Лигатура

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеа Советскик

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (Я)М К„г (22) Залвлеио 1y04g8 (21) 2604868/22 — 02 с присоединением заявки т4о

С 22 С 35/00

Государственный ноинтет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (5З) Удк 669. 15-198 (088.8) Опубликовано 2501,80. Бюллетень М 3

Дата олубликования описания 250180 (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Вахчеев, В.N. Тарасов, В.И. Чеботарев и В .И.Фролов (71) ЗаяВИтЕЛЬ Дважды ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени

Магнитогорский металлургический комбинат им. В.И.Ленина (54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к ферросплавам и лигатурам, применяемым для обработки металлов и сплавов, преимущественно стали.

Наиболее олизкои по составу и технической сущности решаемой задачи к предлагаемой является лигатура, содержащая, вес.Ъ:

Кремний 20-25

Марганец 1-30

Кальций 3-1 5

Алюминий 3-10

Титан 2-25Железо Остальное 11) .

Ос новным недостатком известной лигатуры является неравномерное распределение титана и алюминия в объеме обрабатываемого металла, что обусловлено низкой скоростью растворения лигатуры в жидкой сталйввиду высоких температур ее плавления и недостаточной диффузией титана, связанного в прочные химические соединения с алюминием и кремнием.

Кроме того, низкая степень дробимости лигатуры, неравномерность по составу и соотношение компонентов затрудняет ее изготовление и применение для обработки низколегированных марок сталей.

Пель изобретения — улучшение дробимости лигатуры, повышение равномерности распределения титана.в стали и снижение количества оксидных включейий.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая лигатура дополни10 тельно содержит углерод при следующем соотношении компонентбв, вес.Ъ:

Титан 15 — 28

Кремний 12-25

Алюминий 18-30

15 Кальций 0,3 — 2,5

Углерод 0,5-3,5

Железо Остальное

Такую лигатуру получают из отвальных шлаков при производстве ферроти29 тана(довосстановливая. их алюминием, кремнием и углеродом), а также путем сплавления ферросилиция, ферротитана, алюминия и углеродссдержащих материалов в злектродуговых или ин25 дукционных печах с последующей присадкой кальция в зиде силикокальция или смеси извести и алюминия.

Титан в лигатуре является основным легирующим компонентом. При его

30 содержании менее 15 вес.Ъ лигатура

711145 тсорирова меалла дру ую арку, Степень дробимости, К

Загряэ— ненность оксидами t. 10

Механически (лист 10ост ав лигатуры, 4. (вес), Параметр распределения титана,Р

Ли гатура

Ударная вязкость ак, кгм/

/см предел текl чести от, кг/

С Si AI отн сител ное уд лин ние б пре" дел прочности о6 кг/

/мм2

Са

О, 09

Осталь24 — 22 10 3 ное

Иэвествестная"

Предлагаемая

38- 52- 2,515 4,0 86 42 56 5,4 20-28 0,009

5562 3-01 25-30

586 4- ЗД-7,8 . 2 5-35

3913 1,0 72 45

40-

12 О 5 65 4824 05 22 25 25

24 2 12 20

24 35 25 18 03

0,002

0,001

1,2 0,3 60 4046 не обеспечивает достаточной эффективности нз-за снижения ее раскислительной способности, При содержании, титана свыше 28 вес.Ъ повышается температура плавления лигатуры и ухудшается ее растворение в стали, а также увеличивается количество тугоплавких силицидов титана. углерод введен в состав лигатуры как для исключения образования силицидов титана (он образует с титаном и железом легкорастворимые в стали карбидные соединения, так и для повышения степени дробимости лигатуры. При содержании его менее

0,5 вес.Ъ не достигается требуемого эффекта. Введение же его в состав лигатуры свыше 3,5 вес.В вызывает значительные . трудности и требует увеличения содержания железа, что приводит к снижению раскислительной способности лигатуры. При взаимо- 20 действии углерода лигатуры с жидкой сталью образуются газоообразные про" дукты раскисления, что вызывает интенсивное перемешивание металлического расплава, обеспечивая рав- g$ номерное распределение компонентов лигатуры в объеме стали и способствует лучшему удалению продуктов раскисления иэ металла.

