Материал для обработки железоуглеродистых расплавов

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внег1ечнрй обработк1л железоуглеродистых расплавов с широким диапазоном содержания углерода. Цель - удешевление, повышение технологических возможностей и повышение степени усвоения титана. ЛЛатериал дли обработки железоуглеродистых2расплавов содержит некондиционный губчатый титан и сплав алюминия с магнием, при следующем соотношении компонентов, мас.%: некрндищ/юнный губчатый титан 20- 94. сплав алюминия с магнием 6-80. Кроме того, с целью микролегирования и десульфурации чугунов материал содержит, мас,%: некондиционный губчатый титан 20-50, сплав алюминия с магнием 50-80 при следуй)щем соотношении компонентов в сплаве, мае.%: алюминий 8,32-31,25; магний 68,75- 91,68. Кроме того, с целью мик'ролегирования низкОуглеродистых йизнсолегированных сталей материал содержит, мае. %: некондиционный губчатый титан 20-50, сплав алюминия с магнием 50-80 при следующем соотношении компонентов в сплаве, мае. %: алюминий 68,75-91,68,- магний 8,32-31,25. Кроме того, с целью легирования титансодержащих сталей он содержит, мас.%: некондиционный губчатый титан 50-94, сплае алюминия с магнием 6-50 при следующем соотношении компонентов в сплаве, мас.%: алюминий 8,32-91,68; магний 8,32-91,68. 3 З.П.Ф-ЛЫ, 3 табл.Оел юИзобретение относится к черной металлургии и может быть использов.ано для внепечной обработки чугуна и стали с целью десульфурации и микролегирования чугуна алюминием и титаном и раскисления и микролегирования стали титаном.Цель изобретения -удешевление, повышение технологических возможностей и повышение. степени усвоения титана при использовании предлагаемого материала.Материал для обработки железоуглеродистых расплавов в качестве титана содержит некондиционный губчатый титан, а алюминий и магний - в виде сплава, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Некондиционный губчатый титан20-94Сплав алюгииния с магнием6-80В качестве магнийсодержащей составляющей шихты используют брикеты сме-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2 1) 4635683/02 (22) 23.11.88 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Днепропетровский металлургический институт, Березниковский титаномагниевый комбинат и Институт черной металлургии (72) И,Н;Зигало, M.Ë.Ðóäíèöêèé, Ю.А;Павленко, Ю.Ф..Вяткин, Б.К,Яценко, B.À.Âéxлевщук, С.В.Мушков, А.И.Матуэко, Д.С;Абрамов и А.И,Гулякин (53) .669. 1 5-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 885282, кл. С 21 С 1/02, 1980. (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕ3ОУГЛ ЕРОДИСТЫХ РАСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внепечной обработки железоуглеродистых расплавов с широким диапазоном содержания углерода. Цель-удешевление, повышение технологических воэможностей и повышение степени усвоения титана. Материал для- обработки железоуглеродистых

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для внепечной обработки чугуна и стали с целью десульфурации и микролегирования чугуна алюминием и титаном и раскисления и микролегирования стали титаном.

Цель изобретения — удешевление, повышение технологических возможностей и повышение. степени усвоения титана при использовании и редлагаемого материала.

2 расплавов содержит некондиционный губчатый титан и сплав алюминия с магнием, при следующем соотношении компонентов, мас. : некондиционный губчатый титан 2094, сплав алюминия с магнием 6 — 80. Кроме того, с целью микролегирования и десульфурации чугунов материал содержит, мас,% некондиционный губчатый .титан 20-50, сплав алюминия с магнием 50 — 80 при следующем соотношении компонентов в сплаве, мас,%: алюминий 8,32 — 31,25; магний 68;7591,68. Кроме того, с целью микролегирования низкоуглеродистых низколегированных сталей материал. содержит, мас..%: некондиционный губчатый титан 20 — 50, сплав алюминия с магнием 50 — 80 при следующем .соотношении компонентов в сплаве, мас. o : алюминий 68,75 — 91,68; магний 8,32 — 31,25.

Кроме того, с целью легирования титансодержащих сталей он содержит, мас.%: некондиционный губчатый титан 50 — 94, сплав алюминия с магнием 6 — 50 при следующем соотношении компонентов в сплаве, мас.%: алюминий 8,32 — 91,68; магний 8,32 — 91,68. 3 з.п.ф-лы, 3 табл.

