ФБ с использованием известного и предлагаемого сплавов для легирования и раскисления.Результаты испытания представлены в таблице. феррованадия на 1 т жидкой стали. Общий расход ферросплавов при исполь зовании сплава предлагаемого состава на .10-12 ниже, чем на плавках с примененнем сплава известного состава.Изобретение может найти широкое применение при производстве стали ответственного назначения.Экономический эффект составит около 4 руб. на 1 т стали.