Сплав для раскисления и модифицирования стали

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 190178 (21) 2571315/22-02 с присоединением заявки Нов(23) ПриоритеГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 3006. 80(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ 0 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.%:Кремний 50 - 90Алюминий 1- 3Кальций 4-15Ниобий 1-10Ниобий может быть полностью или частично заменен 5-20 ванадия и 1-5 азота 1.Недостатком такого сплава явля 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 бия в рельсовую сталь нежелательно. так как он уменьшает прокаливаемость металла. Нежелательным с точки зрения по 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 22-40 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. )1 оэтому 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:КальцийВанадийКремнийМарганецТитанЖелезо5 10 15 25 ЗО 35 40 50 55 60 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 недает возможности испольэовать сплавдля раскисления рельсовой стали привакуумировании, так как забиваютсявакуум"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 сплантрудно получать, поэтому стоимостьего очень высока.Цель изобретения - повышение качества рельсовой стали за счет снижения количества неметаллическихвключений и кислорода и улучшениеэкологических условий.Это достигается тем, что сплавсодержит дополнительно алюминий приследующем соотношении компонентов,вес,:Кальций 2- 3,5Ванадий 4 - 20Кремний 30 - 49Марганец 1 - 10Алюминий 1 - 3Железо Остальное.При содержании в сплаве 2-3,5кальция достигается полное его усвоение металлом и экологическое равновесие в цехе не нарушается,До последнего времени считалось,что ввод алюминия в рельсовую стальнежелателен, так как образующийсяпри раскислении глинозем вътягинается вдоль рельсов при прокатке образуя строчки, которые значительно снижают эксплуатационную стойкостьрельсов. Это мнение базировалось нарезультатах исследования рельсовойстали, раскисленной металлическималюминием. Однако последние исследования показали, что при раскислениирельсовой стали алюминием в количестве не более 150 г/т совместно скальцием строчечные включения не образуются, В этом случае глобуляризующее действие кальция обеспечиваетполучение нключений - глинозема кальциевого, хорошо удаляющегося из металла. Останшиеся мелкие включенияимеют округлую форму и равномернораспределяются в металле. Поэтомувведение 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 взятыв тех же пределах, что и в прототипе,так как они находятся в оптимальныхпределах.Необходимо отметить, что стоимостьпредлагаемого сплава почти в 3 разаменьше, чем прототипа.Из других свойств сплава необходимо отметить хорошую прочность (нерассыпается при хранении более одного .года) и сравнительно большую плотность (около 6 г/см ), что.обеспечи Эвает хорошее его усвоение металломпри раскислении,Для определения нлияния раскисления рельсовой стали предлагаемымспланом на экологические условия вцехе и качество металла выплавилирельсов 1 о сталь марки М 76 с раскислением металла предлагаемым сплавом сразличным соотношением компонентов,Для обеспечения сопоставительногоанализа выплавили также рельсовуюсталь с раскислением ее известнымсплавом.Сталь разливали в слитки массой50 кг и прокатывали на квадрат 56 хх 56 мм.В таблице приведены данные по запыленности атмосферы в цехе при применении предлагаемого и известногосоставов,Как показали проведенные испытания запыленность при применении пред"лагаемого сплава была в 1,5-2 разаменьше, чем. при применении сплавапрототипа.При применении сплавов 1-3 на прокате практически отсутствовали волосные трещины.,5 2 2 33,4 2,8 1,1 Н 013 0,006 про- отип 30 КремнийМарганецАлюминийЖелезо 1- 3Остальное оставитель Т. Платицинаехред Н.Ковалева Коррект дактор Л к Тираж 694 ЦНИИПИ Государстве по делам изобре 035, Москва, Жаз 3411/2 Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4 илиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 рмула изобретения2 Сплав для раскисления и мэдифици рования 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.В:Кальций 2- 3,5 Ванадий 4-2,0 Остальное 5,74 0,011 0,005 Источники информации,принятые во внимание при экспертиз 1, Патент ФРГ 9 1241624,кл. 40 в 31/00, опублик. 1967. 2. Патент США 9 2767074,кл. 75-134, опублик. 1956. 3. Авторское свидетельство СССР В 406939, кл, С 22 С 35/00, 1971