Материал для обработки железоуглеродистых расплавов в качестве титана содержит некондиционный. губчатый титан, а алюминий и магний — в виде сплава, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Некондиционный губчатый титан 20-94

Сплав алюминия с магнием 6 — 80

В качестве магнийсодержащей составляющей шихты используют брикеты сме3

1710591 шанной стружки сплавов МЛ5 и МА9 состава, мас. : магний (основа) 90; алюминий

8,3; сумма примесей Si, Zn, Cu, Мп, Fe, MgO, - Cl-ион 1,7; а также сплесы, образующиеся при разливке передельного.магния МГ-90 и

МГ-95 состава, Mac, : Mg 50; оксиды магния, кремния, титана и хлориды бариевого флюса — остальное. В качестве алюминийсодержащей составляющей шихты используют смешанную стружку сплавов Ал8. АМг 5 и В96 состава, мас. : алюминий (основа)

90; магний 5; $! 1,0; Мп 1,0; сумма других примесей - 3,0. Кроме того, применяют окисленные кусковые отходы (эл. шины), содержащие 90 мас, алюминия. Для уменьшения угара применяют покровный карналлитовый флюс с содержанием основных компонентов(МдС!г 44, КС! 35, Mg < 2,0, Н20 = 2,0 ), В качестве солевс!го расплава для диспергирования магнийалюминиевых сплавов используют смесь карналлитового флюса и отработанного электролита магниевых электролиэеров (MgCIz 4 — 6%; KCI 72-86 ; t4aCI 12-16%), в которой указанные составляющие взяты в соотношении 1:1.

Пример 1. Подготовленную и взвешенную солевую смесь в количестве 500 кг загружают в тигель печи CMT-2, смесь расплавляют и при достижении температуры расплава 700 С порционно ввоДят 1000 кг. брикетов стружкй магйиевых сплавов. После расплавления брикетов вводят 34 кг сплесов (отходы производства МГ-90, и МГЩ. Расплавленную садку металлашихты и солевой расплав нагревают до 720 С, перемешивают механической мешалкой в течение 15 мин. По окончании перемешивания раамав разливают по изложницам. (внутренний размер 150 х -150 х 150 мм). После охлаждения слитки извлекают и дробят s молотковой дробилке, рассеиваю-. на инерционном грохоте (сито с ячейкой 0,1 мм) и отделяют солевую фазу от гранул и корольков сплава. Химический анализ показывает, что содержание магния 91,68, алюминия

8,327ь, сумма примесей 4,3 (сверх 100 сйлава).

Расчетное количество губчатого титана (95 — 210 кг) с размером. кусочков 0,15-.20 мм смешивают с полученными гранулами сплава (800 кг), загружают в бункер-дозатор брикет-пресса и прессуют материал. В результате прессования получены прочные брикеты диаметром -190 мм, высотой 90-100 мм (в том числе со сквозным осевым отверстием для принудительного ввода брикетов в жидкий металл на штанге) и массой 5 ч= 0,5 кг. Химический анализ отобранных проб показывает, что вматериале содержатся,,мас. : титан 20; магнийалюминиевый сплав 80.

По описанной технологии готовят материалы, в которых магнийалюминиевые

5 сплавы имеют состав, мас, : Мд 8,32-30,0;

70,1 — 91.,68; Al 91,68 — 70,1; 8,32-30,0, Количество шихтовых компонентов, состав полученных брикетированных материалов и показатели механической прочности приве10 дены в табл. 1 и 2.

Пример 2. Предварительно взвешенную и просушенную магнийсодержащую составляющую часть шихты (500 кг стружки магниевых сплавов и 50 кг сплесов) и алю15 минийсодержащую составляющую шихты (500 кг стружки. алюминиевых сплавов и 9,5 кг кусковых отходов) загружают порционно (4-6 порций) в тигель печи CMT-2 (для плавки сплавов с содержанием 50 и более алю20 миния внутреннюю поверхность тигля покрывают графитной краской).

