Смесь для легирования и рафинирования стали

ЯО 1 070179 А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН осг 0 ГО СУД АРСТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙТЕНИ целью повышения стали, ее хладо расхода ферросп ние, в нее допо лигатура, содер щелочно-земельн следующем соотн ма СССР 2 г 0-10,е О, 1-20,СССР76. а- льт 0-30 тальное ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) 1. Авторское свидетельствоМ 425964, кл. С 21 С 7/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 460301, кл. С 21 С 7/00, 1975,3. Авторское свидетельство СССРМ 590344, кл. С 21 С 7/00, 1977.4. Патент Японии У 12967,кл. 10 ,т 14, 1965.5. Авторское свидетельствоМ 507400, кл. С 21 С 7/00, 19(541(57) СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ИРАФИНИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащая внадиевый шлак, алюминий, окись кация и азотсодержащее вещество, ол и ч а ю щ а я с я тем, что, с с. Ъ,АлюминийОкиськальцияАзотсоджащеевеществЛигатурсодержаодин илболее щлочно-змельныхметаллоВанадиешлак механических свойст стойкости и снижения авов на легированительно введена ащая один или болеех металлов, при ошении компонентов,2,0-10,0Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к внепечнойобработке расплава стали, и можетбыть использовано при выплавке низко- и среднелегированных сталейдля отливок с нитридным и карбонитридным упрочнением,Известны смеси для легированиястали ванадием с использованиемванадиевого шлака Г 13 и С 23 , а также смеси для легирования стали азотом ГЗХ.и Г 4, в которых для этойцели используется цианамид кальция.Недостатком этих смесей являетсянеобходимость раздельного введенияв сталь ванадия и азота, что усложняет и удорожает процесс получения стали и снижает эффективностьиспользования смесей.Наиболее. близкой по составу ирезультатам действия на расплав стали является экзотермическая смесьдля легирования стали ванадием иазотом 51 следующего состава,вес,:Ванадиевыйшлак ОсноваАлюминий 0,1-7,0Кремний 5,0-20,0Углерод 1 0-1 Ъ,ООкиськальция 2,0-10,0Азотсодержащеевещество 0,1-20,0Однако наличие в известной смеси углерода и высокого содержаниякремния не позволяет осуществлятьвыплавку малоуглеродистых сталейс ограничением по содержанию кремния, и глубокое рафинирование сталиот кислорода и серы, что снижаетхладостойкость стали. Кроме того,при реагировании смеси с металломОбразуется большое количество шлакачто резкоснижает эффективность одновременного с этим рафинированиясталис использованием, например,щелочно-земельных металлов.Цель изобретения - повышениемеханических свойств стали, еехладостойкости и снижение расходаферросплавов на легирование. Поставленная цель достигается тем, что в смесь для легирования и рафинирования стали, включающую ванадиевый шлак, алюминий, окись кальция и азотсодержащее вещество, дополнительно вводят лигатуру, содеРжащую один или более щелочно-земельных металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.:Алюминий 2,0-10,0 Окиськальция 2,0-10,0 Азотсодержащеевещество 0,1-20,060 65 Дополнительным преимуществом предлагаемой смеси в отличие от прототипа является возможность получения в стали оптимальных содержаний ванадия, титана, азота и алюминия, что позволяет обеспечить постоянство состава и количества в стали карбонитридов ванадия и титана, а также Лигатурасодержащая одинили болеещелочноземельныхметаллов 10,0-30,0 Ванадйевыйшлак Остальное В качестве азотсодержащего вещества могут использоваться цианамидкальция, карбамид или селитра,которые разлагаются при температуре жидкой стали собразованием свободного азота.Укаэанная лигатура, получаемаяобычно алюмотермическим или силикотермическим способом, имеет всвоем сосгаве элементы-восстановители, такие как алюминий, кремний,за счет чего достигается комплексноераскисление металла рафинированиеот серы, создаются условия для пере -хода в сталь ванадия, титана и азота, чему также способствует развитие экзотермических процессов.Нижний предел содержания в смесиазотсодержащего вещества (01) выби"рают для обеспечения легирования стали азотом, начиная с содержания,соответствующего выплавке стали воткрытых сталеплавильных агрегатах,Верхний предел (20) обеспечиваетсодержание азота, равное его пределу,растворимости в жидкой стали,поэтому дальнейшее повышение его 35 концентрации нецелесообразно.Пределы в содержания окиси кальция (нижний 2,0 и верхний 10,0выбирают с целью получения необходимой основности образующегося шлака.40Пределы содержаний алюминия (2,010,0 И и лигатуры (100-30,0) выбирают таким образом, чтобы при использовании лигатуры в количестве, обес -печивающем получение в стали необходимых остаточных содержаний щелочно-земельных металлов, достаточныхдля рафинирования стали и повышенияее хладостойкости, обеспечивалосьвозможно более полное восстановлениеванадия, а также титана из ванадиевого шлака за счет вводимого в смесьалюминия и элементов-восстановителей,имеющихся в составе лигатуры. Например, при минимальном количествелигатуры в смеси (10,0) алюминийвводится по верхнему пределу (100)1070179 Т а б л и ц а 1 Состав, мас.Ъ Окись кальция Азотсодержащее веществоЛигатура Алюминий Ванадиевый шлак20 10 10 10 20 59 10 57,9 30 Содержание элементов, мас.ЪТитан Азот Алюминий Состав Ванадий Кислород Сера 0,012 0,031 0,071 0,015 0,015 0,053 0,07 Предлагаемый 0,0054 0,031 0,07 0,0055 0,0060 0,0230,025 0,011 0,006 . 0,040 0,07 0,0081 0,042 0,07 Известный 0,015 0,020 Т а б л и ц а 3 Механический свойства Состав КсЧ-60 С ОьМПа МПа 45 415 25, 0 52,5 565 Предлагаемый 61 32726 4 55,5 556 386 25;7 56,3 384 23,9 52,3 548 57 29 537 Известный нитридов алюминия. Это, помимо наиболее полного использования эффекта дисперсионного твердения с цельюповышения прочности их свойств стаРасход смеси составляет 8-25 кг/т сталиСмесь подают, например, в виде брикетов или россыпью на струю металла при выпуске стали в ковш.Для сравнения эффективности действия предлагаемой и известной смесей проведена обработж в ковше стали 20 Г 1 ФЛ.Для приготовления предлагаемой смеси используют лигатуру следующего состава, мас.Ъ кремний 46,ли, позволяет достичь и наиболеевысоких значений .его хладостойкости.Примеры составов предлагаемойсмеси приведены в табл; 1. марганец 18, алюминий 6, кальций 7, барий 8, железо - остальноеСмесь предлагаемого состава и .известную смесь подают в количестве 15 кг/т стали. химический состав стали по ванадию, титану, азоту, алюминию, кис лороду, сере, а также механическиесвойства стали и ее хладостойкостьприведены в табл. 2 и 3.Т а б л и ц а 21070179 Составитель В. СарамутинРедактор А. Курах Техред В,Далекорей Корректор Л. Патай Заказ 11 б 46/27 Тираж 540 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из сопоставления данных видно что использование предлагаемой смеси позволяет почти в 2 раза снизить в стали содержание кислорода и серы и в 2 раза повысить хладостойкость при повыыении механических свойств, что связано с более полным использованием эФФекта дисперсионного твердения и одновременного сэтим измельчения зерна стали. Использование смеси, например, при выплавке хладостойкой стали для отливокможет дать дополнительный экономический эФФект за счетповьзаения надежности их работы,