Легирующий брикет для раскисления стали


 


Владельцы патента RU 2537415:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для раскисления и легирования жидкой стали. Брикет получен методом прессования алюминиевого лома, железной и никелевой стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминиевый лом 0,5-2, никелевая стружка 2-7,5, железная стружка - остальное. Брикет может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3. Масса брикета составляет 12-18 кг. Изобретение позволяет повысить эффективность раскисления и легирования жидкой стали за счет повышения коэффициента усвоения и более равномерного распределения компонентов в расплаве, снизить себестоимость брикета за счет простоты изготовления и использования металлических отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для раскисления и легирования жидкой стали.

Известно раскисление жидкой стали при ее внепечной обработке чушковым алюминием (SU 1025731, опубликован 30.06.1983).

Недостатком данного процесса является то, что присадка алюминия в виде чушек с целью раскисления жидкого металла сопровождается большим нерегулируемым угаром алюминия при взаимодействии его с оксидами шлаков и кислородом воздуха и соответственно широкими колебаниями его содержания в готовой стали, неравномерным распределением алюминия в расплаве.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является брикет для раскисления стали, полученный методом прессования алюминиевого лома и частиц сплава на основе железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминиевый лом - 25-32, частицы сплава на основе железа - 68-75 (RU 2259405, опубликован 27.10.2004).

Использование брикета такого состава позволяет снизить себестоимость брикета за счет простоты изготовления и утилизации алюминиевых и железосодержащих отходов, повысить качество стали за счет увеличения доли алюминия, взаимодействующего со сталью, его коэффициента усвоения и равномерного распределения в объеме жидкой стали. Коэффициент усвоения алюминия при использовании таких брикетов составил 61%.

Недостатками этого изобретения является следующее. Высокое содержание алюминия в брикете приводит к его всплыванию на поверхность расплава и окислению алюминия с переходом в шлак. Брикет данного изобретения не содержит легирующих компонентов и не улучшает качества стали. Форма брикета не учитывает его поверхность, которая контактирует с кислородом воздуха, что приводит к большим потерям алюминия.

Технический результат направлен на получение брикета, обеспечивающего эффективное раскисление и легирование стали, снижение стоимости готовой продукции и упрощение введения добавок в жидкую сталь, необходимых для получения металла заданного состава.

Особенности изобретения состоят в том, что легирующий брикет для раскисления стали выполнен из вторичных алюминия, железа и никеля.

Отличается тем, что он содержит алюминиевый лом, железную стружку и легирующую никелевую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминиевый лом - 0,5-2

Никелевая стружка - 2-7,5

Остальное - Железная стружка.

Брикет может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3.

Алюминий раскисляет сталь, связывая кислород, переходит в оксид и образует шлак. Содержание алюминиевого лома в брикете зависит от количества кислорода в стали и находится в пределах 0,5-2% от общего веса брикета.

Снижение содержания алюминия меньше 0,5 мас.% в брикете тормозит диффузионные процессы, связанные с растворением металла, и замедляет процесс раскисления стали. При этом происходит нежелательное науглероживание стали и ухудшение ее механических свойств. Увеличение содержания алюминия выше 2 мас.% в брикете нежелательно, так как при этом нарушаются требования ГОСТ по составу стали и износоустойчивость ее ухудшается.

Никель является легирующим компонентом. Он понижает порог хладноломкости стали и, следовательно, увеличивает запас ее вязкости.

Никель способствует измельчению зерен феррита и перлита в стали, что значительно увеличивает вязкость стали, повышает устойчивость аустенита, снижает критическую скорость закалки и увеличивает прокаливаемость, а также повышает коррозионную стойкость стали.

Содержание никеля меньше 2 мас.% будет недостаточным для придания стали необходимых свойств. Увеличение содержания никеля выше 7,5 мас.% требует особых условий легирования с целью получения высоколегированных сталей.

Железная стружка является основным компонентом брикета, позволяющим сопутствующим элементам равномерно распределиться в ванне расплава с высокой усваиваемостью.

Брикет может иметь форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3. Такие размеры обеспечивают погружение конуса нижним основанием вверх. При этом поверхность конуса максимально находится в расплаве, что способствует быстрому усвоению раскислителя и легирующих компонентов при минимальном угаре.