После расплавления садки металл нагреваютдо 710 и 10 С перемешивают вручную дисковой мешалкой в течение 10 мин и

25 разливают. полученный сплав в изложницы (внутренний размер 150 х 150 х 150 мм), После охлаждения полученный сплав (химический анализ отобранных проб показывает, что содержание магния 50 мас., 30 алюминия 50.мас.g) дробят на молотковой дробилке, а затем отсеивают пыль фракции

0,1 мм на инерционном грохоте, Затем расчетное количество губчатого титана ТГ-TB (526 кг) крупностью 0,10-20 мм

35 смешивают с порошком сплава крупностью

0,1-20 мм (вес 500 кг) и загружают в бункердозатор брикет-пресса, В результате прессования получены прочные брикеты диаметром 190 мм и высотой 90-100 мм, 40 масса брикетов 5 + 0,5 кг. Химический анализ отобранных проб материала показывает, что содержание титана 50 мас,, сплава (50ф, Mg и 5Щ Al) 50 мас. 7;.

По описанной технологии готовят мате45 риалы, в которых сплавы содержат, мас.-",ь: магний 30,1-70,0; алюминий 70,0 — 30,1.

Количество шихтовых компонентов. состав полученных сплавов и полученного

50 брикетированного материала приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из табл. 2, брикеты материалов с содержанием титановой губки менее

20 (партии 29 и 32) обладают недостаточ55 ной механической прочностью .(крошатся), брикеты партии 31 очень сильно крошатся, . а партии 30 — не спрессовываются. Кроме того, при использовании ломов и отходов

Mg и А! и их сплавов не удается получить

1710591

Mg — А! сплавы с содержанием менее 8,32 Формула изобретен ия мас,g Mg (партия 35) и А! (партия 34). 1. Материал для обработки железоуглеПолученные материалы испытаны вла- родистых расплавов, содержащий титан, бораторных условиях для обработки чугуна, магний и алюминий, отличающийся низкоуглеродистой стали 0810Т (раскисле- 5 тем, что, с целью удешевления, повышения ние алюминием.и титаном), стали для сно- технологических возможностей и повышеповязальной проволоки (беэ раскисления ния степени усвоения титана, в качестве-тиалюминием), низколегированной стали тана он содержит некондиционный

10Г2С1 (раскисление алюминием и микро- губчатый титан, а алюминий и магний — в легирование титаном) и нержавеющей ста- 10 виде сплава при следующем соотношении ли Х18Н10Т (содержание титана до 0;87). компонентов, мас. ::

Результаты испытаний приведенй в Некондиционный губчатый табл. 3. титан . 20 — 94 . Выплавку чугуна и стали производили в Сплав алюминия с магнием 6-80

50-килограммовой индукционной печй 15 2. Материал по и. 1, о тл и ч а ю щ и йЛП3-67 в магнезитовом тигле путем пере- с я тем, что, с целью микролегирования и плава твердого чугунаи,обсечки низкоугле- десульфурации чугунов; он содержит компородистой стали 08 кп. Раскисление и . ненты в следующем соотношении, мас.$: микролегирование стали (кроме Х18Н10Т). Некондиционный губчатый производили силикомарганец..45 %-ным 20 титан - 30 — 50 ферросилицием, алюминием (кроме стали Сплав алюминия с магнием 50 — 80 для сноповязальной проволоки) и титансо- причем содержание алюминия и магния в держащими материалами, котОрые вводи- .сплаве находится в следующем соотношели в виде прессованых штабиков. Сталь нии, мас.7,;

Х18Н10Т получали путем переплава прутко-. 25 Алюминий . 8,32 — 31,25 . вой заготовки из этой стали в магнезитовых Магний 68,75-91.68 тиглях в печи Таммана после удаления:пер- 3. Материал по и. 1,.о т л и ч а ю щ и йвичного шлака раскисляли алюминием (О;1. с я тем, что, с целью микролегирования ниэмас, ) и силикокальцием (0,05 мас.$) и от- коуглеродистых низколегированных сталей, ливали слитки массой 1,5 — 2,.0 кг. 30 он содержит компоненты в следующем соКоличество. вводимых материалов и ре- отношении, мас. (,: эультаты определения содержания некото- Некондиционный губчатый рых элементов приведены в табл. 3. - . титан 20 — 50

Как.видно из полученных данных, при- Сплав алюминия с магнием 50 — 80 менение предлагаемого материала по срав- 35 причем содержание алюминия и магния в нению с известными обеспечивает более сплаве находится в следующем соотношевысокую степень усвоения титана, что по- нии, мас., ; зволяет существенно снизить расход. Кро- Алюминий 68,75-91,68 ме того, расширяется сортамент желе- Магний 8,32-3 1. Ä25 зоуглеродистых сплавов, которые могут об- 40 4. Материал по и. 1, о т л и ч а ю щ и йрабатываться без пироэффекта (при пони- с я тем, что, с целью легирования титансоженном содержании магния) или в которых держащих сталей, он содержит компоненты ограничено содержание алюминия (при по= вследующем соотношении,,мас, : ниженном содержании в материале алюми-. Некондиционный губчатый ния). 45 титан 50-94

