Сплав для раскисления и модифицирования рельсовой стали

(72) Авторы изобретения Украннския ордена Трудового Красного Знаменн научноисслецовательскнй институт металлов, Иыститутчернойметаллургаин Всесокхный научн.иссцедоватеньский институтжелезнодорожного транспортра(54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИИзобретение относится к металлургиин прецназначено цля использования прнраскисленин и моцнфнцировании рельсовойю алн е Известна лигатура слецуюшего состава 11, вес. %:Кремний 10-40Магний 2-40Титан 0,5-5РЗМ 1-15 .Ванадий 5-25Кальций 0,5-5Марганец 8-40 Хром 0,5-5 Углерод 0,5-5 Железо ОстальноеНецостатками этого сплава являются низкое содержание кремния (требуетсяцополннтельно применять ферроснлнций), лигатура содержит много компонентов, т.е. ее сложно иэготовнть н стоимость ее будет большой. Кроме того, лигатура содержит марганец, ввод в ковш которого прн нронэвоцстве рельсовой стали запрещен.Нанболее блнзкнм по техынческой сущности и цостигаемому эффекту к предлагаемому является сплав 2, соцержаший, вес, %:Кремннй 25-85Титан 3-20Магний 3-20Железо ОстальноеОднако при вводе одного этого сплава в рельсовую сталь содержание титана в ней будет, как правило, более 0,015 %, что привецет к образованию в металле ннтрицов титана (в том числе и строчеч ных). Так как нитрицы титана имеют у- ловатую форму, то они будут являться концентраторами напряженый, что приво цит к преждевременному выходу рельсов нз строя.Кроме того, в локальных участках металла нахоцится нэбыточное колнчество магння и Гнтана, что 1 фнвоцнт к новь щенному пылевыцеленню. Еще одним неСодержание элементов, вес. %КдТ ОстальноеТо же 0,8 0,7 2,1 2,8 2,9 4(И звестн ый ) 50 3 9070 аостатком сплава является большой разбег по содержанию в нем титана. Л так как титан является основным регулятором зерна.при раскислении рельсовой стенд этим сплавом, имеют место значитедьйыеколебания механических свойств рельсов, и, соответственно, снижается их надежность в эксплуатации (хотя и превышает надежность рельсов из стали, раскисдеиной обычным способом-ферросилицием и 10 алюм инием) .Цель изобретения - повьппение чистоты стали по неметалдическнм включениям и улучшению экологических условий.Поставленная цель достигается тем, 1 з что сплав, соцержащий кремний, магний; титан и железо, соцержит компоненты в следующем соотношении, вес. %:Кремний 56-69Магний 07-2,8 26 Титан 0,8-2,9Железо Ос тальн ое В сплаве содержание кремния не должно быть ниже 56% и выше 69%, так как в противном случае невозможно обеслечить требуемый химический состав стали, раскисляя и моцифицируя металл в ковше оцним этим сплавом.Содержание магния в сплаве должно быть не ниже 0,7%, так как в противном Зй случае не обеспечивается моцифицирование включений. При соцержании магния Каждый сплав приготовлен путем сплавдения 65-75%-ного ферросилиция с ферротитаном. Магний вводят в расплав металлический поц колпаком.Сплавы получены однородными, не рассыпались при цдительном хранении. Плот- фЪ ность их составляет 3,5-4,5 г/см . Сплавы опробовали прн раскалении и моаифицировании рельсовой стали марки М 76. Сталь выплавляют в дуговой элек тропечи ДСН,5. По цостижении содержания углерода 0,67-0,70% металл.раскнсляют в печи ферромарганцем. Тем 79 4в сплаве более 2,8% ухудшаются экологические условия вследствие повышенногопылевыаедения при испарении избыточного магния.Содержание титана в спдаве должнобйть не менее 0,8%, чтобы обеспечитьтребуемый размер зерна и, соответственно, механические свойства металла. Присодержании титана в сплаве более 2,9%в металле появпяются.строчки митридовв металле появляются строчки нитриаовтитана повышенной алины, отрицательное влияние которых приведено выше.Сплав обеспечивает требуемый химический состав металла при расходе 46 кг/т стали. При этом большая частьмагния усиливается металлом, не ухуашая экологических условий. Суженныепределы по содержанию титана обеспечивают стабильное содержание его в металле, и соответственно, стабильные механические свойства рельсов.Для определения влияния сплава на загрязненность стали неметаллическими включениями и экологические условия были приготовлены 5 сплавов с граничными и оптимальными соотношениями ингредиентов. Для обеспечения сопоставитедьного анализа был также приготовлен сплав с известным соотношением ингрициентов. Характеристика химического состава сплавов приведена в табл. 1.Таблица 1 пература выпускаемой стали составляето1580-1590 С. В ковше металл раскисляют предлагаемыми сплавами в количест. ве 4 - 6 кг/т стали.Известный сплав ввоцят в количестве 1,5 кг/т, дополнительно присажнвают 65%-ный ферросилиций в количестве 3,5 кг/т стали. Сталь разливают в слитки массой 50 кг и прокаывают на квадрат 5656 мм.Результаты исследования запыленности в цехе при применении сплавов, в затем также некоторые характеристики металла приведены в табл, 2.907079 6Таблица 2 Загрязненность стали, балл Сплав По ГОСТ 1778-72 Н игрицы Су льфи 2,6 2 5,6 5,8,8 ний, магний, титан шийся тем, что тоты стали по не ивеценных цанных слецует, что зультаты по загрязненности пасными строчечными включеицов и нитрицов получаются ненни сплавов 1-3, алина стро 5 вышает 2 мм (2 балл), что ует требованиям МПС, прецьяврельсам повышенного качества. ость на рабочих местах при притих сплавов не превышает пре О пустимых концентраций 3) е пеэо, о т и и ч а цепью повышени таллическим вк че- овий ологических уснты при слецующ ени ниям и улу ем ком по соцерж тноше Кремн Магии Титан 56-69 07-2, 0,8-2, Осталь е нформации,ание при акспертизецетельство СССР2 С 35/00, 1976.обритании.О, 1940. ор муСплав цл льс Составитель Т. Платицина олкова Техрец М, Тепер Корректор Л. Бтор аказ 521/34 Тираж 657 ВНИИПИ Госуцарс по целам изоб 113035, Москва, ЖПоцписное венного комитета СССР ретений и открытий 5, Раушская наб., ц. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгороц, ул. Проектная,Из пр лучшие ре наиболее о ниями окс при приме чек не пре соответств ляемым к Запыленн менении э цельно цо (10 мг/м а изобретения раскисления и моцифицировастали, соаержащий кремЖелезоИсточники ринятые во вним 1. Авторское св 570655 кл. С 2. Патент Велик 525706, кл. С