Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна
Изобретение относится к металлургии, конкретно к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов, и может быть использовано при плавке чугуна для прокатных валков. Целью изобретения является повышение механических свойств чугуна при увеличении усвоения им марганца и снижении стоимости его легирования. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас.%: бессолевой высокоглиноземистый шлак производства вторичного алюминия 3-13, шлак производства ферромарганца 5-15, стружка от прокатных валков остальное. Применение легирующей смеси позволяет снизить в чугуне содержание вредных примесей, за счет чего достигается увеличение прочности в 1,23 раза и ударной вязкости в 1,9 раза. При этом увеличивается степень усвоения марганца из смеси в 1,52 раза и снижается стоимость легирования чугуна в 1,5 раза. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
14 А1
„„SU
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
I(21) 4429855/31-02 (22) 23.05.88 (46) 30.11.89. Бюп. В 44 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Н.А. Будагьянц, Ю.И. Циргвава, О,В. Пузырьков-Уваров, А.Г. Кучер, А.В. Вихров, А.А. Сирота, А.Н. Морозов.и В.Я. Гапотченко (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1082853, кл. С 22 С 35/00, 1984.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1350186, кл. С 22 С 35/00, 1987. (54) ЛЕГИРУЮЩАЯ CMECb ДЛЯ BMIJIABКИ
ВАЛКОВОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии, конкретно к легирующим смесям для обработки желеэоуглероИзобретение относится к металлургии, конкретнее к легирующим смесям для обработки желеэоуглеродистых сплавов, и может быть использовано при плавке чугуна для прокатных вал» ков.
Цель изобретения — повьппение механических свойств чугуна при увеличении усвоения им марганца и снижение стоимости его легирования.
Предложенная легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит бессолевой высокоглиноэемистый шпак производства вторичного алюминия, шпак проиэводства ферромарганца и стружку от прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас.Х д11 4 С 21 С 1/00 С 22 С 35 00
2 дистых сплавов, и может быть использовано при плавке чугуна для прокатных валков. Цель изобретения — повьппение механических свойств чугуна при увеличении усвоения им марганца и снижения стоимости его легирования. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас,Х; бессолевой высокоглиноземистый шпак производства вторичного алюминия
3-13, шлак производства ферромарганца 5-15, стружка от прокатных валков остальное. Применение легирующей смеси позволяет снизить в чугуне содержание вредных примесей, за счет чего достигается увеличение прочности усвоения марганца из смеси в 1,52 раза и снижается стоимость легирования чугуна в 1,5 раза. 2 табл.
Бессолевой высокоглиноземистый шлак производства вторичного алюми ния 3-13
lllJIBK проиэводс Tва ферромарганца 5-15 .Стружка от прокатных валков Остальное
Угар легирующих элементов и степень их восстановления из окислов образующегося в печи шлака определяют прежде всего степенью раскисления шпака (концентрацией и активностью в нем эакиси железа), а поэтому в предложенной смеси вместо углерода используется значительно
1525214 более сильный восстановитель — алюминий, вводимый в составе бессолевого высокоглиноземистого шлака производства вторичного алюминия (10-187
Аl < ) . Желательным является и на5 м т личие глинозема в печном шлаке, обеспечивающего снижение вязкости кислых шлаков, от которой зависят кинетика и скорость восстановительных процессов. Поэтому в качестве восстановительной и разжижающей добавок в составе легирующей смеси используется высокоглиноземистый шлак, образующийся при производстве вторичного алюминия, который имеет следующий химический состав, мас, Х: Аl 9-18;
Fe 3-8; SiO 1-6; Si 0,1-0,5; FeO
О, 1-0,6; Zn 0,01-0,26; Си 0,01-0,25;
S 0,001-0,02; P 0,001-0,3; Al О остальное.
Проведенные исследования кинетики восстановления закиси марганца в присутствии металлического железа показали существенное влияние металлического железа на снижение температуры начала восстановления закиси марганца и ее силикатов углеродов, а.также иа значительную интенсификацию под ее влиянием процессов восста30 новления. В качестве катализатора восстановительных процессов с большой эффективностью могут быть использованы частицы BblcoKoyrëåðaäèñòîãî железа в виде чугунной стружки (например, образующейся при механической обработке прокатны валков), преимущество которой перед стальной стружкой заключается в наличии в ней восстановителя (углерода) и в низкой ее
40 температуре плавления.
Пример ° В идентичных условиях в вальцелитейном цехе прокатных валков проводили в дуговой печи ДС-5.
МТ плавки чугуна,для прокатных валков
45 исполнения СПХН вЂ” 45 следующего химического состава, мас. 7.: С 3 0; Si
0,7; Мп 0,7; P 0,3; Cr 0,7; Ni 1,0.