Таким образом, предлагаемый матери-, Сплав алюминия с магнием 6-50 ал позволяетэффективнообрабатыватьже- причем содержание алюминия и магния в леэоуглеродистые расплавы широкого сплаве находится в следующем соотношедиапаэона составов с достижением. раз- нии, мас. Д: . дельных или совместных эффектов раскис- 50 Алюминий 8,32 — 91,68 ления, десульфурации и микролегирования. Магний - 8,32-91,68

1710591

Таблица 1 родолжение табл.

1710591

Табли ца 2

Содержание компонентов в сплаве, Yg-A1, мас.ь

Характеристика прессуемости сплава

МВ-И

Характеристика механической прочности брикетов

Содержание тов, мас ь компоненРасход шихтовых материалов, кг/г

Партия материала

Ti Сплав (губка ИВ-Al

953 Г!.) Сплав ИО-А2.А1

80,0 ,80,0

Вязкий

I I»

Хрупкий

ll

Вязкий

80,0

80,0

80,0

80,.0

Хрупкий !

II

65,0

65,0

50,0

43,0

Вязкий

Хрупкий

Вязкий

4 3, О

43,0

6,0

Хрупкий

Вяз кйй Хрупкий

6,0

6,0

4,0

5О,О

32,5

15,0

50,0

32,5

15,0

50,0

50,0

526 Вязкий . 0,2

526 0,23

710 0,17

710 Вязкий О, 15

895 0,08

895 0,07

190 5,1

210 Хрупкий, 100 (брикет разва" ливается)

505 520 -"- : 6,6

190 820. Вязкий 6,0

1000 . 50 Хрупкий 0,04

При применении в качестве исходной шихты отходов мд и Л2 сплавов менее 8,321 ИВ или

32,5

32,5

15,0 !

5,0

82,0

80,0

31 48,0

32 18,0

33 . 5,0

34 57,0

35 57,0

50,О 50,0

91,68 : 8,32

50,0 50,0 92, 5""" 7,5". "

7,5"" . 92, 5+

52,0

82,0

95,0

43,0

43,0

Al получить не удалось

-Р

Количество осыпи после трехкратного сбрасывания с высоты 2,5 м, ь от массы брикета (среднее . по пяти испытаниям брикетов одной партии).

) %

Известный материал.

+ "» Расчетные значения.

1 - 20,0

2 . 200

3 20,0

4 20,0.

5 . 20 О

6. 2 0, 0

7 35,0

8 35,0

9 50, 0.

10 57, О

11 57,0

12 57,0

13 94,0

14: 9",О

15 94,0

16 96, О

17 . 50,0

18 67, 5

19 „.. 850

20" 50 О, 21"" 67,5 22 85,0

23 50,0

24 .50,0

25 67.5

26 67,5

27 85,0

28 85, О

29 . 18 О

30 20 О

8,32 91,68

18, 75: Sl,25

31,25 68,75

68,75 31,25

81,25 . 18,75

91,68 8,32

38,46 :61,54

61, 54 ..38; 46

50,0 ..:50,0

8, 32: 9.1, 68

500 . 580: !

2:, 68 .; 8.,32.

8;32 . 91,68

50,О " 50-;:О

91, 68: 8:1-32

52,0 50:,0

67,7 32,3

67,7 32,3

67,7., 32,3

67,7 32,3.

67,7 " 32,3

67,7 32,3

8,32 : 91,68

91,68, 8,32

8,32.:: 91,68

91,68 8,32

8.,32 91,:68

91,68 8,32

8,32, 91.,68

50,0.. 50 "0

2 1 О . 210

2 1,0

2 1 О

368.

368

526

526, 710 895.

526

80.0

650, 650

43:О

ЬО

60 1

50-0,-

325:. 1 50

800

2i0

2,2

3,3

3,4

3,1

1,5

1.,8

1,42

2,2

0,7

0,6

0,54

0,10

0,15

О;11 О,10 .2,5

1,1

0!4