Сплав для легирования и раскисления стали

 

СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, содержащий марганец , алюминий, кремний, углерод, ванадий и железо, отличающийс я тем, что, с целью снижения расхода сплава при легировании и сокращения продолжительности его вьтлавки за счет повышения усвоения марганца и ванадия, он дополнительно содержит кальций при следукнцем соотношении элементов, мас.%: . Марганец 55-80 Алюминий 0,05-2,0 Кремний3-20 Углерод 0,5-8,0 Ванадий2-20 Кальций 0,03-1,5 Железо Остальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ)4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(.Д) С 22 С 35/00

t

OllH0AHHE HSOEPETEHHR

4 ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCVQAPCTBEHHblA H0M14TET GCGP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3500226/22-02 (22) 14 ° 10 ° 82 (46) 23,01 ° 84, Бюл, М 3 (72) О.В.Курнушко, В.М.Ермолов, Б.A.Шушлебин, A.Ô.Каблуковский, В.A.Ìàòâèåíêî, 10.М.Чупахин, Л.И.Шапошник, В.Т.Зубанов, В.И.Гоношенко, В.С.Харахулак, Ю.М.Рыхов и О.В.Носоченко (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (53) 669 ° 15.198(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 724591, кл. С 22 С 35/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 734308, .кл. С 22 С 35/00, 1977. (54) (57) СПЛАВ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ И

РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, содержащнй марганец, алюминий, кремний, углерод, ванадийижелезо, отлич ающий;с я тем, что, с целью снижения рас хода сплава при легировании и сокращения продолжительности его выплавки эа. счет повышения усвоения марганца и ванадия, он дополнительно содержит кальций при следующем соотношении элементов, мас.В:

Марганец 55-80

Алюмиьий 0,05-2 0

Кремний 3-20

Углерод 0,5-8 0

Ванадий 2-20

Кальций 0,03-1,5

Железо Остальное

1068526

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству сплавов и лигатур на основе марганца, используемых для легирования и раскисления стали.

Одним из путей улучшения технико- 5 экономических|показателей производства как в ферросплавном, так и в сталеплавильном производстве является выплавка лигатур на основе марганца с оптимальным соотношением в )p ней компонентов и введение,н ее состав элементов, обеспечивающих высокое извлечение ведущих элементов (марганца и ванадия) на стадии выплавки сплава и более полное их усвоение при легировании и раскислении стали.

Известен сплав для раскисления и легирования стали содержащий, мас.Ъ: марганец 10,3-20,0; кремний 5,0-10,0; ванадий 1 5-5 О. углерод 4,25-9,8 и железо — остальное (1).

Недостатком данного сплава является отсутствие в нем таких элементов, как алюминий и кальций, что в значительной степени снижает пере.ход марганца, ванадия и кремния в сплав на стадии его выплавки, не обеспечивает высокой степени раскисления жидкой стали и приводит к угару этих элементов. 30

Наиболее близким к изобретению является сплав следующего химического состава, мас.Ъ: марганец 50-70; алюминий 10-20; кремний 7-15; углерод 0,5-3,0; ванадий 0,3-1,5 и же- 35 лез о — о.стальное (2 J.

Недостатком известного сплава является то, что он имеет высокое содержание алюминия при относительно низкой концентрации в нем ванадия 40 и при производстве стали с содержанием 0,06-0,08Ъ ванадия требуется дополнительное введение в сталь фер-. рованадия.

Кроме того, для поддержания задан-45 ного соотношения элементов в стали марганец и кальций необходимо присаживать н нее н виде металлического марганца и силикокальция. Это приводит к повышенному угару этих элементов и перерасходу дефицитных ферросплавов. Высокая концентрация алюминия н сплаве ухудшает условия вып.лавки известного состава лигатуры, так как для его восстановления необходимы высокие температуры (ныше

1900ОC) что неблагоприятно для марганца (температура испарения его

1850-1870 С).

Цель изобретения — снижение расхода сплава при легировании и сокра- 60 щение продолжительности его выплавки за счет повышения усвоения марганца и ванадия.

Поставленная цель достигается тем, что сплав для легиронания и раскисления стали, содержащий марганец, алюминий, кремний, углерод, ванадий и железо, дополнительно содержит кальций, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Марганец 55-80

Алюминий О, 05-2, О

Кремний 3-20

Углерод 0 5-8,0

Ванадий 2-20

Кальций 0,03-1,5

Железо Остальное

В сплаве могут присутствовать неизбежные примеси и сопутствующие элементы, концентрация которых определяется их содержанием в руде, однако на качество сплава и показатели его применения при раскислении и легировании стали не оказывают.

