Лигатура для обработки стали

 

Лигатура для обработки стали содержит , мас.% активный наполнитель 25-65, карбамид 30-65 и жидкое стекло 5-10 При этом активный наполнитель содержит один или несколько элементов из группы: кальций , силикокалыдий, алюминий, алюминиевый порошок, редкоземельные металлы, ферротитан, феррованадий, карбид кальция , магний, феррониобий, цирконий, смеси или сплавы на их основе 1 табл

tsar>s С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ПАТЕНТУ

Ю (О

О

О (лЭ

Ь

О (1

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5022021/02 (22) 08.01,92 (46) 07.09.93, Бюл. N. 33-36 (75) Паршин В.А., Захаров В.А., Лякишев

Н.П., Тишаев С.И., Чернега Н.И., Галкин

М.В„Горячев В.H., Мусатов А.С.. Киричков

А.А„Могутнов Б.М. (73) Паршин В.А, (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам комплексных добавок для легирования и модифицирования стали.

В настоящее время в промышленности и строительстве находят широкое применение стали, упрочненные нитридообразующими элементами при их взаимодействии с азотирующими газами, Известен сплав для легирования стали, содержащий, мас. :

Ванадий 5-50

Ниобий 5-50

Азот 6-12

Железо Остальное (а вторс к ое свидетельство СССР N.

928831, кл. С 22 С 35/00, 1980).

Недостатком этого сплава является пониженное содержание азота, который находится в связанном состоянии, что снижает степень его усвоения вследствие необходимости дополнительных затрат энергии для разрушения этих связей.

Наиболее близкой к предложенному по техническои сущности и достигаемому ре., RU „„ 2000349 С (57) Лигатура для обработки стали содержит, мас.ь: активный наполнитель 25-65; карбамид 30-65 и жидкое стекло 5-10, При этом активный наполнитель содержит один или несколько элементов из группы: кальций, силикокальций. алюминий, алюминиевый порошок, редкоземельные металлы, ферротитан, феррованадий, карбид кальция, магний, феррониобий, цирконий, смеси или сплавы на их основе. 1 табл. зультату является комплексная добавка для обработки железоуглеродистых сплавов, содержащая, мас. :

Кремнийсодержащая составляющая 15-79,9

Активный наполнитель 0,1-65

Жидкое стекло 20-60 (авторское свидетельство СССР N.

1242535, кл. С 22 С 35/00, 1984).

Недостатком данной добавки является отсутствие в ее составе азотсодержащего элемента, что ограничивает область ее применения.

Для стимулирования процессов нитридообразования в стали предлагается проводить обработку жидкого металла лигатурой, в состав которой совместно с активным и жидким стеклом входит карбамид.

Технический эффект, который может быть получен при использовании предлагаемой лигатуры, заключается в повышении механических свойств и ударной вязкости стали за счет повышения степени усвоения азота, легирующих и модифицирующих элементов.

2000349

Для получения указанного технического эффекта предлагается лигатура для обработки стали, содержащая активный наполнитель, карбамид и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас, :

Активный наполнитель 25-65

Карбамид 30-65

Жидкое стекло 5-10

При этом активный наполнитель содержит один элемент иэ группы: кальций. силикокальций, алюминий, алюминиевый порошок, редкоземельные металлы, ферротитан или титан, феррованадий, карбид кальция, магний, феррониобий, цирконий, смеси или сплавы на их основе.

Сущность предлагаемого технического решения заключается s том, что при контакте карбамида с расплавленной сталью происходит его разложение с выделением азота. При этом азот выделяется в атомарном виде, где он в 400 раэ активнее, чем в молекулярном, поэтому он быстрее взаимодействует с компонентами активного иаполнителя, образуя нитридные фазы. Кроме того, на начальных стадиях разложения карбамида выделяются азотирующие газы, которые затем превращаются в водород, азот и окись углерода. В результате в пузырях, проходящих через жидкий металл, и над агрегатом, в котором производится обработка стали, образуется восстановительная атмосфера, что позволяет уменьшить угар легкоокисляющихся элементов и раскислителей, которые содержатся в активном наполнителе лигатуры. Кроме того, -при присадке лигатуры, содержащей карбамид, на дно ковша или изложницы происходит интенсивное перемешивание металла, Жидкое стекло используется как связующее ю при брикетировании предлагаемой лигатуры. Количественное соотношение компонентов предлагаемой лигатуры выбирали иэ условий получения максимального технического эффекта, При введении карбамида менее 30 мас.7; снижается эффект образования нитридной фазы из-эа недостатка азота. Введение карбамида более 65 мас.7; нецелесообразно, так как снижается количество наполнителя и его недостаточно для того. чтобы связать весь азот в нитридные фазы.

При введении активного наполнителя, в состав которого входят различные раскислители и легирующие элементы, менее 25 мас. (его будет недостаточно для полного

40 связывания азота, выделяющегося при разложении карбамида, а при введении его более 65 мас. будет недостаточно карбамида, чтобы при его разложении связать весь наполнитель в нитридные фазы.

Жидкое стекло вводится в лигатуру в количестве 5-10 мас. Введение его менее

5 мас. недостаточно для прочного связывания элементов лигатуры и при получении брикета прочность его будет недостаточной, а введение его более 10 мас.% технически нецелесообразно, так как снижает массу полезных компонентов лигатуры.

Пример, Порошок или стружку легирующих элементов или ферросплавов перемешивают с порошком карбамида, в полученную смесь добавляют жидкое стекло и брикетируют при давлении прессования 50-100 кгс/см и сушат на воздухе.

Полученные брикеты используют для модифицирования и легирования стали, Металл (сталь марки 09Г2С) выплавляли в 160 т конвертере с раскислением и микролегированием в сталераэливочном ковше, Микролегирование осуществляли брикетами, изготовленными в соответствии с заявленным составом лигатуры из расчета 2,0 кг/т стали. Металл разливали в изложницы, после обжатия слитков заготовки прокатывали на ширококонечные балки с толщиной стенки более 12,5 мм.

Технические показатели опытных плавок, полученных с использованием предложенной и известной лигатур, приведены в таблице, Из данных таблицы следует, что оптимальные результаты по повышению механических свойств и ударной вязкости получены при использовании предлагаемого состава лигатуры.

Формула изобретения

1. Лигатура для обработки стали, содержащая активный наполнитель и жидкое стекло, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбамид при следующем соотношении компонентов, мас. : активный наполнитель 25-65 карбамид 30-65 жидкое стекло 5-10

2. Лигатура по п.1, отличающаяся тем, что активный наполнитель содержит один или несколько элементов из группы; кальций, силикокальций, алюминий, алюминиевый порошок, редкоземельные металлы, ферротитан,титан, феррованадии, карбид кальция, магний, феррониобий. цирконий, смеси или сплавы нл их основе.

2000349

Количество

ВВОДИМОГО НЭполнителя, мас.

Количество

ВВОДИМОГО

Количество

ВВОДИМОГО

Количество вводимого комплексного и/и харбамида, жидкого стекла, мас, мас. ферросплава, кг/т

Ферротитан

Алюминий (в равных долях) То же

2,0

40

1,8

2,2

Феррованадий

1,0

РЗМ

0,7

0.6

0,6

2,5

0,8

2

4

6

8

10

Варианты осуществления способа

Силикокальций

Ферро ниобий

Цирконий

Магний

Алюминий

П ототип

52

ПродоЛжение таблицы