Дефосфорирующая смесь для высокомарганцевой стали

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к рафинированию высокомарганцевой стали. Целью изобретения является повышение дефосфорирующей способности смеси, снижение угара марганца в процессе дефосфорации стали и снижение стоимости смеси. Дефосфорирующая смесь для высокомарганцевой стали содержит , мас.%: карбонат натрия 30-75 и отвальный шлак металлического марганца 25-70. Применение смеси позволяет повысить степень дефосфорации стали до 25-50%, уменьшить угар марганца до 0,2-2,5% и снизить стоимость смеси в 1,5-3,5 раза. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1452844 цр у С 21 С 7/064

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4217638/31-02 (22) 27. 03. 87 (46) 23.01.89. Вюл. Ф 3 (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) А.А.Шерстюк, В.И.Шеремет, В.П.Моргунов, В.В.Шаповалов, В.Т.Кудин, Д.Ф.Пожар, В.В.Булучевский и В.П.Расщупкин (53) 669 ° 15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельсгво СССР

И 732394, кл. С 21 С 7/064, 1978.

Заявка ФРГ У 2842563, кл. С 21 С 7/02, 1978. (54} ДЕФОСФОРИРУЮЦАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ВЫСОКОМАРГАНЦЕВОЙ СТАЛИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к рафинированию высокомарганцевой стали.

Целью изобретения является повышение дефосфорирующей способности смеси, снижение угара марганца в процессе дефосфорации стали и снижение стоимости смеси. Дефосфорирующая смесь для высокомарганцевой стали содержит, мас.7.: карбонат натрия 30"75 и отвальный шлак металлического марганца 25-70. Применение смеси позволяет повысить степень дефосфорации стали до 25-507. уменьшить угар марганца до 0,2-2,57. и снизить стоимость смеси в 1,5-3,5 раза. 1 табл.

1452844

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к рафинированию высокомарганцевой стали.

Целью изобретения является повышение дефосфорирующей способности

5 смеси, снижение угара марганца в процессе дефосфорации стали и снижение . стоимости смеси.

Дефосфорирующая смесь для высокомарганцевой стали содержит карбонат натрия и отвальный шлак металлического марганца при следующем соотношении компонентов мас.7: карбонат натрия 30-75," отвальный шлак металлического марганца 25-70.

При этом отвальный шлак металличес" кого марганца является отходом ферросплавного производства и содержит, мас.7: МпО 17,18; Si 22,27; AlqOa

0;1-2,5; СаО 43-45; Mg 0,01-2„5;

P O OO1-О,008; разные примеси — остальное.

Введение отвального шлака металлического марганца позволяет при 25 плавлении смеси обеспечить образование высокоосновного окислительного шлака. Термическая диссоциация карбоната натрия происходит по стехиометрической реакции 30.

Na CO> = Na О + СО, а основность шлака определяется как

СаО + Na@0 отношение

2. 35

Наличие окислов SiO и Na 0 в смеси способствует разжижению шлака, повышению жидкотекучести шлака и снижению температуры плавления шлаковой смеси. Наличие в смеси Mn u Mg спо- 0 собствует в процессе переплава образованию промежуточных фаз МпО и MgO, благодаря чему уменьшается угар марганца.

Высокое содержание окислов Ип в шлаке приводит согласно закону действующих масс к повышению содержания марганца в стали вследствие эффекта шлакового легирования.

Реакция окисления фосфора с помощью МпО также приводит к росту содержания марганца в стали.

5 (МпО + 2 (P ) — (Р О ) + 5 (Мп)

Получаемые в результате термической диссоциации окись натрия и окись кальция шлака связывают имеющийся в расплаве фосфор и образуют прочные соединения ÇNa . О - Р 10 z> ЗСаО. P 0, которые легко удаляются со шлаком при скачивании. Кроме того, выделяющийся в результате диссоциапии карбоната йатрия углекислый газ вызывает дополнительный барботаж и перемешивание расплава, что улучшает кинетику протекания процессов дефосфорации.

Дефосфорирующую смесь для высокомарганцевой стали подготавливают и испытывают следующим образом.

Карбонат натрия смешивают известным способом с отвальным шлаком металлического марганца, причем компоненты предварительно измельчают по известной технологии в виброистирателе. Количество отвального шлака металлического марганца в смеси варьируется в пределах 20-80 мас.%;

Полученную смесь в количестве

30 кг на 1 т металла вдувают по известной технологии в высокомарганцевую расплавленную сталь и выдерживают в течение 5 мин, после чего скачивают шлак и разливают сталь по формам.

