Способ раскисления рельсовой стали
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла в печи марганецсодержащим, а в ковше - марганеци алюминийсодержащим сплавами, отличающийся тем, что, с целью снижения загрязненности металла включениями корунда. Уменьшения угара легирующих элементов и улучшения качества поверхности рельсов, 0,3-0,6 требуемого количества марганца вводят в печь в сплаве кремний-марганец-алюминий , содержащем 1-3,5% алюминия, .через 3-14 мин плавку вьшускают i в ковш, и по ходу наполнения ковша вводят остальное количество марган (Я ца в сплаве кремний-марганец-алюмийий , содержащем 1,5-6,8% алюминия, причем отношение количества алюминия , вводимого в печь, к количеству алюминия, вводимого в ковш, поддерживают в пределах 0,25-2,2. 4 4 ОО
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК
РЕСПУБЛИН (51)4 С 21 С 7/06
®CK e ae
1Э „ ;„ „" ..","„„g
ЯЩЮЯЩд
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3716969/22-02 (22) 29.03.84 (46) 23.08.85. Бюл. Яр 31 (72) В.А. Паляничка, Л.К. Нестеров, М.С. Гордиенко, И,Г. Волков, Н.А. Фомин, Н.С. Юдин,И.И.Люборец, Б.И. Ворожищев, В.Я. Монастырский, В.В. Поляков и А.Ф. Кузнецов (71) Украинский ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 669.145(088.8) (56) Раскисление рельсовой стали в ковше силикомарганцем.-Сталь, 1984, 9 3, с. 24-25.
Авторское свидетельство СССР
9 443919, кл. С 21 С 7/06, 1973.
Авторское свидетельство СССР
В 380720, кл. С 21 С 7/06, 1971.
„„SU„„1174482 А (54) (57) СПОСОБ РАСКИСЖНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, включающий раскисление металла. в печи марганецсодержащим, а в ковше — марганец- и алюминийсодержащим сплавами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения загрязненности металла включениями корунда, уменьшения угара легирующих элементов и улучшения качества поверхности рельсов, 0,3-0,6 требуемого количества марганца вводят в печь в сплаве кремний-марганец-алюминий, содержащем 1-3,5Х алюминия, .через 3-14 мин плавку выпускают в ковш, и по ходу наполнения ковша вводят остальное количество марганца в сплаве кремний-марганец-алюминий, содержащем 1,5-6 8Х алюминия, причем отношение количества алюминия, вводимого в печь, к количеству алюминия, вводимого в ковш, поддерживают в пределах О, 25-2, 2.
1174482
Изобретение относится к черной металлургии и предназначено.для использования, преимущественно, в сталеплавильном производстве при выплавке стали для железнодорожных 5 рельсов, а также может быть использовано в машиностроении при выплавке стали для изделий, работающих прФ. .циклических нагрузках.
Цель изобретения — снижение за, грязненности металла включениями корунда, уменьшение угара легирующих эле фнаов и улучшение качест.ва поверхности рельсов.
Металл раскисляют в печи и в ков- 1
rae сплавов кремний-марганец-алюминий. При этом образуются включения типа марганцевого граната (ЗМпОх .хА1 0 ЗЯБКО ), марганцевого кордиерита (2Мп0.2А120 5SiOq) или марганцевого анортита (МпО-Al>0> 2SiO ), имеющих температуру плавления в пределах 1120-1200 С. Следовательно, включения в стали находятся в жидком виде,. поэтому хорошо укрупняются 25 и удаляются из металла. Оставшееся небольшое количество включений затвердевают в виде мелких капель, т.е. имеют благоприятную округлую форму.
Выбор граничных параметров обусловлен следующим.
В печь необходимо ввести не менее
30% марганца в сплаве Si NnA1, причем содержание алюминия в сплаве должно . быть не менее 1%, для надежного фиксирования углерода в расплаве.
Больше 60% сплава в печь вводить нецелесообразно, так как угар легирующих элементов в печи больше, чем в ковше. Содержание алюминия в сплаве не должно превышать 3,5%, так как в противном случае часть сплава остается в шлаке вследствие пониженной его плотности.
Плавку можно выпускать через
3 мин после ввода сплава, так как он растворяется быстро (для SiNn минимальное время составляет 10 мин, для FeNn - 15 мин). При меньшем промежутке времени часть Si NnA1 не успеет. раствориться. Максимальное время не должно превышать 14 мин, так как алюминий быстро действующий раскислитель, поэтому в процессе выпуска имеет место поступ-. ление кислорода из атмосферы в металл (вторичное окисление), которое приводит к повышенному угару легирующих элементов.
