Шихта для твердофазного азотирования

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХРЕСПУБЛИН О 1497257 д) 4 С 22 С 35 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВСЕСОЮЗНАЯ ЕНТМО. ТЕХИНЧЕЮЛЕ: 1 БЛИОГЕКА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) ИнститутУкраинский нау ЧЯ ТВЕРДОФАЗНОГО АЗОТИР 28 юл. 9 ерной но-ис и,ски металлурги ледователь сталей, сп ожский за ав льнь цкии,Б МарганцевьпФерросплав Измельченна древесина Феррованади в качестве м относится к черноичастности к производов для микролегироваеменно вана ием и-30 я Остальное нцевого Феррос еуглер одис тьпу ва используют средферромарганец.При температурадревесины удаляютсжидкие вещества, о тирования и газообразные азуя поры, чере проникает в оторые азот глубок бъем шихты. Увелпч ие поверхност институт специа х л ои Ферросплавов и Запор водферросплавов(56) Авторское свидетельство СССР369148, кл. С 21 С 7/00, 1969,Производство феррованадия азотированного и марганца металлическогоазотированного в цехе Р 3 ТИ 144-Ф-83. Технологическая инструкция.Запорожский завод Ферросплавов,Запорожье, 1983,Изобретениеметаллургии, вству ферросплавния стали одновр д азотом.Цель изобретения - повышение производительности процесса твердофаз ного насыщения шихты азотом,Предлагаемая шихта для твердофазного азотирования содержит марганцевый ферросплав, измельченную древесину и феррованадий при следующем соотношении компонентов, мас.Е:(57) Изобретение относится к област черной металлургии, в частности к производству ферросплавов для микролегирования стали одновременно ванадием и азотом. Целью Изобретения является повышеие производительности процесса твердофазного насыщения шихты азотом, Шихта содержит, мас.Е: марганцевьп ферросплав 1-30, измельченная древесина О, 1-3,0, феррованадий остальное, а в качестве марганцевого Ферросплава используют среднеуглеродистьй ферромарганец. Пр применении данной пихты производительность процесса твердофазного насыщения азотом возрастает в 1,3-1,8 ,раза. 1 з,п. Ф-лы, 2 табл,1497257 контакта ферросплавов шихты с азотом особенно н глубинных слоях повышает производительность процесса азотиронания. Повышению производительности процесс.а азотиронания способствует также наличие в составе шихты марганцевого ферросплава вследствие более высокой скорости образования нитрпдон марганца по сравнению с нитридами ванадия.Нижние пределы содержаний марганцевого ферросплава (1%) и измельченной древесины (0,1%) приняты от значений, при которых начинается влияние компонентов на повышение 10 15 ние производительности азотирования резко снижаетсяВерхний предел содержания марганцевого Ферросплава (30%) ограничен ,величиной, при которой использование готового азотированного ферросплава становится нецелесообразным из-за низкого содержания ванадия в нем. 30 Опытные партии шихты данного сос . тана изготовили из предварительно измельченных до Фракции менее 1 мм . ферронанадия марки ФВд 35 и среднеуг леродистого фурромарганца марки ФМп 1,5. В качестве измельченной древесины испольэовали древесную стружку и древесную муку, Предварительно смешанную шихту предлагаемого . 40 состава помещали н лотках в герметичную нагревательную печь. После удаления воздуха из пространства печи и заполнения ее азотомопечь нагревали до 1200 С и выдерживали шихту при данной температуре до окончания процесса твердофазного азотирования.Для сравнения подвергали твердофазному азотированию по такому же режиму известную шихту, состоящую из ферронанадия. Производительность процесса тнердофазного насьпцения азотом шихты оценивали как отношение полученного содержания азота в гото вом материале к длительности периода выдержки шихты, н течение которого происходит твердофазное азотирование. производительности процесса твердофаэного азотиронания.Верхний предел содержания измельченной древесины ограничен зна чением (3%), при превышении которого влияние этого компонента на поньппеСоставы испытанных шихт приведены в табл,1, а результаты процессаих твердофазного азотирования - втабл.2,Приведенные в табл.2 данные пока"зынают, что при использовании шихтыпредлагаемого состава взамен известной производительность процесса твердофаэного насыщения ее азотом возрастает в 1,3-1,8 раза.