Масса брикета составляет 12-18 кг. Выход за пределы 18 кг не будет обеспечивать достаточной прочности брикета. Масса менее 12 кг экономически не выгодна, что связано с изготовлением, перевозкой и загрузкой в ванну мелких брикетов.

Пример выполнения предложенного брикета для раскисления стали.

Стальная углеродистая стружка марки 16А дробилась (с параллельной сортировкой от инородных включений: кусков металла, мусора и т.д.) в мелкую фракцию 14А, размер витка 5-30 мм, затем подавалась в пресс с итоговым усилием прессования на штоке главного цилиндра 630 тн с получением брикетов диаметром 170 мм, высотой 100-150 мм. Масса брикетов получалась 12-18 кг.

Были проведены испытания предлагаемых брикетов для определения эффективности раскисления полупродукта стали, выпущенного из ДСП, в сталеразливочном ковше. Количество присаживаемых в плавку в ковше брикетов определяли исходя из получения в стали после раскисления 0,05 мас.% алюминия.

Таблица 1
Результаты исследования брикетов различных составов
Номер опыта Параметры брикета Значения параметров Коэффициент усвоения алюминия
1 Содержание алюминиевого лома 1,3 мас.% 73%
Содержание никелевой стружки 5,2 мас.%
Масса брикета 16,6 кг
Соотношение высоты, нижнего и верхнего оснований усеченного конуса 10:8:3
2 Содержание алюминиевого лома 0,6 мас.% 75%
Содержание никелевой стружки 2,3 мас.%
Масса брикета 16,5 кг
Соотношение высоты, нижнего и верхнего оснований усеченного конуса 10:8:3
3 Содержание алюминиевого лома 2,1 мас.% 69%
Содержание никелевой стружки 7,4 мас.%
Масса брикета 15,5 кг
Соотношение высоты, нижнего и верхнего оснований усеченного конуса 10:8:3

При одинаковых условиях с прототипом (температура металла 1590°С, концентрация углерода 0,05 мас.%) коэффициент усвоения алюминия при использовании предлагаемых брикетов составил 69-75% (табл.1). Также в отличие от прототипа предлагаемый брикет обладает легирующими свойствами.

1. Легирующий брикет для раскисления стали, выполненный из вторичных алюминия, железа и никеля, отличающийся тем, что он содержит упомянутые компоненты в виде алюминиевого лома, железной стружки и никелевой стружки при следующем соотношении, мас.%: алюминиевый лом 0,5-2, никелевая стружка 2-7,5, железная стружка - остальное, причем масса брикета составляет 12-18 кг.