Содержание алюминия в сплаве
Si NnA1 вводимом в ковш, должно быть не менее 1,5% чтобы обеспечить требуемый размер природного зерна и, соответственно, ударную вязкость металла. Использование сплава с содержанием алюминия более
6,8% затруднено, так как он разлагается при сравнительно небольшой длительности хранения. Кроме того, при большом содержании алюминия в сплаве не исключается частичное образование обособленной фазы корунда (ос = А1 О ), Отрицательное влияние которого на эксплуатационную стойкость рельсов известно.
Отношение алюминия, вводимого в печь и в ковш, определяет в значительной степени загрязненность металла включениями, их состав и угар легирующих элементов. Если это отношение нике 0,25, имеет место поступление кислорода в металл за счет вторичного окисления. В этом случае значительная часть алю-! миния вводится в ковш, что не исключает образования корунда. Кроме того, поступивший в металл кислород частично окисляет кремний и марганец.
При соотношении большем 2,2 не обеспечивается требуемый размер природного зерна металла и ухудшаются его механические свойства
Допускается корректировка химического состава стали добавками в ковш кремнийсодержащих ферросплавов.
Опытная проверка предлагаемого способа проведена для пяти вариантов раскисления стали (табл. 1). Кроме того, для сопоставительного анализа также опробован известный способ.
Сталь марки N76 выплавляют скрапрудным процессом в 420-тонных мартеновских печах. Разливку металла производят сверху в слитки массой, 8,4 т. Слитки транзитом прокатывают на рельсы типа .Р65, которые подвергают закалке в масле.
Результаты опробования различных вариантов раскисления стали приведены в табл. 2..
Следует отметить, что сплав кремний-марганец-алюминий с содержанием менее 1% алюминия не обеспечивает надежное раскисление металла в печи, что приводит к непопаданию,1174482 по углероду в заданную марку. При содержании алюминия в сплаве более
3,5% часть его остается в шлаке, поэтому содержание марганца не соответствует марочному для рельсовой стали.
При содержании в сплаве, вводимом в ковш, алюминия менее 1,5 . имеют место выпады по ударной вязкости.
Согласно проведенного опробования в промышленных условиях предлагае- . мый.способ в сравнении с известным уменьшает угар марганца и кремния на 8-10 практически устраняет перевод рельсов во 1! сорт по загрязненности строчечными оксидны- . ми включениями (при использовании базового объекта количество рельсов
11 сорта по этому показателю составляет 20-50Х от проконтролированных), повышает выход рельсов 1 сорта на
7 за счет снижения пораженности их дефектами поверхности.
10 Предлагаемый способ раскисления рельсовой стали представляет интерес для народного хозяйства, так как позволяет съэкономить дефицитные ферросплавы и улучшить работу
15 . железнодорожного транспорта страны.
1174482
1 о
lA
of al
Н о ж
Е
0О л
C) ! !
1 >
1 Э
1 Ес«
Е л
Е» с«
1
1
Н
ill о
Х! ) 1
0»
10 0 10 Х о сч
1
Х 1
Ю 1 о
1
1 I
Э
l0 С»
Ф 14 ж о
C0 g
Ж И Х
O,О»0
С0 (б Э
ЕО Р
1 Э ф >Я C0>Я с0
1 Н 1
I Р3 1 о
I М 1
1
I
1 0 I
1 0 I
1 Э
1 1 1 ! 1
1
1 гс
1 M
1 Э
I Pi
1 — —.-»
I л
»! I Э 1 а» В и
Е» 1 о u ч
Ф Л 00 «3 Ф л л л л
О О сЧ .О ч» о с ъ а с» л л л л л с М О а М le
N с»4 М СЧ М л ° \ л л л о о о
I 1 1 I I
I 1 1 1 I с4 сч сч cv с»4 л 00 л л л л
0О 00 Л Ф о л сЧ М О г
Qh CV
CV М "б 1О О л л л л л о о о о о
1 1 1 I 1
М сЧ М) л л л л м м с л
Ц Cd
Э С» Ф - с М
Р (б
I »
Е» Е
V O»C
Э Ccl Э
1174482
Таблица 2
Угар элементов, 7
Кремний
Марганец свыше S.мй (ff сорт). до 8мм (3 сорт) Предлагаемый
17,4
24,8
15,2
23,4
100
15,4
Нет
14,9
21 9
100
14,7
15,3
22,2
100
15,8
16,8
25,6
20,2
22,9
32,6 бб
21,7
Составитель В. Сарамутин
РедактоР Н. Бобкова ТехРед 3.Палий КоРРектоР E- Рошко
Заказ 5143/28 Тираж 553 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Вариант раскисления
Известный (базовый объект) Количество плавок с длиной строчек оксидных включений,Ж
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Рельсов с дефектами поверхности, Х
