Смесь для легирования стали

 

ОП ИСАНМЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 551402

И3ОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2338110/02 с присоединением заявки № (51) М. Кл.е

С 22 С 35/00

//C 21 С 7/00

Гасударственный намитет

Савета Миниатраа СССР па делам иэааретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03.77Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 25.04.77 (53) УДК 669.046. .516 (088.8) Q. Я. Поволоцкий, В. Е. Рощин, М. И. Кричевец, П. П. Бирюков и Н. В. Костылева (72) Авторы изобретения

Челябинский металлургический завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к электрометаллургии и может использоваться на металлургических и машиностроительных заводах, имеющих установки электрошлакового переплава (ЭШП). 5

Известная смесь (1) для раскисления флюса при ЭШП содержит компоненты, взятые в следующем соотношении, вес.%:

Окись марганца 40-60

Карбонат кальция 1-10 10

Алюминиевый порошок Остальное

Указанная смесь позволяет осуществлять легирование стали марганцем.

Известна смесь (2) для раскисления флюса при ЭШП, состоящая из восстановителя, 15 например алюминиевого порошка, двуокиси титана, карбоната кальция, компоненты которой взяты в следующем соотношении, вес.%:

Двуокись титана 50-60

Алюминиевый порошок 30-50 20

Карбонат кальция 1-10

Данная смесь может быть использована

;... я легирования стали титаном в процессе ЭШП, 25

Недостаток известной смеси — низкое извлечение титана и неравномерное распределение его по высоте слитка.

11ель изобретения — наиболее полное извлечение титана из смеси и равномерное распределение его по высоте слитка.

Для этого предлагаемая смесь дополнительно содержит металлический титан и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминиевый порошок 20,0-50,0

Двуокись титана 40,0-70,0

Металлический титан 0,5-20,0

Жидкое стекло 0,5-3,0

Наибольший эффект от использования смеси предлагаемого состава может быть получен при ее применении в виде спрессованных брикетов, которые погружаются до поверхности металл-шлак, что создает высокую концентрацию восстанавливаемого окис— ла на границе брикета с металлом. В таких условиях возможно получение сверхравновесного, относительно шлака, содержания восстанавливаемого элемента в металле, Для получения брикетов в состав смеси вве551402 дена связующая добавка — жидкое стекло.

Металлический титан вводится в "îñòàâ смеси, например, в виде кусочков фракциями

1-10 мм или в виде порошка.

Для создания наиболее благоприятных термодинамических условий протекания процессов апюмотермического восстановления окислов в состав предлагаемой смеси ме»таллический титан вводят путем предварительного частичного восстановления указан- о ной смеси в инертной или восстановительной атмосфере, например путем нагревания брикетов до 900-1500 С в атмосфере аргона.

При содержании алюминиевого порошка в составе смеси менее 20% невозможно осуществлять легирование стали титаном в заданных пределах. Содержание алюминиевого порошка свыше 50% приводит к высокому содержанию в металле остаточного алюминия, 2О к ухудшению механических свойств стали.

Введение в состав смеси 40-70% двуокиси титана позволяет осуществлять пегирование стали титаном в широком интервале его концентрации. Содержание в смеси менее

40% двуокиси титана затрудняет осуществление легирования стали.

Металлический титан в составе смеси в количестве 0,5-20% ускоряет процесс легирсвания металлической ванны. Содержание ме» Зр таплическогс титана более 20% приводит к повышению температуры плавления смеси, к ухудшению равномерности распределения титана по слитку. При содержании металлического титана менее 0,5% замедляется процесс легирования металлической ванны.

Введе.-п,-. жидкого стекла. в состав смеси менее О,"= буде недостаточным дпя получения ппогнсгс прессованного брикета, Увеличение содержания жидкого стекла свыше 3% 40 приводит к повышению содержания кремния в металле, за счет его восстановления алюмини ем.

Компоненты смеси в исходном состоянии могут быть представлены в виде порсшкосб- <-"> разных материалов.

Проведение эпектрсшлаковсго переплава с использованием смеси предлагаемого состава осуществляют следующим образом.

