Способ раскисления рельсовой стали

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюэ СоветскихСоциалистическикРеспублик р 1908845(23) Приоритет С 21 С 7/Об Государственный комитет СССР о делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-., исследовательский институт металлов(54) СПОСОБ РЬСКИСЛЕНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ Изобретение относится к черной металлургии, в частности к раскислению стали.Известен способ раскислення стали для аелезнодорожных рельсов смесью раскислнтелей, состоящей из снликокальция в количестве 2,0-2,5 кг/т и ферротитана в количестве 0,9-2,0 кг/т Г 13 .Недостатком этого способа является присутствие в стали цепочек неметаллических включений, состоящих из нитридов титана, которые оказывают отрицательное влияние на контактноусталостную прочность рельсов, являясь сильными концентраторамк напряаеннй.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эФфекту является способ раскисле" ния рельсовой стали силикокальцием в количестве 3,3-4,0 кг/т и феррованадием в количестве 1,0-1,5 кг/т (350-520 г ванадия иа 1 т стали).Этот способ повьааает комплекс механических свойств стали за счет равномерного распределении в металле оксидных включений, уменьшения длины оксндных строчек, увеличения днсперсности структуры металла. Прн этом происходит изменение природы включений и повышение прочности на 47 кг/мм 1 но сравнению со сталью текущего производства 2.Однако этот способ не позволяетзначительно повысить контактно-усталостную прочность, определяющую срокслужбы рельсов, поскольку кальцийслабо влияет на процессы выделенияупрочняющей Фазы и не затрудняеткоагуляцню фаз, охрупчивающих сталь(например, цемента в виде сетки пограницам зерен), Кроме того, кальци)практически нерастворим в жидкой стали и переходит сразу в газообразноесостояние " эффективность степень)его использования при содераании встали значительного количества кислорода невелика,Цель изобретения - повиаеиие контактно-усталостной прочности рель".сов,Поставленная цель достигается тем,что в способе раскисления рельсовойстали, включающем присадку в расплавферрованадия и кремннйсодераащегосплава, Феррованаднй в количестве0,25-0,35 кг ванадия на 1 т сталивводят в смеси с кремний-магниевьюсплавом при отношении в смеси вана 908845(0,3-0,73) соответственно.Ц качестве кремний-магниевогосплава может быть использован сплав,содержащий, вес.Ъ:МагниЯ 4-6Кремний 50"60Железо По балансудо 100Соотношение кремния и магния в этом сплаве обеспечивает снижение окисленности металла . в основном эа счет крем)ия, благодаря чему достигается наиболее полное использова- ние магния для непосредственного воздействия на структуру стали.При этом введение смеси, содержащей Феррованадий в количестве 0,25- 0,35 кг ванадия на 1 т стали с укаэанным сплавом при отношении ванадия, кремния и магния 1(4-7,3):(0,3-0,73) обеспечивает Формирование дисперсной структуры с меапластиночным расстоянием в перлите 1,2-16 мкм и подавление выделений цементитной сетки.Уменьшение кремния в смеси приводит к повышенному угару магния,и,как следствие, к образованию цементитной сетки. Аналогичным образом действует и уменьшение магния в смеси.При увеличении кремния в смеси увеличивается загрязненность стали неметаллическими включениями, а при увеличении магния происходит чрезмерно интенсивный барботаж металла и увеличивается вторичное окисление стали.Указанное соотношение компонентов смеси обеспечивает эффект диспергирования структуры при меньшем по сравнению с известным количеством ванадия. Образование дисперсной структуры заметно проявляется при количестве ванадия 0,25 кг/т и достигает максимума при расходе ванадия 0,35 кг/т.,Дальнейшее увеличение расхода ванадия нецелесообразно,поскольку может привести к образованию включений ванадитов.Одновременное введение кремний- магниевого сплава и Феррованадия повышает степень раскисленности стали и увеличивает степень использования магния для разрушения цементной сетки и сферодизации карбидной фазы.