Сплав для раскисления рельсовой стали

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) Ш) А 4(51 чОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯГОсудАРстВенный КОмитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(71) Украинский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт металлов(54) (57) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, содержащий кремний, марганец, алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения поверхностных дефектов стали, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Кремний 30-50 Марганец 8-18 Алюминий 0,5-1,5 Титан 0,5-1,5 Цирконий 3-15 Кальций О, 4-1, 9 Магний О,2-О,9 Железо Остальное1 11371Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в сталеплавильных цехах.Известен сплав, содержащий, % Мп 50-70, АЬ 10-25, 81 0,9-5,0, Си 0,2-2,0, Ре остальное 13 .При низком содержании кремния в сплаве основную роль в качестве раскислителя играет алюминий (марганец является слабым раскислителем) . В 1 О этом случае неизбежны образование в , стали строчечных включений глинозема и массовая отбраковка рельсов, длина строчечных включений в рельсовой стали не должна превьппать 8 мм для 15 рельсов П группы и 2 мм для рельсов 1 группы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав 2, 20 содержащий, мас.%:Кремний 40,0-55,0Цирконий 5, 0-20,0Марганец 5, 0-15,0Кальций 0,5-4,0 25Титан 7,0-15,0Алюминий До 15Железо ОстальноеПри превалирующем содержании в сплаве циркония и титана в нем Неизбежно образование строчечных включений оксидов. Кроме того, при содержании в известном сплаве 7-15% титана, независимо от содержания кислорода в металле, будут образовываться строчки нитридов и карбонитридов титана, что при прокатке способствует образованию на поверхности металла рванин и трещин.Цель изобретения - уменьшение поверхностных деФектов стали.Поставленная цель достигается тем, что сплав для раскисления рельсовой стали, содержащий кремний, марганец, алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:Кремний 30-50Марганец 8-18Титан .0,5-1,5Алюминий О, 5-1,5Цирконий 3-15Кальций 0,4-1,9Магний 0,2-0,955 Железо Остальное Предлагаемый сплав отличается от протипа не только наличием в нем09магнц, но и резким снижением содержания алюминия. Снижение содержания алюминия обусловлено изменением его роли: из элемента, окончательно раскисляющего сталь, он становится элементом, используемым для предвари-.тельного раскисления стали, тем самым исключается существенное загрязнение ее строчечными включениями глинозема. Содержание марганца в сплаве обусловлено тем, что основное его количество вводится с Ферромарганцем и силикомарганцем при раскислении металла в печи. Содержание кремния в стали должно быть обеспечено вводом сплава без добавок Ферросилиция, поэтому содержание кремния в сплаве находится на уровне содержания его в 45% Ферросилиции, Титан и цирконий также могут образовывать строчки неметаллических включений в стали, первый - карбонитридов титана, второй - окислов цикрония. Поэтому при выборе содержания их в сплаве необходимо учитывать это обстоятельство, Содержание в сплаве максимально Т 1 1,5% исключает образование строчечных включений. Цирконий является более сильным раскислителем, чем кремний, алюминий и титан, поэтому при вводе его в больших количествах, даже при низком содержании свободного кислорода в металле, возможно образование строчечных включений следствие восстановления цирконием указанных элементов из их окислов (продуктов раскисления).Поэтому содержание циркония в сплаве ограничено максимально 15%. При таком содержании циркония исключается образование развитых строчек оксидов. Кальций и магний более сильные раскислители, чем цирконий, поэтому восстановление их окислов цнрконием не происходит, кроме того, эти элементы модиФицируют металл, образуя неметаллические включения глобулярной Формы, что препятствует возникновению строчечных включений и повьппа-, ет ударную вязкость металла. П р и м е р. Сплавы изготовляли сплавлением 90% Ферросилиция, 65% Ферросилиция металлического марганца, силикомарганца, металлического титана и алюминия, силикокальция, силикомагния, силикоциркония, Полученные сплавы однородны и плотны. Плотност сплавов 4-6 г/см".1137109 Таблица 1Химический состав приготовленных сплавов Содержание элементов, мас.Ж 81 Мп А 1 Ир, Са Т 1 2 г1 Сплав С Ге 50, 5 18, 5 1,6 1,0 2,0 1,6 15, 5 0,3 Остальное 50 18 1 5 0 9 1 9 1 5 15 0,3 Остальное Остальное 0,3 50 18 0 5 О 2 0 4 0 5 15 40 13 10 05 1,1 10 9 Остальное Остальное 0,3 30 0,3 8 0 5 0 2 0 4 0 5 3 8 1,5 0,9 1,9 1,5 3 Остальное 0,3 30 29,5 7,5 0,45 0,15 0,3 0,4 2,5 0,3 Остальное Остальное 3,5 14 15 2,2 11 13 0,5 6 6 50 10 12 Остальное 1,0 10 47 41 Остальное 10 3Сплавы опробовали при раскислении рельсовой стали марки И 76. Сталь выплавляли в дуговой электропечи ДСН,5. По достижении содержания углерода в металле 0,70-0,757. сталь раскисляли в печи ферромарганцем и силикомарганцем из расчета получения в стали О, 1-0,27, Ы и 0,6- 0,97. Мп.При 1575-1585 С плавку выпускалиОпоследовательно в два ковша объемом 300 кг металла,Из каждого ковша отлили семь 50 кг слитков, которые прокатали на квадрат 56 мм.В табл. 1 приведен химический состав сплава предлагаемого (1-7) и известного составов (8-10). В табл. 2 приведены результаты оценки качества поверхности заготовки. Во всем диапазоне разбега ингре-диентов предлагаемого сплава пораженность пленами проката была меньшена д,8-2, 17. (на 10-207 относительных), а трещинами примерно в два 1 О раза меньше, чем при использованииизвестного сплава. Видна общая тенденция ухудшения качества поверхнос.ти с уменьшением содержания магнияи увеличением содержания титана в 15 сталиОжидаемый годовой экономическийэффект при производстве 2,5 мпн. трельсовой стали составит 10 млн.руб.1137109 аблицаКачество поверхности проката (квадрат 56 мм) рванина ещи плен роструктуры 2,500.Ильин Тираж 582 Подписное И Государственного комитета СССР елам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5