Проводят прсце=с ЭШП расходуемых электродов из стели, содержащей активные компоненты, например титан, ниже нижнего предела содержания его в данной марке. Принаппавпении слитка на поверхность флюса в кристал55 лизаторе вводят смесь предлагаемого состава в виде прессованных брикетов из расчета

5-7 кг на тонну переплавляемсй стали, например, порциями по 100-150 r через каждые пять минут плавления. При попадании

6О брикета на поверхность флюса протекают проФ цессы алюмотермического восстановления, например титана; брикет погружается в шлак до поверхности раздела металл-шлак. Большая поверхность реагирования, высокая активность окисла восстанавливаемого элемента на поверхности контакта брикета с металлом, отсутствие окисляюшего действия атмосферы обеспечивают эффективное протекание алюмотермического восстановления и позволяют проводить легирование и корректировку химического состава с меньшим расходом восстановителя и окисла восстанавливаемого элемента.

Пример 1. На установке электрошлакового переплава с диаметром кристаллизатора 50 мм переплавляют электроды диаметметром 25 мм, изготовленные из стали марки Ст3 с остаточным содержанием титана

0,01%. Переплав осуществляют под шлаком

АНФ-6, составленным из химически чистых компонентов. Масса шпака составляет 200 г, масса слитка — 700 г, При наплавлении слитка на поверхность шлака вводят прессованные брикеты следующего состава, вес.%:

Алюминиевый порошок 30,0

Двускись титана 59,0

Металлический титан 10,0

Жидкое стекло 1,0.

Общий расход смеси — 9,5 r (22,8 г порошка алюминия, 5,6 г двуокиси титана, 0,9 г металлического титана; 0,2 г жидкого стекла). Процесс переплава протекает устойчиво.

После переплава содержание титана составляет 0,23% в верхней части слитка и

0,22% — в нижней части. Содержание двуокисы титана в шлаке после переплава — 0,8%.

AHGJIHG полученных результатов показывает, что содержание титана в металле,после переплава возрастает в среднем на 0,21%, чтс соответствует 100% использованию алк>миния и восстановлению 89% двуокиси титана, введенных в течение переплава.

Пример 2. В кристаллизаторе диаметром 420 мм переплавляют расходуемые электроды нержавеющей стали, не содержащей титан, Дпя легирования стали применяют смесь в виде брикетов следующего состава, вес.%:

Алюминиевый порошок 26,6

Двуокись титана 70,0

Металлический титан 0,6

Жидкое стекло 2,8

Расход смеси — 6,2 кг на тонну металла,. содержание титана после переплава — О, 18% в нижней части слитка и 0,20% — в верхней.

Пример 3. Используют смесь следующего состава, вес.%:

Алюминиевый порошок 37,9

Двуокись титана 40,3

551402

20,0-50,0

40,0-70,0

0,5-20,0

0,5-3,0

Составитель И. Чепикова

Редактор Л. Гребенникова Техред М. Левицкая

Корректор И. Гоксич

Заказ 92/16 Тираж 802

Е1НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

1 1 303 5, Москва, Ж-35, Подписное

Совета Министров СССР открытий

Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Металлический титан 19,8

Жидкое стекло 2,0

Расход смеси — 6,0 кг на тонну металла.

Содержание титана после переплава — 0,54% в нижней части слитка и 0,56% — в верхней.

При использовании смеси, в первую очередь, в виде прессованных брикетов, степень извлечения титана из исходных материалов может достигать 100%.

Экономический эффект предлагаемой сме- 10 си — 10 руб. на тонну стали.

Формула изобретения

Смесь для легирования стали при электрошлаковом переплаве, содержащая алюминиевый порошок и двуокись титана, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью наиболее полного извлечения титана, равномерного распределения его по высоте слитка, она дополнительно содержит металлический титан и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминиевый порошок

Двуокись титана

Металлический титан

Жидкое стекло

Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР №485553, М.Кл . С 21 С 7/06, 05.05.74.

2. Авторское свидетельство СССР

М 499736, М.Кл. С 21 С 7/06, 22.10.74.