Синтетический шлак

та опубликования описания 10.06,82 бс.,д;:Рублет" ьР(54) СИНТЕТИЧЕСКИЙ ШЛА 4-6 До 2компоненты по Окись магнияДвуокись титанаПримеси и случайныебалансу до 100 2,Недостаток шлака состоит в тчто он имеет низкую модифицируоцспособность; сталь, обрабатываеэтим шлаком, имеет склонность кту дендритов при кристаллизациика,шлак имеет высокую температуплавления, что затрудняет его иэование в мелкомасштабном произ Мн ую ая рос- слит оль". дст,Цель из рет финирующей и мо ности шлака и с рафинирования и легированием ме Цель достига включающий окис кремнезем, окис титана, дополни ный ангидрид иИзобретение относится к черной металлургии, в частности к шлакам для рафинирования стали при обработке в ковше. Известен шлак, который содер жит ингредиенты в следующих количествах, вес,т,:Окись кальция 40-50 Оки сь алюминия 30-40 Окись кремния 5-15 Оннсь бора 5-15" Ц, Недостатки шлака состоят в том, что он имеет низкую рафинирующую и модифицирующую способность, не обес" чивает легирование стали элементами, оказывающими воздействие на структу" ру и свойства металла.Наиболее близким к предлагаемому по используемым компонентам и назна" ценив является синтетический шлак дйя рафинирования и модифицирования ста" ли, содержащий, вес.Ф:Окись кальция 58"57 Глинозем 28-32 Кремнезем 8-12 ния - повышение раифицирующей способовмещение. процессов модифицирования с алла.тся тем, что шлак, кальция, глинозем, магния, двуокисьельно содержит борвуокись циркония при15 вес. 4 Входящие компоненты,Условный Окись Окись Двуокисьалюми- кремнияния Окись Двуокисьмагния титана Окись Двуокись бора циркония номер кальцияшлака 50 30 30 50 42 10 3 93372следующем соотношении ингредиентов,вес.1:Окись кальция 30-50Глинозем 30-50Кремнезем 6-105Окись магнияДвуокись титана 1-5Борный ангидрид 1-2Двуокись циркония 1-2,За основу синтетического шлака 1 Овзята широко применяемая известково.глиноземистая эвтектика, обладающаявысокими рафинирующими свойствами иоптимальной температурой плавления.Восстанавливаясь из оксидов приинтенсивном взаимодействии с компонентами стали, магний, бор, титани цирконий оказывают специфическоевоздействие на структуру и свойстваметалла. Эти элементы выполняют основную модифицирующую и микролегирующую функции,Магний является поверхностно-активным элементом и способствует измельчению макроструктуры и микрозерна.Бор оказывает сильное модифицирующее действие на устранение дендрит.ной кристаллизации.Титан связывает углерод и азотв мелкодисперсные карбиды и нитриды,содействующие полуцению мелкого зерна.Цирконий задерживает скорость роста вторичного аустенитного зерна и35способствует получению более мелкойструктуры.Комплексное воздействие всех четырех элементов дает более мелкое зрно в металле по сравнению с известным, что вместе с микролегированиемприводит к повышению прочностных ипластических свойств стали.Концентрации окислов кальция, алю.миния и кремния определяются опти 45мальными физико-химическими свойствами шлака (температура плавления,вязкость, газопроницаемость, элект 7 4ропроводность), Экспериментами ус"тановлено, что в шлаке при концентрациях окислов микролегирующих элементов ниже нижних пределов модифицирующее действие шлака проявляетсяслабо, Увеличение их концентрации выше наибольшего заявляемого значениянесущественно сказывается на свойствах металла, однако в нежелательномнаправлении изменяет свойства и стоимость шлака.В зависимости от масштабов производства синтетический шлак может выплавляться в трехфазной или однофазной дуговой электропечи или в электрошлаковой установке. В качествесырья возможно применение различныхвеществ, например отходов производства. Двуокись циркония может бытьвведена либо в виде цирконовой землилибо сравнительно недорогим минералом цирконом,Технология применения предлагаемого синтетического шлака в принципене отличается от обычной обработкистали шлаками в ковше. Для увеличения количества восстановленных из шлака модификаторов можно рекомендоватьдополнительное наложение постоянноготока на границу металл-шлак в ковше после заливки стали. Это приводитк увеличению концентрации восстанавливаемых элементов в металле за счетэлектролиза шлака и повышению стабильности эффекта изменения структуры и свойств стали в нужном направлении.Иеталл является катодом,а анодграфитовый стержень вводят в шлак.Для модифицирования и микролегирования рекомендуется пропускать в течение 10-20 мин ток силой 5 кА. Нлакомможно обрабатывать углеродистые, нержавеющие, жаропрочные и другие легированные стали,Примеры.Для исследования свойств изготовлено три состава шлакаж5 5 2 2 5 3 1 3 1 2 2Тираж 587 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 3865/7 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Каждый шлак получен отдельно пу" тем переплавления шихты, состоящей из известняка, глинозема, маршалита, магнезита, отвальйого шлака производства ферротитана, борного ангидрида з и двуокиси циркония. Указанными шлаками обработана при разливке в графитовь 1 й тигель сталь марки Ст.30. После разливки между металлом и шлаком пропускают постоянный ток (металл-катод) 10 в течение 5 мин.Сталь анализируют на содержание модифицирующих и легирующих элементов, восстановленных из шлака, а также исследуют физико"механические 15 свойства и микроструктуру.Концентрация восстановленных элементов в стали, обработанной шлаками, варьируется в пределах: магний 0,001-0,0103, титан 0,050-0,1003, 20 цирконий 0,050-0,2004, бора 0,001- 0,0503. За счет образования мелко- дисперсных нитридов зерно металла измельчается по сравнению с металлом, обработанным известным шлаком, Ь Металл, обработанный шлаками 1"3 имеет прочность на 15-20, а пластичность на 10"153 выше, по сравнению с исходной сталью, и на 5-10 более Зв высокие механические свойства, чем Синтетический шлак для рафинирования и модифицирования стали, включающий окись кальция, глинозем, кремнезем, окись магния, двуокись тита"на, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения его рафини"рующей и модифицирующей способностии совмещения процессов рафинированияи модйфицирования с легированием,дополнительно содержит барный ангидрид и двуокись циркония при следую"щем соотношении ингредиентов, вес.ь:Окись кальция 30-50Глинозем 30-50Кремнезем 6-10Окись магния 3-5Двуокись титана 1-5Борный ангидрид 1-2Двуокись циркония 1-2Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЛ" 421716, кл. М 21 С 7/00, 1972.2. Воинов С.Г., Яалимов А.Г.,Косой Л.ф., Калинников Е.С. Рафинирование стали синтетическими шлаками. Н., "Металлургия", 1970, с. 138.