При этом изменяется природа неметаллических включений и характер их распределения э металле, резко сокращается как протяженность, так и количество строчечных включений, вызывающих контактно-усталостное разрушение рельсов,Смесь готовят иэ дробленых сплавов с размером кусков не более 60 мми вводят в металл во время выпускаЕ иэ печи,Температура металла перед выпуском в ковш должна быть не менее1550 фС,Раскисление стали в ковше можно(5 осуществить двумя вариантами.Сталь предварительно раскисляютв печи силикомарганцем, Ферромарганцем или их смесью. Иеталл выпускаютв ковш. После наполнения 1/3 высотыщ ковша присаживают смесь феррованадияи кремний-магниевого сплава,В ковш выпускают нераскисленныйметалл, После наполнения 1/5 его высоты присаживают Ферромарганец, апосле наполнения 1/3 высоты ковша.вводят смесь сплавов в виде кусковразмером 10-30 мм.Возможны и другие варианты в объеме Формулы изобретения.П р и м е р. Металл выплавляют вЗф 200 кг индукционной печи с основнойФутеровкой. Предварительное раскисление металла в печи осуществляютпутем ввода в расплав Ферромарганцаиэ расчета получения в стали среднезаданного содержания марганца. Температура металла перед выпуском составляет 15701580 ОС. Металл выпускают в ковш емкостью 50 кг. В ковшеметалл раскисляют смесью ФерроЬана 40 дия и кремний-магниевого сплавов попредлагаемому способу. В другом ковше металл раскисляютпо известному способу силикокальцием 4 и феррованадием. Металл разливают наслитки массой 50 кг. Слитки прокатывают на заготовку-квадрат 56 мм, из заготовки отбирают пробы для исследования качества металла.Результаты исследований приведеныв таблице.908845 1 Э й х о к З цойе хо воюха 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Ю %-1 1У с %-31 и в 1 к н в;ь хо нн хон х%6 Ф Ф х % Знф Ффн ыоо 1 вО о мщ а мвхф О 3 Ы Н 1 ц 1 йсо ООсо фс Ф%Ъ Ю Ю с о оосо ЮО Ъ Ю о о М О о с о Ъ ь о с о 1 сФ о о о о 1 й 1 О 1 Ц 1 Х 1 й Ю %Ч о ь Ю Ъ Ю о1Э 1 Х Х 1 н х 1 О М 1 ЭЭОЗ ЦОНЕВ 1 йРОЭОЮ Еха ф сОф 1 ха2 о 1 1 1 Э 1о дхнХ Цфф ХХХа 1 О 1 О 1 НХЭОфХЭОЮОМОХОХ 1 оййхцхйхфхцфн 1 1 1 Ю 1 1од 1 1,ф 11 й 1 Оа01б1 1 Эаах эХ 1 О 1 Э 1 11 Р 12э хх 1 ххх1 1 11 1 ЭамЭЭ1 1 йх1 11 ф кнПхоннХОнХЭФЭЭХ:ьИ3 Ейоо о о о с с о . ос 3 с Ч о о с МЭ 1ц хф сЭ,ХОа,О х1ноф ФМ Я 1 1 1 Эхноб М о э хнах 1 нхн 1 ЭФХЭ ьфинх908845 Формула изобретения Составитель В.БреусРедактор Ю,Ковач Техред С.Мигунова Корректор Г.Огар Заказ 755/30 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Как видно из таблицы, одновременное введение кремний-магниевого сплава и феррованадия способствует разрушению цементитной сетки. Кроме того,одновременный ввод укаэанных сплавов(варианты 1-3) позволяет изменитьприроду неметаллических включений и5характер их распределения в металле,сокращая максимальную длину строчечных включений до 0,3-0,6 мм против0,8 мм при раздельном вводе (варианты 6-8),Кроме того, при одновременном вводе магния и ванадия (варианты 1-3)уменьшается межпластиночное расстояние до 1,2-1,6 мкм против 1,4-2,0 мкмпри их раздельном вводе (варианты 156-7).В результате использования предлагаемого способа уменьшается в среднем с 0,8 до 0,3 мм длина оксидныхстрочек, являющихся концентраторами 20напряжения в металле, и повышаетсяв среднем с 1,3 до 1,7 относительноезначение контактной выносливости,определяющей срок службы и надежностьрельсов в эксплуатации.Ожидаемый экономический эффект695 тыс.руб, в год. Способ раскнсления рельсовой стали, включающий присадку в расплав феррованадия и кремнийсодержащего сплава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения контактно-усталостной прочности релвсов,феррованадий в количестве 0,25-0,35 кг ванадия на 1 т стали вводят в смеси с кремний-магниевым сплавом при от" ношении в смеси ванадия, кремния и магния соответственно 1(4-7,3): (0, 3-0,73).Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 398627, кл, С 21 С 5/52 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 250185, кл. С 21 С 7/00, 1968.