Кремний в лигатуре защищает титан от окисления и повышает усвоение титана сталью. При его содержании менее 12 вес.Ъ резко снижается укаэанный эффект, а при содержании свыше 25 вес.% уменьшается удельный вес лигатуры и усвоение титана .сталью.

Алюминий в лигатуре при содержании в пределах 18-30 вес.3 защищает титан от окисления, однако, при содержании более 30 вес.% понижает удельный вес лигатуры и повьпаает его окисляемость на воздухе и угар при использовании.

Введение в лигатуру кальция в количестве 0,3-2,5 .вес .Ъ увеличивает равномерность распределения титана в стали, атомы железа диффундируют в полужидкие поверхностные слои лигатуры. Атомы кальция разрыхляют кристаллическую решетку лигатуры и ускоряют диффузию железа. Железо связывает кремний и алюминий в прочные металлиды и вытесняет кальций, который выделяется в виде пара и разрушает поверхностные слои лигатуры, .а затем перемешивает прилегающие слои стали.

Пример. Лигатуру испытывают прн выплавке стали 10Г2С1 в двухванной печи емкостью 300 т.

Лигатуру вводят в ковш при выпуске,стали из печи под струю при наполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве 2 кг/т стали.

Оценку распределения титана по объему ковша осуществляют посредством отбора проб металла из изложниц по ходу разливки с последующим химическим анализом его содержания по пока зателю Р, равному отношению максимальной концентрации .титана к минимальной.. Степень дробимости лигатуры оценивают по показателю К, равному отношению количества лигатуры фракцией свыше 100 мм к Фракции ме,нее 100 мм после ее дробления в шнековой дробилке.

Свойства известной и предлагаемой лигатур (пяти различных составов) приведены в таблице.

56- 3,4- 24-34 О, 001

62 8,6

711145

Продолжение таблицы

Состав лигатуры,Ъ

/вес), Лига тура

3arрязнен ность оксидами

Ъ.10

Иеханические свойства (лист 10-15 мм) Степень дробимости, К

Параметр распределения тита" на,Р

Отсортировка металла в дру гую марку, Ъ

Si А1

Са

Ударная вязкость а« к гм/ предел проч ности

OsI кг/

2 относительное уд линение

Д Ъ предел текучести бт кг/

/мм

О, 5 б 5 40 — 57 — 3,2 — 26-34

46 63 7,5

15 2 20 25 2 — — 13

28 2 20 25 2 -™- 1,2

0,4 б0 41 в 58- 3,5- 27-34 0,002

46 64 6,9 (.

Извесгная лигатура дополнительно содержит 15 вес,Ъ марганца.

Титан

Кремний

Алюминий

Кальций

Углерод

Железо

1 5-28

12-25

18-30

0,3 — 2,5

0,5-3,5

Остальное .

Составитель T. Ïëàòèöèíà

Редактор Л.Веселовская Техред З.Чужик Корректор A.Ãðèöåíêo

Заказ 8600/18 Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Как видно из таблицы, распределение титана в объеме металла при использовании предлагаемой ли- 25 гатуры всегда более равномерное, чем при использовании известной.

Равномерное распределение титана обусловливает более равномернйй уровень механических свойств готовой прокаткой продукции и снижает количество металла, переведенного в пониженную марку из-за несоответствия требованиям по механическим свойствам.

Следует отметить, что наиболее высокие механические свойства металла

3S получены для тех составов лигатур, где распределение титана по его объему наиболее равномерно и уровень .его загрязненности оксидными включениями наиболее низок. 40

Формула изобретения

Лигатура, содержащая титан, кремний, алюминий, кальций, железо, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения ее дробимости, гонышения равномерности распределения титана в стали и снижения количест-. ва оксидных включений, она дополнительно содержит углерод при следующем соотношении компонентов, Ъ:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

9 4227-86, кл. С 22 С 35/00, 1971.