Способ легирования стали молибденом

Авторы патента:

ЧИСТЯКОВ ВЛАДИСЛАВ ФЕДОРОВИЧ

КЛИОТ САМУИЛ АФРОИМОВИЧ

КУЛИШ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

БРЕУС ВАЛЕНТИН МИХАЙЛОВИЧ

КУСМАРЦЕВА НИНА АЛЕКСЕЕВНА

ПОПОВ ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ

ПЕТРОВ БОРИС СТЕПАНОВИЧ

МАТВЕЕВ АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ

КРАВЧЕНКО ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ

C22C7 - Сплавы на основе ртути

C21C7/06 - раскисление, например успокоение

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам обработки расплавов с использованием легирующих и шлакообразующих материалов . Цель изобретения - повьшение степени усвоения молибдена и повьшение зффективности рафинирования стального расплава от углерода, фосфора, серы. При выплавке легированной молибденом стали молибдат кальция вводят в расплав печи в смеси с силикатом щелочного металла, взятыми в соотношении (12-15,1):1. Смесь предварительно термообрабатывают при температуре 250-300 с в течение 5-6 ч. Силикат щелочного металла в смеси проявляет каталитическое действие на либдат молибдена, ускоряя его разложение и восстановление молибдена в расплав при температуре сталеплавильных процессов, что уменьшает потери молибдена и снижает загрязненность металла. Каталитическое действие силиката щелочного металла усиливается при термообработке. 2 табл. € (О С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН °, SU„, 29 257

Ai (Я) 4 С 22 С 7/00 7 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ЕЛЬСТВУ (21) 3973856/22-02 (22) 10. 11.85 .(46) 23.03.87. Бюл. И 11 (72) В.Ф.Чистяков, С.А.Клиот, В.П.Кулиш, В.М.Бреус, Н.А.Кусмарцева, В.Ф.Попов, Б.С.Петров, А.Н.Матвеев и В.С.Кравченко (53) 669.18.266(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1062277, кл. С 21 С 7/00, 1982.

Заявка Японии Ф 50-21408, кл. 10 J 142.2, 1975.

Морозов А.Н. Современный мартеновский процесс. вЂ” Свердловск: Метал- лургиздат, 1961, с. 233. (54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ МОЛИБДЕНОМ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам обработки расплавов с использованием легирующих и шлакообразующих материалов. Цель изобретения вЂ” повьппение степени усвоения молибдена и повьппение эффективности рафинирования стального расплава от углерода, фосфора, серы. При выплавке легированной молибденом стали молибдат кальция вводят в расплав печи в смеси с силикатом щелочного металла, взятыми в соотношении (12-15,1):1. Смесь предварительно термообрабатывают при температуре 250-300 С в течение 5-6 ч.

Силикат щелочного металла в смеси проявляет каталитическое действие на молибдат молибдена, ускоряя его раэлокение и восстановление молибдена в расплав при температуре сталеплавильных процессов, что уменьшает потери молибдена н сникает загрязненность металла. Каталитическое действие силиката щелочного металла усиливается при термообработке. 2 табл.

1 129825

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам обработки расплавов с использованием легирующих и шлакообразующих материалов.

Цель изобретения вЂ” повышение степени усвоения молибдена и,повышение эффективности рафинирования стального расплава от углерода, серы, фосфора.

Молибдат кальция вводят в смеси fO с силикатом щелочного металла в соот" ношении (12-15, 1): 1 соответственно, .предварительно термообработанной при

250-300 С в течение 5-6 ч.

Изобретение основано на каталитическом действии силиката щелочного

l металла на молибдат кальция, ускоряющем его разложение при температуре сталеварения и восстановления молибдена из оксида. Особенно эффективно 2{) влияние силиката щелочного металла в том случае, если приготовленная смесь подвергается термической обработке. При этом существенное влияние на степень усвоения молибдена к пока-25 эатели рафинирования оказывает не только соотношение компонентов в смеси, но и режим ее термической обработки.

Оптимальное соотношение между компонентами определяется с точки зрения каталитического ускорения реакции диссоциация молибдата кальция, при этом восстановление молибдена происходит, минуя стадию образования летучего при температурах сталеварения оксида МоОЗ, что сокращает потери молибдена за счет испарения его оксида и увеличивает полезное использование 4О молибдена. Кроме того, оптимальное соотношение компонентов смеси способствует сокращению потерь молибдена за счет уменьшения уноса частиц молибдата кальция газовыми потоками. 4 .Отклонение соотношения между молибдатом кальция и силикатом щелочного металла от оптимального приводит к повышению потерь молибдена. При уменьшении соотношения менее 12:1 происходит ухудшение извлечения молибдена и снижение эффекта рафинирования стали от углерода и фосфора, вследствие образования молибдата щелочного металла, а ухудшение рафинирования металла от серы обусловлено повышенным содержанием вносимого с силикатом щелочного металла оксидом кремния и увеличением степени ней7 2 трализации извести, образующейся при разложении молибдата кальция. При увеличении соотношения более 15,1: I извлечение молибдена и рафинирование расплава от примесей ухудшается, вследствие недостатка силиката щелочного металла, в результате чего не проявляется его каталитическое действие, а также вследствие повышенных потерь молибдата кальция с выделяющимися газами.