В качестве металлошихты использовали валковый доменный чугун ЧВ-1 следующего химическогa состава, мас.7:
С 3 9; Si О 3; Мп О 4; $ 0 05; P
0,07, — а также ферросплавы ФС-75, ФМ„-78; ФХ650 и катодный никель. Легирующие смеси загружали на подину печи перед вводом металлошихты в количестве 15Х от веса последней. Для получения известной и предложенной смесей использовали следующие мате- риалы: а) шпак производства ферромарганца, содержащий, мас. 7: СаО 36, 5;
SiOq 35,4; А1 0 5,5; MgO 2,4; FeO
0,3; P 0,07; S 0,7; С 0,4; МпО 17,2; (K O + Na O) б) подовый шлак от сжигания мазута, содержащий, мас. 7.: SiO 43,5;
7 О 28,8; СаО 5,2; Аl О 2,5; MgO
1,5; ГеО 0,6; МпО 0,5; NiO 8,6; S
2,4; С 1,7; в) бессолевой высокоглиноземистый шпак производства вторичного алюминия, содержащий, мас. 7.: Al „„ 14,8;
Feмет 4,5; Si0 4,8; Са 0,18; Si 0,4;
FeO 0,1; Zn 0,09; S 0,001; P 0,002;
Al Π— остальное г) чугунную стружку, образующуюся при механической обработке прокатных валков и содержащую, мас. 7.: С 2,8;
Si 0,7; Nn 0,7; Cr 0,6; Ni 1,0.
Конкретные составы сопоставляемых смесей приведены в табл. 1, а результаты опытных плавок в табл, 2.
Пределы содержания шпака производ» ства ферромарганца в смеси 5-157 обусловлены достижением максимальной обессеривающей способности шпака и обеспечением повышения уровня механических свойств чугуна. При содержании шпака производства ферромарганца в смеси менее 5Х (плавки 2 и 15) уменьшается содержание закиси марганца в образующемся печном шлаке, в результате чего не достигается эффективной десульфурации чугуна и повышения уровня его механических свойств
При увеличении содержания шпака производства ферромарганца более 15Х за счет уменьшения доли шлака производства вторичного алюминия (плавка 6) снижается степень усвоения марганца иэ смеси в связи с недостаточным количеством восстановителя алюминия, что ведет к снижению рафинирующей способности смеси и механических свойств чугуна.
Пределы содержания шпака производства вторичного алюминия 3-137. обусловлены обеспечением максимальной восстановительной и рафинирующей способности смеси. При снижении содержания этого шпака менее 3Х в смеси снижается степень восстановления марганца из закиси марганца и повышается содержание кислорода в чугуне (плавки 7 и 15), что приводит к по5214
25 производства вторичного алюминия йпак производства ферромарганца
Стружка от прокатных валков
3-13
5-1 5
Остальное
Таблица 1
Содержание компонентов в смеси, мас.X
Плавка
Стружке
Шлак
П од оный шпак от
Шлак
Углерод от прокатных производства вторнчного производства ферромарганца сжигания мазута валков алюмнння
89
87
82
77
89
87
77
92
72
82
82
96
20
10
17
10
10
15
17
1*
3**
4**
5**
7
8**
9**
11**
12**
13**
14**
8
8
8
3
13
13
1
* Смесь-прототип
** Смесь предложенного состава.
5 152 нижению механических свойств чугуна.
Прн увеличении количества шпака про-. изводства вторичного алюминия более
137 (плавка 10) чугун насыщается ме- . таллическим алюминием, который ферротизирует матрицу чугуна и способствует насыщению его водородом, что приводит к ухудшению механических свойств сплава.
Пределы содержания стружки от прокатных валков в смеси определяются ее каталитическим действием на восстановительные процессы, а также легированием из стружки чугуна никелем и хромом. При увеличении количества стружки в смеси более 927. (плавка 15) снижаются десульфурирующая и рафинирующая способности смеси за счет уменьшения доли шлакообразующих добавок, а при уменьшении ее количества ниже 727. (плавка 16) увеличиваidpcH затраты на легирование, увеличивается количество шлака и, соответственно, длительность плавки и трудоемкость процесса на скачивание шпака.
Таким образом, применение предложенной легирующей смеси для выплавки валкового чугуна обеспечивает снижение в нем содержания вредных примесей, за счет чего достигается увеличение прочности в 1,23 раза и удар- ной вязкости в 1,9 раза. Ее использование обеспечивает увеличение ус— воения марганца из смеси в 1,52 раза и снижения стоимости легирования в 1,5 раза.
Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я
Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна, содержащая шпак производства ферромарганца, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна при увеличении усвоения им марганца и снижении стоимости его легирования, она дополнительно содержит бессолевой высокоглиноземистый шлак произ20 водства вторичного алюминия и стружку от прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Бессолевой высокоглиноземистый шпак
1525214
Таблица 2
Усвоение
Стоимость
Ударная вязкость чугуна, Дж/мз (10 ) Плавка одержание в чугуе примесей,мас.Х менсопивлелегирования чугуна,руб./т марганца из смеси, Х е чуна на гиб, МПа кислород сера
Составитель К. Сорокин
Техред М.Ходанич
Корректор Л.Бескид
Редактор Л. Веселовская
Тираж 530
Заках 7188/20
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-нэдательский комбинат "Патент". г.Ужгород, ул. Гагарина,101
2
4
6
8
11
12
13
14
О, 12 0,011
0,07 0,005
0,05 0,005
0,04 0 005
0,04 0,005
0,07 0 005
0,08 0,009
0 05 0,007
0,04 0,004
0,04 0,004
0 05 0,007
0,04 0,004
0,04 0,004
0,05 0,007
0,08 0,009
0,07 0,007
711
792
819
781
707
709
787
791
712
784
776
792
787
643
710
0,3
0,4
0,6
0,8
0,6
0,4
0,4
0,6
0,6
0,4
0,6
0,6
0,4
0,4
0,3
0,4
42
64
64
64
63
63
64
66
62
52
40,5
35,0
35,4
35,4
35,5
35,6
35,2
35,1
35,6
35,9
35,1
35,6
35,5
35,2
35,0
36,0