Для проведения испытаний предварительно выплавляют паспортную болванку, соответствующую по химсоставу стали марки 110 Г13Л с содержанием фосфора 0,094%, марганца 12,87. кремния 0,827.. Стандартные навески металла паспортной болванки по 50 кг расплавляют в основной индукционной печи, после чего но достижении температуры I420 С проводят обработку расплавленного металла шлаковыми смесями составов, приведенных в таблице.

Перед выпуском металл подогревают до 1480-1520 С и раскисляют алюминием. Для проведения химического и спектрального анализов стали отлива- ют конические пробы "стаканчики" по два от каждой плавки, для проведения ударных испытаний отливают стандартные образцы. На подготовленных образцах проводят испытания на ударную вязкость при 20 С и1 -60 С (после охлаждения образцов в смеси жидкого азота и спирта).

Из таблицы видно, что при обработке жидкого металла смесями предлагаемого состава значительно снижается в стали содержание фосфора, степень

1 дефосфорации достигает 52% (вариант

2), для смеси оптимального состава степень дефосфорации 48,97. (вариант

25 Дефосфорирующая смесь для высокомарганцевой стали, содержащая карбонат натрия, отличающаяся тем, что, с целью повышения дефосфорирующей способности смеси, снижения угара марганца и снижения стоимости смеси, она дополнительно содержит отвальный шлак металлического марганца при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Карбонат натрия 30-75

Отвальный шлак металлического марганца

25-70 з 14528

3). При этом абсолютное уменьшение содержания марганца в металле не превышает 2,5% (вариант 2), для смеси оптимального состава 0,7 абс.X. Для сравнения приведены данные испытаний известной дефосфорирующей смеси (вариант 6). При использовании известной смеси степень дефосфорации составляет 7,4, а содержание марганца 1р в стали снижается на 5,4 абс. .. Это приводит к необходимости после обработки доводить металл по химсоставу путем присадок марганцевых ферросплавов, что вызывает повышенный расход 1с марганца. Степень дефосфорации в случае применения предлагаемой смеси выше в 3-7 раз, чем в случае применения известной смеси, а угар марганца ниже в 2-20 раз. Иеталл, обра- 20 ботанный смесью оптимального состава (вариант 3), после обработки практически не требует корректировки химсостава. Снижение содержания фосфора приводит к заметному увеличению ударной вязкости металла при комнатной температуре и особенно при отрицательных температурах. Если в исходном металле ударная вязкость при

20 и -60 С составляет 1,89 и

1, 11 МДж/м соответственно, то в металле, полученном при обработке по варианту 3 смесью 50 мас.X соды, 50 мас.% отвального шлака, ударная вязкость при 20 и -60 С составляет о

2,.43 и 2,25 МДж/м соответственно.

Полученный эффект достигается за счет ввода в состав смеси отвального шлака металлического марганца, содержащеro окислы марганца и кремния. Это значительно снижает угар марганца, позволяет уменьшить расход смеси на окисление кремния и повысить ее дефосфорирующую способность. Поскольку в смесях предлагаемого состава содержится отвальный шлак металлического марганца, стои" мость которого определяется расходами на его транспортировку к месту использования, стоимость смесей значительно снижается.

Таким образом, смесь предложенного состава позволяет повысить степень дефосфорации стали до 25-50Х уменьшить угар марганца до 0,2-2,5 и по сравнению с известной смесью имеет в 1,5-3,5 раза более низкую стоимость, Формула и з обретения

3452844

Ф Ф О Ю МЪ LA

p} . е» ч ф

Ю л . Ф о е ev

В а 1 Ф фф а

ФЬ

Ю»

° в В

° ° a»

Фч ЮЪ 4t и a a a о о о а

° ь 4В

Ф \ 0Ч

a. a ю л

3 о о } о

0О Ю

Ф а .СЧ ЕЧ

0}с 0}1 Ф} 0}} 0}}

О О О O O

1 1 В В В о î о о о г } } } ю.о о ю о. о е

СЧ СЧ tel Л Л а О О an О

Ю л а е сч л л

Ch

0Ч

CO о

Ф } л ь о

Ф Ъ

Ю ь о

4Ь о

Ф} о о

a a

М Фч

ОЪ Ю

Ф В

Ф ЧВ

Е4

CO Ch л л о о а 4В о о

Ч ВВ ф сч Сч

СЧ СЧ

CO Ю о о

CO 0O

° ь и сч Фч

° » °

0Ч

4 Ъ . Ф} а а о

Ill }a} в о

a a

° » ° о ъ ф Д

o o а ф

6Ъ а л

ФЧ . М

Ю Ю

Ф а о о

0O CO

a a

0Ч Фч

Сч

Ю о

Ф

СЧ

Ю °

СЬ о а о