Способ раскисления рельсовой стали

)4 АРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СС ЛАМ ИЭОБ 1 ЕТЕНИЙ И ОТНРЬ Касоеаи эЭ.%ДТЕИНОМ". ,.",М ВИМЕВЗВА ПИС ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ(46 ,08.85. Бюл. У 31 (72) В,А. Паляничка, Д.К. Нестеро М.С, Гордиенко, И,Г. Волков, Н.А, Фомин, Н,С. Юдин,И,И.Люборец, Б,И. Ворожищев, В.Я. Монастырский, В.В. Поляков и А.ф. Кузнецов (71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 669,145(088.8)(56) Раскисление рельсовой стали в ковше силикомарганцем.-Сталь, 1984, В 3, с, 24-25.Авторское свидетельство СССР В 443919, кл. С 21 С 7/06, 1973.Авторское свидетельство СССР В 380720, кл. С 21 С 7/06, 1971. в,Н АВТОРСНОМУ(54)(57) СПОСОБ РАСКИСЖНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскислениеметалла.в печи марганецсодержащим,а в ковше - марганец- и алюминийсодержащим сплавами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижениязагрязненности металла включениями корунда, уменьшения угара легирующих элементов и улучшения качестваповерхности рельсов, 0,3-0,6 требуемого количества марганца вводят впечь в сплаве кремний-марганец-алюминий, содержащем 1-3,5 Х алюминия,.через 3-14 мин плавку выпускаютв ковш, и по ходу наполнения ковшавводят остальное количество марганца в сплаве кремний-марганец-алюминий, содержащем 1,5-6,87 алюминия,причем отношение количества алюминия, вводимого в печь, к количеству алюминия, вводимого в ковш, поддерживают в пределах О, 25-2, 2.Изобретение относится к чернойметаллургии и предназначено.дляиспользования, преимущественно, всталеплавильном производстве привыплавке стали для железнодорожных 5рельсов, а также может быть использовано в машиностроении при выплавке стали для изделий, работающихпрФхциклических нагрузках.Цель изобретения - снижение за О, грязненности металла включениямикорунда, уменьшение угара легирующих эле 9 наов и улучшение качества поверхности рельсов.Металл раскисляют в печи и в ковше сплавов кремний-марганец-алюминий. При этом образуются включениятипа марганцевого граната (ЗМпОх.хА 105 ЗЯБКО), марганцевого кордиерита (2 МпО 2 А 120 5 ЯОг) или марганцевого анортита (МпО А 10 ь 2 ЯО),имеющих температур плавления впределах 1120-1200 С. Следовательно,включения в стали находятся в жидком виде,. поэтому хорошо укрупняются 25и удаляются из металла. Оставшеесянебольшое количество включений затвердевают в виде мелких капель, т.е.имеют благоприятную округлую форму,Выбор граничных параметров обусловлен следующим.В печь необходимо ввести не менее30% марганца в сплаве Я МпА 1, причемсодержание алюмию.я в сплаве должно. быть не менее 1%, для надежногофиксирования углерода в расплаве.Больше 60% сплава в печь вводитьнецелесообразно, так как угар легирующих элементов в печи больше,чем в ковше. Содержание алюминияв сплаве не должно превьппать 3,5%,так как в противном случае частьсплава остается в шлаке вследствиепониженной его плотности.Плавку можно выпускать через3 мин после ввода сплава, так какон растворяется быстро (для ЯдМпминимальное время составляет 10 мин,для РеМп - 15 мин). При меньшемпромежутке времени часть Я МпА 1не успеет. раствориться. Максимальноевремя не должно превышать 14 мин,так как алюминий быстро действующийраскислитель, поэтому в процессевыпуска имеет место поступ-.ление кислорода из атмосферы вметалл (вторичное окисление), которое приводит к повьппенному угару легирующих элементов. Содержание алюминия в сплаве Яд МпА 1, вводимом в ковш, должно быть не менее 1,5%, чтобы обеспечить требуемый размер природного зерна и, соответственно, ударную вязкость металла. Использование сплава с содержанием алюминия более 6,8% затруднено, так как он разлагается при сравнительно небольшой длительности хранения. Кроме того, при большом содержании алюминия в сплаве не исключается частичное образование обособленной фазы корунда ( к = А 1 О ), Отрицательное влияние которого на эксплуатационную стойкость рельсов известно.Отношение алюминия, вводимого в печь и в ковш, определяет в значительной степени загрязненность металла включениями, их состав и угар легирующих элементов. Если это отношение нике 0,25, имеет место поступление кислорода в металл за счет вторичного окисления. В этом случае значительная часть алюминия вводится в ковш, что не исключает образования корунда. Кроме того, поступивший в металл кислород частично окисляет кремний и марганец. При соотношении большем 2,2 не обеспечивается требуемый размер природного зерна металла и ухудшаются его механические свойстваДопускается корректировка химического состава стали добавками в ковш кремнийсодержащих ферросплавов.Опытная проверка предлагаемого способа проведена для пяти вариантов раскисления стали (табл, 1). Кроме того, для сопоставительного анализа также опробован известный способ.Сталь марки М 76 выплавляют скрап- рудным процессом в 420-тонных мартеновских печах, Разливку металла производят сверху в слитки массой, 8,4 т. Слитки транзитом прокатывают на рельсы типа .Р 65, которые подвергают закалке в масле.Результаты опробования различных вариантов раскисления стали приведены в табл. 2Следует отметить, что сплавкремний-марганец-алюминий с содержанием менее 1% алюминия не обеспечивает надежное раскисление металла в печи, что приводит к непопаданиюпо углероду в заданную марку. При содержании алюминия в сплаве более 3,5 Х часть его остается в шлаке, поэтому содержание марганца не соответствует марочному для рельсовой стали.При содержании в сплаве, вводимом в ковш, алюминия менее 1,57. имеют место выпады по ударной вязкости.Согласно проведенного опробования в промышленных условиях предлагае- . мый.способ в сравнении с известным уменьшает угар марганца и кремния на 8-103, практически устраняет перевод рельсов во 1 сорт по загрязненности строчечными оксидными включениями (при использованиибазового объекта количество рельсов11 сорта по этому показателю составляет 20-503 от проконтролированных),повышает выход рельсов 1 сорта на77 за счет снижения пораженности ихдефектами поверхности. 1 О Предлагаемый способ раскислениярельсовой стали представляет интерес для народного хозяйства, таккак позволяет съэкономить дефицитные ферросплавы и улучшить работу 15 . железнодорожного транспорта страны.174482 Таблица 2 Угар элементов, 7 Кремний Марганец свыше З.мй(Й сорт),до 8 мм ( сорт) Предла- гаемый 17,4 24,8 92 15,2 23,4 100 15,4 Нет 14,9 21.9 100 14,7 15,3 22,2 100 15,8 96 16,8 25,6 20,2 22,9 32,6 бб 34 21,7 Составитель В. СарамутинРедактоР Н, Бобкова ТехРед З,Палий КоРРектоР Е Рошко Заказ 5143/28 Тираж 553 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5