Смесь для легирования и модифицирования стали

(594 С 21 С с АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л ем очно 0-60 ет аллами ельными адиевый УглеродсодержавеществоКриолитСумма окисловбия, тантала,кония и титанаИзвесть илиизвестняк 10 стальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ А ВТОВСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Уральский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт черных металлови Чебоксарский агрегатный заводим. ХХ 1 Ч съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССРУ 954479) кл. С 21 С 7/00, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1070179, кл, С 21 С 7/00, 1982.(54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И ИОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ, включающая алюминий, сплав с щелочноземельными ме таллами и ванадиевыи шлак, о т ч а ю щ а я с я тем, что, с цель повьппения прочности, ударной, вязко сти и износостойкости стали, она д полнительно содержит углеродсодерж щее вещество, криолит, сумму окисл ниобия, тантала, циркония и титана и известь Или известняк при следующ соотношении компонентов, мас,7Алюминий 5-20Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке низко- и высоколегированных сталей.Целью изобретения является повышение прочности, ударной вязкости и иэносостойкости стали.Предложенная смесь дополнительно. содержит углеродсодержащее вещество, криолит, сумму окислов ниобия, тантала, циркония и титана, известь или известняк, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Алюминий 5-2015Сплав с ЩЗМ 5-20Ванадийсодержащийшлак 20-60Углеродсодержащее 5-10 2-10 воздействия на быстрое расплавление компонентов смеси и эмульгирование суммы окислов ниобия, тантала, циркония и титана, что снижает эффект50 модифицирования, а вьппе 10% приводит к разъеданию Футеровки ковша и образованию вредных выбросов в атмосферу цеха.55Содержание в смеси суммы тугоплавких окислов менее 27 не обеспечивает образования центров кристаллизации и измельчения зерна аустенита, более веществоКриолитСумма окислов ниобия, тантала, циркония и титана 2-10Известь или из 35вестняк Остальное Содержание алюминия ниже 57 не обеспечивает низких концентраций не металлических включений (НВ) в стали и высокой степени извлечения ванадия, высокое содержание алюминия (более 207.) вызывает образование оксидных остроугольных включений в металле, что снижает ударную вязкость, и алюминий неэффективно используется из-за его интенсивного окисления. Содержа 35 ние в смеси сплава с ЩЗМ ниже 57. не обеспечивает необходимого уровня раскисленности металла и механических свойств, ощутимых остаточных концен 40 траций щелочноэемельного элемента (менее 0,001%), а содержание его более 20% вызывает повьппенные концентрации кремния в металле и образование пироэффекта.Содержание криолита менее 2% в45 смеси не выявляет его положительного 10% влияет на загрязнение металла включениями, сиижение ударной вязкости и повьппвние себестоимости стали,Содержание углерода в смеси ниже 5% не обеспечивает образования защитной атмосферы при обработке стали в ковше и стабилизации содержания углерода в металле, а более 10% вызывает излишнее науглероживание металла и образование избыточной карбидной фазы, а также ухудшает условия модифицирования за счет снижения активности азота, растворенного в стали, что влияет на величину зерна.Содержание в смеси ванадиевого1 шлака ниже 20% увеличивает необходимое количество присаживаемой смеси и ухудшает условия шлакообразования и эффект легирования, а более 607 вызывает повьппенную окисленность металла, так как на единицу ванадийсодержащего материала приходится недостаточное количество восстановителей, что увеличивает безвозвратные потери ванадия. Кроме того, возрастает концентрация крупных НВ, снижается прочность и износостойкоСть металла при низком и высоком содержании ванадиевого шлака в смеси (ниже или вьппе предлагаемых пределов).Смесь вводят в печь или ковш в количестве 10-30 кг/т стали.Методом смешения компонентов приготовлены смеси предлагаемого и известного составов.Предлагаемая смесь составлена измелких кусков или порошка алюминияудробленного сплава силикобария, мелкодробленного ванадиевого шлака, молотого кокса, криолита, окислов ниобия, тантала, циркония и титана впорошкообразном виде и извести илиизвестняка. Ванадиевый шлак содержитмас.%: пятиокись ванадия 17,9; окислы железа 32; окислы кремния 17,окислы марганца 10; окислы титана,хрома, кальция, алюминия остальное.Модифицирующие тугоплавкие окислыниобия, тантала, циркония и титана(сумма окислов) представляют собойпорошкообразную смесь, содержащую,мас,%: пятиокиси ниобия и тантала20; двуокись циркония 30; двуокисьтитана 50. Отношение суммы этих окислов и криолита по массе колеблетсяот 1:1;1 до 1:0,8,Предлагаемую смесь вводили в металл для легирования ванадием и мо дифицирования стали 120 Г 106 Л тугоплавкими окислами ниобия, тантала,циркония и титана, имеющими высокоесродство к кислороду, в сочетаниис легкоплавким эмульгирующим веществом - криолитом и другими компонентами, а также для обработки стали110 Г 13 ФЛ. Для сравнительного анализаобрабатывали сталь известной смесью.Необходимое количество присаживаемойсмеси,(предлагаемой и известной)рассчитывали из условия введения всталь одинаковых концентраций вана 1 О В таблице приведены составы предлагаемой и известной смесей, которые вводили в различных количествах для получения заданного содержания ванадия, и характеристики сталей. Для сопоставления известная смесь содержала оптимальные массовые доли компонентов. 1266877 4дия. При этом в расплавленном металле наблюдалось остаточное содержание ванадия 0,02% и повьппенные концентрации хрома, никеля и меди.266877 8ухудшает условия взаимодействия металла с раскислителями смеси (алюминием и ЩЗМ) и модификаторами, приводит к увеличению размеров НВ, снижению механических свойств и износостойкости, а такЖе ухудшению модифицирующего воздействия смеси на металл. Составитель К. СорокинРедактор И, Рыбченко Техред М.Ходанич Корректор В, Бутяга Заказ 5726/20 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4,При низком содержании в предлагаемой смеси восстановителей и модификаторов (состав 1) не достигается высокий уровень прочностных, вязкостных свойств, износостойкости и измельчения зерна марганцовистой стали, велико содержание крупных НВ по сравнению с оптимальным соотношением в ней компонентов.Обработка металла смесью с оптимальным соотношением компонентов обеспечивает наилучшие показатели Физико-механических характеристик металла и измельчение НВ, При этом количество присаживаемой предлагаемой смеси не отражается на увеличении объемов образующегося шлака, так как нет необходимости дополнительно вводить известь или известняк в печь (как с известной смесью), что увеличивает количество печного шлака и О Кроме того, предлагаемая смесьобеспечивает более высокий уровень всех сравниваемых характеристик за счет дополнительного модифицирующего воздействия на металл, более полного 15 извлечения ванадия. Присадка известной смеси сопряжена с необходимостью наведения в печи высокоосновного шлака, так как при прочих равных услови-: ях в металле образуется больше круп ных НВ, а это ухудшает все свойствавысоколегированной стали.