Термическая обработка смеси молибдата кальция и силиката щелочного металла способствует снижению потерь молибдена и повышению степени рафинирования стали от примесей углерода, фосфора, серы, как за счет более полного использования каталитических свойств силиката щелочного металла, так и эа счет частичного офлюсования силикатом образующегося при диссоциации молибдата оксида кальция. Откло-,... нение режима термообработки смеси от оптимального приводит к снижению полезного использования молибдена и ухудшению степени рафинирования стали от углерода, фосфора, серы.

Уменьшение температуры термообработки смеси менее 250 С ухудшает сте-. пень рафинирования стали от примесей из-за недостаточного инициирования каталитических свойств силиката щелочного металла. Ухудшение рафинирующих свойств и снижение степени усвоения молибдена при уменьшении продолжительности выдержки менее 5 ч происходит по этой же причине. Увеличение температуры термообработки смеси выше 300 С приводит к снижению каталитических свойств силиката щелочного металла иэ-за частичного офлюсования молибдата кальция и уменьшения степени усвоения молибдена и рафинирования стали от примесей, а- увеличение продолжительности выдержки более 6 ч приводит к повышенным потерям молибдата кальция при термообработке за счет уноса его частиц отходящими газами.

Способ осуществляют следующим образом.

Приготовление смеси осуществляют смесеприготовительном оборудовании.

Термообработанный молибдат кальция в смеси с силикатом щелочного металла охлаждается на воздухе и в охлажденном виде подается к сталеплавильному агрегату.

7 4 ние молибдена сталью наблюдается при использовании 100Х-ного молибдата кальция. Рафинирующие свойства молибдата кальция низкие. При использовании смесей молибдата кальция с силикатом щелочного металла усвоение молибдена повышается незначительно до

85Х (плавки 5 и 6). При использовании смеси с оптимальным соотношением наблюдают значительное увеличение степени использования молибдена вЂ” до

96,6Х (плавка 9). Дополнительная термообработка смеси способствует некоторому повышению степени использования молибдена вЂ” до 97-97,6Х (плавки 7 и 8). Рафинирование металла от примесей на плавках 4-9 практически не различается и находится на высоком уровне.

Существенно отличающиеся результаты достигнуты на плавках 1-3, где обработку ванны ведут смесью молибдата кальция с силикатом щелочного металла при соотношении между ними (12-15, 1): 1, предварительно подвергнутой термической обработке при 250о

300 С в течение 5-6 ч. На этих плавках достигают практически 100Х-ное усвоение молибдена и происходит увеличение степени рафинирования металла от таких примесей, как углерод, фосфор, сера.

Использование технологии позволяет значительно повысить использование молибдена и увеличивает степень рафинирования стального расплава от примесей.

Формула изобретения

Способ легирования стали молибденом, включающий введение молибдата кальция в покрытый слоем жидкого шлака расплав металла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени усвоения молибдена и повьппения эффективности рафинирования стального расплава от углерода, серы и фосфора, его вводят в смеси с силикатом щелочного металла в соотношении (12-15,1):1 соответственно, смесь предварительно термообрабатывают при

250-300 С в течение 5-6 ч.

3 129825

Пример ы 1 вЂ” 3. При выплавке в основной мартеновской печи молибденсодержащей стали марок 40ХН2МА, 20ХН2МА легирование молибденом осуществляют с использованием молибдата кальция, который предварительно пере-, мешивают с силикатом щелочного металла в соотношении (12-15,1):1, нагревают до 250-300 С и выдерживают при этой температуре в течение 5-6 ч. fp

На плавках 1,2 используют силикат натрия, на плавке 3 вЂ” силикат калия.

Смесь вводят в ванну мартеновской печи во второй половине рудного Ки.пения при содержании углерода, на f5

0,3-0,5 превышающем среднеэаданное в готовой стали. После введения смеси интенсивность кипения ванны и перемешивание металла со шлаком увеличивается и продолжается с повышенной Zp интенсивностью 10-15 мин. Химический состав металла определяют перед введением реагента и через 15 мин после его введения.

Варианты осуществления способа, 25 соотношения между молибдатом кальция и силикатом щелочного металла, режимы термообработки смеси и полученные .при обработке стали результаты приведены в табл. 1 и 2. 30

Для сравнения проводят плавки 4-9 аналогичных марок стали, на которых легирование молибденом осуществляют по другим режимам. На плавке 4 используют молибдат кальция без какихлибо добавок, вводят его в металлических банках. На плавках 5-6 вводят молибдат кальция в смеси с силикатом натрия при соотношениях, отклоняющихся от (12-15, 1): 1, по термообработан-40 ным по таким же режимам, как и на плавках 1-3. На плавках 7-9 молибдат кальция вводят в смеси с силикатом натрия при таком же, как и на плавке 1, соотношении, но термообработан- 45 ным по отличающимся от плавок 1-3 режимам: на плавках 7-8 температура и продолжительность выдержки отличаются от соответствующих параметров на плавках 1-3, на плавке 9 смесь ис-5р пользуют в нетермообработанном виде.

Как видно из представленных в таблицах данных, наиболее низкое усове1298257

Т а б л и ц а 1

Режим термообработки смеси

Плавка

Продолжитель.ность выдержки, ч емпература, С

3,3

5,5

250

12: 1

4,4

300

4,0