Модифицирующая смесь

 

Союз Советскик

Социвпистическик

Респу6вик

ОП И

ИЗОБ

К АВТОРСКО,740837 (6! ) Дополнительное (22)Заявлено 16.1

51)M. Кл.

С 21 С 1/00 с присоединением за

Гоеударствонный комитет (23) Приоритет

53) УДК 621.745 (088.8) но делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 1

Дата опублико (72) Авторы изобретения

Ю. Я. Скок, .А. А, Алымов, Б. В. Платонов, С. Л. Чирихина и В, В. Сеничкин (?!) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской ССР (54) МОД ИФИБИРУЮЩАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к черной металлургии в частности к модифицированию и рафинированию стали и сплавов.

Известен комплексный модификатор, содержащий следующие компоненты, вес.%: магний 1,0-10, плавиковый шлат 10-25, 5 фторид иттрия 2-10, фторид РЗМ 3-25, с ил икокал ьци и — остальное (1)

Недостатком этого комплексного сплава является малая эффективность модифи1О цирования, обусловленная тем, что магний и кальций сравнительно быстро испаряются в стали, а фториды РЗМ являются достаточно термодинамически прочными соединениями и для восстановления РЗМ

15 кз фторидов требуется значительный расход кальция и магния, что снижает эффект модифицирования. Комплексный сплав слабо рафинирует сталь, так как образующийся при обработке им стали шлак обладает низкой асимилируюшей способностью по о1 ношению к образуюи.имся неметаллическим включениям. Кроме того, образующийся при модифицировании шлак обладает низкой жидкотекучестью и мало предохраняет активные компоненты смеси от выгорания.

Белью изобретения является повышение модифицирующей и рафинируюшей способности смеси.

Бель достигается тем, что модифицируюшая смесь дополнительно содержит силикомишметалл, силикобарий, известь и корунд. при следующем соотношении компонентов, вес. %:

С ил ико миш металл 10-30 .С ил ико кальций 10-29

С иликобарий 10-30

Магний 1-5

Известь 1 5-30

Корунд 5-10

Плавиковый шпат : 5-10

Силикомишметалл, силикокальций, силикобарий и магний введены в смесь для придания ей модифицирующей способности, шлакообразуюшие (известь, корунд, плавиковый шпат) — для повышения рафинируюшей способности смеси и зашиты ах0BG7 4.

50

3 74 тивных элементов от выгорания. Силикомишметалп вводят в смесь в виде сплава симиш, сиитмиш (ТУ-14-5-50-74) илп

ФСМ И(ТУ-14-14 1-58-7 6), Редкоземельные металлы благоприятно меняют состав и форму неметаллических включений, переводят их в гпобулярную форму, уменьшают анизотропию свойств катаной стали.

Шелочно-земельные металлы, кальций и барий способствуют получению наиболее благоприятного типа неметаллических включений в стали-окисидов в сульфидной оболочке.

При сод ержан ии с или ком иш металла в смеси менее 10% уменысается модифипирующая способность смеси, содержание его более 30% не целесообразно так как это удорожает смесь, а повышение свойств умеренно. Силикокальций в смесь целесообразно вводить в виде марок СК10 и СК15 (ГОСТ 4762-71) гак как в этом случае повышается усвоение кальция. При содер>канин силикокальцпя в смеси менее 10% его влияние на свойства обработанной смесью стали мало эффективно, при содержании его более

30" модифицирование сопровождается заметным пироэффектом и бурлением стали, что нежелательно, так как возможен выброс металла. Силикобарий (ТУ-14-146-6-73) вводят в сталь для измельчения первичной .. структуры и изменения состава и формы неметал>1ических вкл1очений. При содержании его в смеси менее 10% влияние его на свойства модифицированной стали мапо заметно, содержание силикобария в смеси свыше

30% нецелесообразно в связи с удорожанием смеси. Магний в составе смеси выполняет роль . активного модификатора, существенно измельчающего первичную структуру и снижающего химическую неоднородно ст ь стали. Д пя равном ерно го распределения в смеси применяют гранулированный магний марок МГП-1 или

МГП-2. При содержании магния в смеси менее 1% действие его на свойства обрабатываемой стали мало заметно при содержании его в смеси более 5% модифицирование сопровождается дымовыделением и пироэффектом кроме того, не исключена возможность выплеска металла из ковша, поэтому содержание магния в смеси не должно превышать 5% .

Шлакообразуюшие вещества введены в состав смеси для получения быстроформируюшего жидкоподвижногo IL>IBKa, зашишаюи..его магний и комплексные сплавы

40 от выгорания и обладающего вь;сокой pa$IIIIIIpyIom способностью по отношению к вредным примесям и продуктам. раскисления и модифицирования. Верхний и нижний пределы извести, корунда и плавикового шпата выбраны из целесообразности получения шлака оптимальных физико-химических свойств. При отклонении состава по отдельным компонентам шлакообразующих ниже нижнего и выше верхнего предела ухудшаются рафинирую1цая и модифицирующая способность смеси. Модифицирующую смесь целесообразно применять для обработки мартеновской, конверторной и электростали в ковше. Оптимальный расход смеси составляет 4-6 кг/т стали.

