Сплав для раскисления стали

 

СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ, содержащий марганец, алюминий, углерод, кремний и железо, отличающийся тем, что, с целью снижения его стоимости и предотвращения рассыпаемости при хранении во влажной атмосфере, он дополнительно содержит медь при следукицем соотношении компонентов, мас.%: Марганец 50-70 Алюминий10-18 Кремний 0,3-3,0 Углерод 2,5-5,0 Медь0,2-3,0 Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 1511 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCHOlVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3487124/22-02 (22) 07.09.82 (46) 23.04.84. Бюп. В 15 (72) Г.С.Андрюхин, Б.Ф.Величко, С.Г,Грищенко, В.Т.Зубанов, В.И.Ишутин, Г.П.Кагановский, И.И.Люборец, Э.Н.Михайлов, В.В.Мураховский, Г.Д.Ткач и А.Ы.Якушев (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (53) 669.13-198(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 350855, кл. С 22 С 35/00, 1872.

2. Авторское свидетельство СССР

У 800225, кл. С 22 С 35/00, 1977

„„SU„„1087560 А (54) (57) СШИВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ

СТАЛИ, содержащий марганец, алюминий, углерод, кремний и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения его стоимости и предотвращения рассыпаемости при хранении во влажной атмосфере, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Марганец 50-70

Алюминий 10-18

Кремний 0 5-3,0

Углерод 2,5-5,0

Медь 0,2-3,0

Железо Остальное

1 1087560

Изобретение относится к металлур- д гии, в частности изысканию составов с ферросплавов для раскисления стали.

Известен сплав, содержащий, вес. X." марганец 50-70;, алюминий 1025, кремний 0,9-5 углерод 0,7-2,0, железо остальное I i ).

Недостатком этого сплава являет- ся сравнительно высокая стоимость, поскольку для выплавки cïëàâà при- 10 меняются дорогостояший электролити- н ческий марганец или низкоуглеродис- н тый ферромарганец. Поэтому при вып- и лавке стали массового назначения в применение этих сплавов неэффектив- п

НО.

Кроме того, введение углерода в сплав марганца с алюминием (в количестве более 2,0/) приводит к его рассыпаемссти. При взаимодействии алюминия с углеродом образуются карбиды алюминия, которые частично растворяются в жидком алюминии, в результате чего получается кашеобразная тугоплявкая масса. Эта масса неустойчива и под воздействием влажного воздуха рассыпается в г орошок. Б связи с этим не представляется вОзможным испОльзОвать для выплавки известных cïëàíîâ более дешевый углеродистый ферромарганец.

Наличие углерода в сплаве было бы полезно с - î÷êè :зрения снижения его температуры плавления., поскольку углерод существенно снижает температуру плавления сплавов. Так, например, 17. Углерода снижает температуру план" пения на 70 С. о

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сплав 2, содержащий, вес.7:

??арганец 40-55

Алюминий 5-17

Углерод 2,6-6,5

Хр ом 0,1-5,0

Кремний О, 1-3,0

Железо Остальное

Недостатками известного сплава являются его высокая стоимость и подверженность рассыпанию при хранении во влажной атмосфере.

Целью изобретения является снижение стоимости сплава и предотвращение его рассыпаемо".òè при хранении вс влажной атмосфере.

Поставленная цель достигается тем, чт. сплав, содержащий марганец, алюминий, углерод, кремний и железо, ополнительно содержит медь при ледующем соотношении комле".e«,:òîç, мас.7.:

Марганец 50-70

Алюминий 10-18

Кремний 0 5-3,0

Углерод 2,5-5,0

?"?едь 0,2-3,0

Железо Остальное

Введение меди в марганцевоалюмииевый сплав предотвращает сбразоваие карбида алюминия и позволяет овысить содержанке углерода в сплае до 5,0 мас.X. Это в свою очередь овьпнает технологичность получения сплава, делая возможным применение в качестве основы стандартного высокоуглеродистого ферромарганца, получаемого по сравнительно простой

20 одностадийной руднотермической технологии.

Пределы содержания меди выбраны из следующих соображений. Количество меди в сплаве менее 0,2 мас.7 не21 достаточно для предотвращения образования карбида алюминия и рассыпания сплава. При содержании более

5 мас.7 меди в сплаве в сталь при ее раскислении сплавом вносится значительное количество меди, что отрицательно Оказывается на свойствах стали.

При напични меди в марганцевоалюминиевом сплаве, содержащем более

2,0 мас.X углерода, Он не рассыпа35 ется при хранении во влажной атмосфере, в Отличие от сплавов, не содержащих медь. Тогда как при содержании углерода в известном сплаве в количе40 стве более 2 0 вес 7 он рассыпается в норошок при хранении во влажном помещении.

При этом, чем больше содержание углерода, тем быстрее рассыпается сплав.

Пределы содержания марганца (50-70 мас.7), алюминия (10-18 мас.7) и кремния (0,5-3 мас.X) выбраны исходя иэ обеспечения максимальной раскислительнсй способности сплава

50 с формированием благоприятных по форме неметалличе ских включений, легко удаляемых из жидкой стали.