Сплав может быть получен любыми известными методами, обеспечивающими получение заданного химического состава с высокими показателями по извлечению основных элементов, а использование его при легировании стали возможно как в жидком, так и в твердом состоянии.

Нижний предел по содержанию кальция в сплаве (О, ОЗЪ ) обусловлен возможностью выплавки сплава при бесфлюсовом процессе, верхний (1,5 )Ъ при использовании смешанных или карбонатных руд. Повышение содержания кальция в сплаве выше 1,5о приводит к тем же отрицательным последствиям, что и повью|ение алюминия. По существующей технологической инструкции раскисление стали проводится силикокальцием, усвоение кальция из которого .не превншает ЗОЪ. Анализ опытных плавок показал, что снижение концентрации Са в сплаве до 1,5Ъ вместо ЗОЪ в Я -Са позволяет достичь равномерного распределения его в объеме жидкой стали и повысить использование до 80- 85Ъ.

В сталях типа 09Г2ФБ необходимо поддерживать отношение ванадия к марганцу в пределах 0,05-0,08. Это обеспечивает высокие показатели ее ударной вязкости, прочности и пластичности. Следовательно, принятое соотношение с учетом коэффициента усвоения легирующих элементов жидкой сталью необходимо иметь в предлагаемом сплаве. Учитывая нозможность широкого использования сплава и для других марганецсодержащих сталей, например Г13Л, отношение ванадия к марганцу расширено и взято н пределах 0,025-0,36.

Нижний предел по содержанию ванадия выбран из-за необходимости получения высоких показателей при производстве сплава при минимальном расходе ванадиевого шлака. Снижение концентрации, ванадия в сплаве ниже 2Ъ требует дополнительного

1068526

Химический состав сплава,-мас.%

Суммар ный расход ферросплава кг/т

Продолжительность плавок, мин

Усвоение элементов сталью,%

V С АР Са

Сплав

Mn Si

Ге

Mn V

65 10,3 1,1 2,5 15

О сталь- 86

1 (известный) 92 18

30 ное

92,5

55 20 2 0,5 2 1,5

94 15,5

92,5 15

93 16,0

93,0 17,5

94,3 15,8

0,05 0,03

2,16 1,68

0,04 0,02

80 3,8 7,8 8

20

66,5 5,6 1,9

70,3 8,8 3,5 2,6

24

86.

57,4 5,0 20 5,3 0,33 .1,1

Составитель Н. Шепитько

Редактор Г. Безвершенко Техред И.Метелева Корректор A. Повх

Заказ 11418/24 Тираж 603. Подписное

ВНИИПИ Государственно1-о комитета СССР по делам изобретений и открытий

1М035, Иосква. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.расхода феррованадия при легировании стали, а это приводит к усложнению процесса и его удлинению. Увеличение содержания ванадия в сплаве выше 20% нерационально на стадии его производства, поскольку ванадие- 5 вым шлаком попутно вносится до

40% железа, что в значительной степени снижает эффективную концентрацию всех элементов, особенно марганца и кремния. Вместе с тем увеличивается концентрация V> О в отвальном шлаке.

Концентрация углерода в сплаве определяется растворимостью его в металлической системе Mn-S -V u при 20% Si не ниже 0,5%.

Состав сплава по содержанию мар ганца и кремния выбран с тем расчеИз таблицы видно, что введение в сталь марганца и ванадия комплексным сплавом, содержащим кальций, 45 упрощает технологию раскисления и легирования стали, повышает усвоение ведущих элементов (Мп и V) сталью и сокращает продолжительность плавки. При использовании для легирования стали сплава известного состава необходимо дополнительно вводить 2 Kl" силикокальция и 14 Kl том, чтобы обеспечить комплексное легирование без дополнительного введения в сталь металлического мар ганца и силикомарганца.

Установленное соотношение элементов в сплаве и их пределы изменения позволяют достичь высоких показателей по извлечению марганца и ванадия в сплав и лучшее усвоение алюминия и кальция сталью.

Пример. В металлургическом цехе на индукционной печи емкостью

50 кг проведены плавки стали марки

09Г2ФБ с использованием известного и предлагаемого сплавов для легирования и раскисления.

Результаты испытания представлены в таблице. феррованадия на 1 т жидкой стали.

Общий расход ферросплавов при исполь зовании сплава предлагаемого состава на .10-12% ниже, чем на плавках с примененнем сплава известного состава.

Изобретение может найти широкое применение при производстве стали ответственного назначения.

Экономический эффект составит около 4 руб. на 1 т стали.