Максимальный размер ферросплавов и шлакообразующих материалов не должен превышать 30 мм. Соотношение шлакообразующих материалов в смеси определяется условием формирования жидкоподвижного шлака, который необходим для ассимиляции жидких и твердых оксидных и супьфидных неметаллических включений.

Основой всех жидкоподвижных и.ëàêoâ является система СаО- Я1О2 -АР О

5-1 О2 — всегда имеется в печном шлаке в количестве от 15 (в основном) до 60% (в кислом}, а при выпуске стали в ковш шлак находится также в эмульгированном состоянии совместно с металлом.

Нижний предел извести (СаО) — 15%выбран из условия получения легкоплавкого шлака, обладающего необходимой основностью для ассимиляции сульфидных включений. При содержании извести в смеси менее 15% шлак имеет низкую рафинирующую способность. Содержание извести в смеси выше 30% нежелательно из-за повышения температуры плавления шлака и уменьшения его ассимипирующей способности к неметаллические включениям.

Корунд (AO О ) применяют дпя разжижения шпака. Содержания корунда менее 5% недостаточно для получения жидкоподвижного u лака. Прн содержании ко- рунда в смеси более 10%повышается тугоппавкость шлака, что нежелательно.

Плавиковь и шпат (флюорит) введен в смесь для ускорения времени формирования и разжижения шлака. При этом плавиковый шлат эффективно разжижает и пони>кает вязкость KGK основных, так и кислых шлаков, что повышает их paI)»II»руюшую способность. При введении в смесь менее 5, плавикового. шпата удлиняется время формирования жидкоподвижного шпака, что снижает эффективность

5 740837 модифицирования. При содержании его в смеси более 10% . повышается выделение дыма и выделение фторсодержащих газов, что приводит к загрязнению окружающей атмосферы, в улучшение качества сформированного шлака незначительно.

Выплавлено 5 опытных плавок стали ЗОЛ.

Сталь предварительно в печи раскисляют марганцем (О S;), кремнием (0,3%) алюминием (0,1% ), обрабатывают в ковше опытной модифицирующей смесью и комплексным модификатором в количестве 5 кг/т и отливали слитки массой по

10

29

15

25

10

30

Табл ица 2

Сме чание

7,3 10 Контролируемая

3,2 10 Опытная

-5

2,6 10

-3

2,3 10

28,5 21,0 42,5 4,8

2,4

58,2

23 3 462 72 45

246 484 8 1 44

25,1 50,5 8,5 5,8

61,0

62,4

61,6

31,4

32,6

32,1

-Ъ

59,3 32,0 22,6 44,2 6,2 3,1 4,8-10 Известная

И звестная

Испытания показывают, что предлагае мая модифицирующая смесь повышает на

2-3 кгс/мм прочностные характеристики стали ЗОЛ и на 10-20% пластичность

Ч ударная вязкость нри комнатной темпе ратуре на 15-40% и почти в 2 раза овыше при — 40 С. Общий индекс загрязненности стали неметаллическими включениями по ГССТ 1778-70 в 2-2,5 раза ниже по сравнению со сталью, обработан55 ной таким же количеством известного модификатора.

Таким образом, модифицирующая смесь по рафинируюшей способности и по зффек50 кг. Химический состав модифицирующей сМр- и в % приведен в табл. 1.

Известный комплексный модификатор име-. ет следующий химический состав, вес. %: магний 5, плавиковый шпат 20, фторид иттрия 6, фторид РЗМ 15, силикоквльций - остальное. После разрезки слитков и термической обработки заготовок по режиму: нормализация при

890 С, выдержка 30 мин, отпуск о при 620 С в течение 2 ч, проводят испытания механических свойств стали ЗОЛ (табл. 2).

Таблица 1 тивности влияния нв свойства стали имеет значительные преимущества по сравнению со сталью, обработанной известным комплексным модификатором. формула изобретения

Модифицируюшая смесь, содержвшая магний, силикокальций, плввиковый шпат, отличающаяся тем,что,с целью повышения ее модифицируюшей и рафинируюшей способности, она дополнительно содержит силикомишметалл, си..г +l+ с

° .ъ, ., ф

@ 4 ликобарий, известЬ..и- юрунд при следуюшем соотношении компонентов, вес. %

С ил ико миш мет алл 10-30

С ил и ко кап ьци и 10-29

С ил икобарий 10-30

Магний 1-5

Известь 15-30,ДЧ0837 8

Корунд 5-10

Плавиковый шпат 5-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 364688, кл. С 22 С 35/00, 1972.

Составитель А. Кондратьев

Редактор Ю. Петрушко Техред H. Бабурка Корректор М Пожо

Заказ 3294/3 Тираж 608 . Подписное

БЕИИПИ Государственного комщета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,. 4/5 филиал ППП Патент,, r. Ужгород, уп, Проектная, 4