Нижний предел содержания алюминия (10 мас.X) выбран исходя из условий образования легкоплавких включений типа ГеО-? ?пО-AV (при

2 3 применении сплава длл раскиления стали. Повьнпение содержания алюмиТаблица i

Содержание компонентов, мас.X

Номер сплава

C Cu

AE si Fe

50,0

10 0 0 5 2,5 0 25 Остальное

14 0 1,75 3 75 1.6 Остальное

60,0

70,0

18 0 3,0 5,0 3,.О

Остальное

3 10875 ния выше 18 мас.7. нецелесообразно, так как при этом резко уменьшается плотность сплава и его компоненты используются неэффективно, сгорая на границе раздела металл-шлак. 5

Нижний предел содержания углерода в сплав (2,5 мас.Ж) выбран исходя из начала заметного влияния этого элемента на снижение температуры плавления сплава. Ограничение j0 верхнего предела содержания углерода в сплаве 5 мас.7. связано с условиями использования сплава для раскисления сталей с регламентированным марочным значением углерода. 15

При содержании углерода в сплаве в указанных количествах также появляется воэможность заменить дорогостоящие электролитический марганец или низкоуглеродистый ферромарганец более дешевым углеродистым ферромарганцем, в результате чего значительно снижается стоимость сплава.

Из аналогичных посылок влияния на температуру плавления сплава выбран нижний предел содержания кремния 0,5 мас.7. Верхний предел содержания кремния 3 мас.Ж объясняется необходимостью получить неметаллические включения алюминатного, а не силикатного типа, что отмечалось выше.

Оптимальным для раскисления является следующий сплав, мас.X: марганец 60, алюминий 14; кремний 1,7;

35 углерод 3 5; медь 1 5; железо остальное.

Предлагаемый сплав имеет плот, ность, приближающуюся к плотности о

:жидкой стали (5,8-6,3 г/см ), что делает его удобным для раскисления металла как в печи, так и в ковше.

60 .4

Сплав позволяет наряL-,, — с гл-;.минием в печь вводить также марганец„ соответствующий заданчсму сс ; .аланию его в готовой стали, Пример. В ка-.e"": основы для выплавки сплава пр- снялся высо.— коуглеродистый феррс. :яр":,ансц. Углеродистый ферромарганец расплавляли в электропечи вводили медь в количестве 0,2-3 йас.Т и =-атем сливали расплав в тигель " жидким алюминием. Составы полученных и затем опробованных сплавов приведены в табл. 1.

Расчет стоимости и".âeñò÷îão и предлагаемого сплавов показывает, что при одном и том †:.ÿ =ссдсржании марганца и алюминия стоимость предлагаемого сплава ..е. :..е, что вместо дорогостоящего феррсхрс.:а сплав вводят отходы меди. В табл. 2 приведен расчет стоимости : :- — ти: сплавов.

Таким образом, =".а счет изменения состава шихты стою .эс-ь 1 т предланаемого сплава будет на 22,75 руб. ниже, чем известнсгс.

Склонность к рассыпанию оценнвают пс длительности выдержки сплава до начала появления парсшксобраэнсй фазы, Испытания проводяr в течение месяца в сухой атмосфере (в закрытом эксикоторе) и во вл-"жной (камера с температурой 60 С, в которой находятся емкость с водой}. Результаты испытаний приведе. .ы з табл. 3.

Приведенные в табл. 3 данные свидетельствуют о преимуществе пред=лагаемого сплава при длительном хранении его вс вл""- -.îé атмосфере.

Ожидаемый экономический эффект от использования ".çîápåòåíèÿ составляет 680 тыс. руб.

1087560

Та блица 2

Расход шихтовых материалов на выплавку сплава

Стоимость 1 т шихтовых маСтоимость 1 т сплава без учета затрат на сплавление шихтовых материалов, руб.

Наименование шихтовых материалов, руб. териалов для выплавки сплаИзвест- Предланого гаемого вов

Известно- Предлагаего мого

Ферромарганец с содержанием марганца 787

0,640 0,640

500

О, 100

650

0,100

Алюминий

Феррохром с содержанием хрома 713

900.О, 028

434,68 411,96

0,020

100

Отходы меди

Ферросилиций

457

0,044 0,044

300

Металлический

0,188 О, l96 лом

Таблица 3

Состав сплава, мас.X

Начало рассыпания

Мп AE С Si

Cr Cu

Редактор Н.Джуган

Заказ 2588/24 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 5/4

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Про ктння, 4

40 5 3,6 0,1 0,1

47 11 4,6 1,6 2,6

5S 17 6 5 3,0 5 0

50 . 10 2,5 0 5 — 0,2

60 14 3,75 1,75 — 1,6

70 18 50 30 — 3 0

В сухой атмосфере Во влажной атмосфере через сутки

Составитель Н.Шепитько

Техред С.1Чигунова Корректор А.Тяско