2. Брикет по п.1, отличающийся тем, что он имеет форму цилиндра или усеченного конуса, у которого высота, нижнее основание и верхнее основание имеют соотношение 10:8:3.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам раскисления низкоуглеродистой стали. В способе осуществляют введение во время выпуска металла из конвертора в сталеразливочный ковш твердой шлакообразующей смеси (ТШС), алюминия и ферромарганца, при этом во время выпуска металла в сталеразливочный ковш в качестве раскислителей используют чушковый вторичный алюминий и углеродистый ферромарганец, причем при наполнении ковша на 1/5-1/4 часть вводят 0,8…1,0 кг/т чушкового вторичного алюминия, при наполнении ковша на 1/3-1/2 часть вводят 1,5…3,5 кг/т углеродистого ферромарганца, при наполнении ковша на 1/2-2/3 части вводят 1,5…2,0 кг/т чушкового вторичного алюминия и ТШС, при этом во время выпуска металла из конвертера осуществляют продувку металла аргоном через донные пробки сталеразливочного ковша с интенсивностью 0,2…0,5 л/(т*мин) продолжительностью 5…8 мин.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано для получения литых высоколегированных сталей и жаропрочных сплавов.
Изобретение относится к одножильной проволоке большого сечения, содержащей раскисляющий материал, находящийся в сердцевине проволоки, для раскисления стали. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки рельсовой стали в электропечи. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в электропечах. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу выплавки рельсовой стали в электропечи. .
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве различных марок стали для их раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования как при внепечной обработке стали, так и в процессе разливки.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке металлических отходов. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке стали в ковше. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и установке для получения стали с высоким содержанием марганца и низким содержанием углерода из жидкого чугуна или жидкой стали и шлакообразующих.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в процессе рафинирования при механическом перемешивании хромсодержащего расплавленного железа в резервуаре для рафинирования, имеющем круглое горизонтальное поперечное сечение внутренней стенки, посредством лопастной мешалки, выполненной в виде цельной детали с осевым стержнем, покрытым огнеупорным материалом, и вращающейся вокруг центральной оси осевого стержня с осью вращения в вертикальном направлении, при этом для каждой перемешиваемой загрузки регулярно или нерегулярно переключают режим перемешивания по выбору между режимом концентрического перемешивания расплавленного железа с центрированием по центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки и режимом эксцентрического перемешивания расплавленного железа с децентрированием относительно центральной оси упомянутого резервуара оси вращения лопастной мешалки. Изобретение позволяет продлить срок службы лопастной мешалки и осевого стержня, выполненных в виде цельной детали друг с другом. 11 з.п. ф-лы,1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к уменьшению первичной окисленности металла алюминием в начале его выпуска из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш. Гранулированный алюминийсодержащий раскислитель подают в струю расплава пульсирующим высокоскоростным потоком газа-носителя с частотой 5-15 Гц, а угол между условными осями струи стали и потока гранул алюминия поддерживают в пределах 15-30 градусов. При подаче изменение угла истечения потока гранул составляет 2-4 градуса. Изобретение позволяет оптимизировать условия ввода гранул, поскольку поток гранул алюминия полностью поглощается струей металл без отскакивания и прошивания струи насквозь, при этом снижается угар алюминия, а его удельный расход составляет менее 1,0 кг/т. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству трубных сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Выпуск металла в сталь-ковш осуществляют в течение 4-8 мин при температуре металла не мене 1650°С, во время выпуска присаживают алюминий в количестве 2,1-2,5 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском до 0,055% и в количестве 1,7-2,1 кг/т стали при содержании углерода в металле перед выпуском не менее 0,055%, и известь в количестве 4,0-6,1 кг/т стали при содержании серы в чугуне до 0,025% и в количестве 6,1-7,5 кг/т стали при содержании серы в чугуне не менее 0,025%, а во время внепечной обработки осуществляют продувку металла аргоном в течение не менее 50 мин, и производят обработку металла кальций содержащим реагентом из расчета 0,05-0,5 кг кальция на тонну стали. Изобретение позволяет снизить содержание неметаллических включений в трубной стали и повысить ее коррозионную стойкость. 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для одновременной дефосфоризации и извлечения ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна. В способе осуществляют подачу ванадийсодержащего расплавленного чугуна в конвертер для извлечения ванадия и регулирование температуры чугуна в диапазоне 1230-1250°C, выплавку расплавленного чугуна при вдувании в него кислорода при постоянной скорости потока, равной 17000-25000 нм3/мин, а также выпуск сталистого чугуна и выведение ванадийсодержащего шлака из конвертера. В первую стадию выплавки продувают кислородом и добавляют известь для регулирования основности шлака, которая составляла 2-4, в конвертер добавляют также окалину в количестве 15-20 кг/т железа, на второй стадии - продувают и добавляют окалину в количестве 5-18 кг/т железа, а на третьей стадии - продувают и добавляют известь в количестве 0,5-2 кг/т железа. Изобретение позволяет исключить коррозию в отношении материалов футеровки печи и одновременно осуществлять дефосфоризацию и извлечение ванадия из ванадийсодержащего расплавленного чугуна, а также снизить количество железа в ванадийсодержащем шлаке. 6 з.п. ф-лы, 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для создания рафинирующих и модифицирующих смесей для производства ответственных изделий из чугуна и стали. Смесь содержит, мас.%: минералы кальций-барий-стронциевого карбоната и титаносодержащий материал соответственно 70-95 и 5-30. Изобретение позволяет создать эффективный материал комплексного воздействия на структуру и фазовые составляющие металла, который обеспечивает высокое качество металлических отливок ответственного назначения, в частности для вагоностроения. 6 з.п. ф-лы, 4 пр., 5 табл.
Наверх