Полезность использования предлагаемой шихты после азотирования длякомплексного микролегиронания стали20 Г 2 Афпс, содержащей 0,015-0,025%азота и 0,07-0,12% ванадия определена в результате лабораторных исследований. Установлено, что при производстве азотированного феррованадияпо ТИ 144-Ф-83 затруднено достижение требуемого дпя комплексногомикролегиронания стали отношения содержания ванадия к азоту в спеках(не более 5,3). Поэтому при использовании аэотированного феррованадияс получаемым на практике отношениемсодержания ванадия к азоту в пределах 7-10 для обеспечения заданного гсодержания азота в стали требуетсяприменение дополнительных присадок(2-4 кг/т) азотированного марганца,Это приводит к повышенному расходуазотированных ферросплавов и усложняет процесс микролегиронания стали.Использование предлагаемой шихтыпозволяет получить азотированныйматериал с отношением ванадия к азоту не более 5,3, что обеспечиваетвыплавку стали 20 Г 2 АФпс без дополнительных присадок аэотированного марганца, Дополнительное содержание марганцевого ферросплава в предложеннойшихте также полезно, так как позволяет уменьшить расход ферромарганцаили силикомарганца для легированиястали в эквивалентных по чистому марганцу количествах,Предлагаемая шихта используетсян ниде спеков после твердофазногоазотирования.%Содержание азота в спеках изданной шихты определяется химическим способом по отношению к общеймассе всех компонентов в пробахготового материала после азотирования.Повышение производительностипроцесса насыщения азотом шихты15 Таблица 1 Садка Шихта Массовая доля компонентов,7 ФеррованадийИзмельченСреднеуглеродистыйферромарганец ная древесина 1 2 3 4 5 6 7 0,1 1,2 0,3 3,0 0,03 3,7 Нет Остальное Предлагаемая 11 8 30 1 36 0,5 Нетн н н н 1 ЗапредельныйсоставИзвестная 100ч 5 149725 предлагаемого состава по сравнению с азотированием только одного феррованадия достигается за счет увеличения поглощения азота как феррова 5 надием, так и марганцевым ферросплавом. Это обеспечивается вследствие того, что азот глубоко проникает в . объем шихты предлагаемого состава через поры, образующиеся в местах расположения измельченной древесины . Поэтому в глубинных слоях предлагаемой шихты достигается более высокое содержание нитридов, ванадия и азо.та, чем в .аналогичных слоях шихты только одного феррованадия. Кроме этого, при вводе марганцевого ферросплава увеличивается содержание нитридообразующих элементов (ванадия, марганца) .и уменьшается содержание 20 железа в составе шихты, что обеспечивает дополнительное повышение содержания азота во всех слоях спека, С учетом этого средневзвешенное содержание нитридов ванадия 25 и марганца, а следовательно, и азота в спеках из шихты предложенного состава получается более высоким, чем в известной шихте, состоящей только из одного феррованадия. 30Использование в качестве марганцевого ферросплава среднеуглеродистого ферромарганца, обеспечивает высокую интенсивность поглощения газообразного азота в процессе35 вакуум-термического азотирования 7 6шихты. Применение углеродистогоферромарганца или силикомарганцадля этих целей не может бЪть рекомендовано из-за повышенных содержанийуглерода и кремния, препятствующихпроцессу азотирования шихты. Низкокремнистый ферромарганец обеспечивает такую же интенсивность аэотирования шихты, что и среднеуглеродистый. Однако низкокремнистый ферромарганец более дефицитен и дорог,чем среднеуглеродистый. Поэтому использование низкокремнистого ферромарганца в составе предлагаемойшнхты экономически нецелесообразно.1Формула изобретения 1. Шихта для твердофазного азотирования, содержащая феррованадий, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, она дополнительно содержит марганцевый ферросплав и измельченную древесину при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Марганцевыйферросплав 1-30Измельченнаядревесина О, 1-3Феррованадий Остальное2. Шихта по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве марганцевого ферросплава используют среднеуглеродистый ферромарганец.1497257 Таблица 2 Садка Длительность Содержание азота Производительность выдержки, ч в готовом материале, Е Составитель К,СорокинТехред А.Кравчук Корректор С Лекмар Редактор М.Недолуженко Заказ 4410/31 Тираж 576 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Рауц 1 ская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 1 9 2 8,3 3 7,0 4 9.5 11 6 10,5 7 12 7,2 6,9 7,3 6,8 7,0 6,5 6,7 процессанасьпе нияазотом,7 Б/ч 0,80 0,83 1,04 0,75 0,64 0,62 0,56