Сплав для раскисления рельсовой стали

 

СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕШ Я РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, содержащий кремний, марганец,алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, отличающ и и с я тем, что, с целью уменьшения поверхностных дефектов стали, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов , мас.%: Кремний30-50 Марганец8-18 Алюминий0,5-1,5 Титан0,5-1,5 Цирконий .3-15 Кальций , 0,4-1,9 i Магний0,2-0,9 ЖелезоОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (и) А

4(51 ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCGP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3503188/22-02 (22) 03.09.82 (46) 30.01.85. Бюл. Р 4 (72) И.Г.Волков, А.Г.Рабинович, И.С.Гордиенко, В.И.Хмиров, А.И.Ткаченко, Н.А.Фомин, Н.С.Юдин, Г,И.Сальников и Ю.П.Канаев (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 669.13-198 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР .N - 350855, кл. С 22 С 35/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

Ф 382736, кл. С 22 С 35/00, 1971. (54) (57) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, содержащий кремний, мар ганец, алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения поверхностнык дефектов стали, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Кремний 30-50

Марганец 8-18

Алюминий 0,5-1,5

Титан 0,5-1,5

Цирконий 3-15

Кальций О, 4-1, 9

Магний 0,2-0,9

Железо Остальное

1 11371

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в сталеплавильных цехах.

Известен сплав, содержащий, %

Мп 50-70, A E 10-25, Si О, 9-5, О, Си

0,2-2,0, Fe остальное $13

При низком содержании кремния в сплаве основную роль в качестве раскислителя играет алюминий (марганец является слабым раскислителем) . В 1О этом случае неизбежны образование в, стали строчечных включений глинозема и массовая отбраковка рельсов, длина строчечных включений в рельсовой стали не должна превьппать 8 мм для рельсов П группы и 2 мм для рельсов

? группы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав (21, 20 содержащий, мас.%:

Кремний 40,0-55,0

Цирконий 5, 0-20,0

Марганец 5,0-15,0

Кальций 0 5-4,0 25

Титан 7,0-15,0

Алюминий До 15

Железо Остальное

При превалирующем содержании в сплаве циркония и титана в нем Неизбежно образование строчечных включений оксидов. Кроме того, при содержании в известном сплаве 7-15% титана, независимо от содержания кислорода в металле, будут образовываться строчки нитридов и карбонитридов титана, что при прокатке способствует образованию на поверхности металла рванин и трещин.

Цель изобретения — уменьшение поверхностных дефектов стали.

Поставленная цель достигается тем, что сплав для раскисления рельсовой стали, содержащий кремний, марганец, алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний 30-50

Марганец 8-18

Титан . 0,5-1,5

Алюминий О, 5-1,5

Цирконий 3-15

Кальций 0,4-1,9

Магний О, 2-0,9

Железо Остальное

Предлагаемый сплав отличается от протипа не только наличием в нем

09 магни 1, но и резким снижением содержания алюминия. Снижение содержания алюминия обусловлено изменением его роли: из элемента, окончательно раскисляющего сталь, он становится элементом, используемым для предвари-. тельного раскисления стали, тем самым исключается существенное загрязнение ее строчечными включениями глинозема. Содержание марганца в сплаве обусловлено тем, что основное его количество вводится с ферромарганцем и силикомарганцем при раскислении металла в печи. Содержание кремния в стали должно быть обеспечено вводом сплава без добавок ферросилиция,.поэтому содержание кремния в сплаве находится на уровне содержания его в 45% ферросилиции.

Титан и цирконий также могут образовывать строчки неметаллических включений в стали, первый — карбонитридов титана, второй — окислов цикрония.

Поэтому при выборе содержания их в сплаве необходимо учитывать это обстоятельство. Содержание в сплаве максимально Ti 1,5% исключает образование строчечных включений. Цирконий является более сильным раскислителем, чем кремний, алюминий и титан, поэтому при вводе его в больших количествах, даже при низком содержании свободного кислорода в металле, возможно образование строчечных включений следствие восстановления цирконием указанных элементов из их окислов (продуктов раскисления).

Поэтому содержание циркония в сплаве ограничено максимально 15%. При таком содержании циркония исключается образование развитых строчек оксидов.

Кальций и магний более сильные раскислители, чем цирконий, поэтому восстановление их окислов цнрконием не происходит, кроме того, эти элементы модифицируют металл, образуя неметаллические включения глобулярной формы, что препятствует возникновению строчечных включений и повьппа-, ет ударную вязкость металла.

Пример. Сплавы изготовляли сплавлением 90% ферросилиция, 65% ферросилиция металлического марганца, силикомарганца, металлического титана и алюминия, силикокальция, силикомагния, силикоциркония, Полученные сплавы однородны и плотны. Плотност сплавов 4-6 г/см ".

1137109

Таблица 1

Химический состав приготовленных сплавов

Содержание элементов, мас.X.

Si lin. А1 Ир, Са Ti Zr

Сплав

С Fe

505 185 16 10 20 16 155 03 Остальное

50 18 15 09 19 15 15

0,3 Остальное

Остальное

0,3

50 18 0 5 0 2 О 4 0 5 15

40 13 1,0 05 1,1 10 9

Остальное

Остальное

0,3

0,3

8 0 5 О 2 0 4 0 5 3

8 1,5 0,9 1,9 1,5 3

Остальное

0,3

29,5 .7,5 0,45 О, 15 0,3 0,4 2,5 0,3

Остальное

Остальное

3,5 14 15

2,2 11 13

0,5 6 6

50 10 1 2

Остальное

1,0

47

Остальное

0,5

3

Сплавы опробовали при раскислении рельсовой стали марки М 76.

Сталь выплавляли в дуговой электропечи ДСН-0,5. По достижении содержания углерода в металле 0,70-0,757. сталь раскисляли в печи ферромарганцем и силикомарганцем из расчета получения в стали О, 1-0,2X Si и 0,60,97. Мп.

При 1575-1585 С плавку выпускали

0 последовательно в два ковша. объемом

300 кг металла.

Из каждого ковша отлили семь

50 кг слитков, которые прокатали на квадрат 56 мм.

В табл. 1 приведен химический состав сплава предлагаемого (1-7) и известного составов (8-10).

В табл. 2 приведены результаты оценки качества поверхности заготовки.

Во всем диапазоне разбега ингре- диентов предлагаемого сплава пораженность пленами проката была меньше на 0,8-2, 17. (на 10-20Х относительных), а трещинами примерно в два

10 раза меньше, чем при использовании известного сплава. Видна общая тенденция ухудшения качества поверхнос.ти с уменьшением содержания магния и увеличением содержания титана в

f5 стали.

Ожидаемый годовой экономический эффект при производстве 2,5 мпн. т рельсовой стали составит 10 млн.руб.

1137109 аблица

Качество поверхности проката (квадрат 56 мм) Процент заготовок с дефектами поверхности плена трещина рванина роструктуры

500

2,0

1,3

8,1

1,2

525

8,0

7 9

532

1,3

8,0

527

8,0

33,3

1,9

509

0,5

2,8

470

0,5

8,9

0,5

2,2

9,0

499

Плавка (по Жидкотекуномеру честь, мм сплава) Составитель Н.Шепитько

Редактор Ю.Ковач Техред М.Гергель KoppeKtop А Ильин

Заказ 10468/18 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Процент с дефектами мак