Смесь для обработки расплавленнойстали

 

В.Н.Фролов, Г.В.Слинько, Л.Н.Трилевская, А.П.Огурцов и Й.Ч.Плетенец (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Коммунарский горно-металлургический институт (54) СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

РЛСПЛЛВЛЕННОЯ СТЛЛИ

3-10

10-25

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к смесям для внепечной обработки жидкого ме, талла. 5

Известна шлаковая. смесь для обработки металла в ковше, содержащая, вес. Ъг ллюминевый порошок . 8-15

Натриевая селитра 15-30 tO

Известь 55-70

Плавиковый ипат Остальное (1) .

Недостаток смеси — низкая десулвфурирующая способность ее в связи с не" высокой активностью окислов щелочных и щелочноэемельных металлов и расплаве.

Известна шлаковая смесь, содержащая, вес.Ъг

Известь Основа ;р

Натриевая селитра 15-20 йлюминевый порошок 7-10

Плавиковый шпат 1-5

Борная кислота 2-5 (2), Недостаток этой смеси - низкая де- ф сульфирующая способность смеси из-эа отсутствия в ней элементов с высоким сродством к сере.

Наиболее известна шлакообразующая смесь для десульфурации, раскисления

3 и микролегирования чугуна и стали, содержащую, вес.В:

Порошок алюминия 10-25

Хремнийсодержащий сплав 8-20

Окислитель,(нanример, натриевую селитру) 10-40

Материал содержащий галогениды,(например,плавиковый шпат)

Магнезит

Отвалънъ и шлак производства сплавов с редкоземельными элементами содержащий 5-205 окислов редкоземельных элементов н до 5Ъ карбида кальция 15-40

tIps обработке в изложнице во время разливки стали с 1% углерода степень десульфурации составляет 62%, содержание кислорода в стали уменьшается до 0,0037%, а содержание РЗМ увеличивается до 0,0015% (3).

Низколегированная сталь с нитрид ным уцрочнением после обработки сме сью имеет ударную вязкость lIps минус

40 C 4-6 кг" см/см Я.

Недостаток смеси состоит в том, что при использовании окислов редко земельных элементов в виде соедине«

799905

И ний с другими окислами, присутствующими в отвальном шлаке, их рафинирующая и модифицирующая способность снижается, ударная вязкость стали увеличивается недостаточно.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости стали, обработанной смесью.

Цель достигается тем, что в смесь содержащую натриевую селитру, алюмийиевый порошок,плйвиковый шпат,кар бид кальция и окислы редкоземельных металлов, вводят парафин при следующем соотношении компонентов, вес.%

Алюминиевый порошок 7-12

Натриевая селитра 11-21

Плавиковый шпат 1-5

Карбид кальция 14-20

Окислы редкоземельных металлов 36-46

Парафин 11-16

Содержание в смеси 7-12% алюминиевого порошка объясняется наилучшими условиями восстановления редкоземельных металлов иэ их окислов s смеси.

Так, при содержании менее 7% ажоминиевого порошка в смеси вМцеляемого тепла при взаимодействии его с селитрой недостаточно, чтобы поддержать в нужном термодинамическом режиме реакцию восстановления окислов редкоземельных металлов карбидом кальция.

Увеличение алюминиевого порошка в смеси более. 12% экономически нецелесообразно, так как она не приводит к существенному изменению степени восстановления окислов редкоэемель- ных метаюйюв.

Содержащие в смеси натриевой селитры 10-19% объясняется созданием наилучших температурных условий для восстановления редкоземельных элементов. При содержании менее 11% натриевой селитры выделяемого при ее разложении «ислорода недостаточно, чтобы поднять температуру в зоне восстановления редкоэмельньг. металлов до необходимых значений. Увеличение селитры в смеси более 21% приМЩит к увеличению расхода алюминаа М карбида кальция в смеси и соответетйеино снижению концентрации редкоземельных металлов в стали.

Содержание в смеси 1-5% плавиковогО шПата объясняется получением жидких шлаков с наименьшей вязкостью.

Снижение содержания плавикового шпата

Уменьшает область температурного интервала*существования жидкоподвижного состояния шлака. увеличение содержания плавикового шпата в смеси более

5% существейно вязкость смеои не улучшает.

Содержание в смеси 14-20% карбида кальция объясняется наилучшими условиями восстановления редкоземельных металлов из смеси. При содержании в смеси карбида кальция менее 14% степень восстановления редкоземельных элементов уменьшается. При содержании в смеси более 20% карбида кальция увеличивается удельный его расход на восстановление редкоземельных металлов, что приводит к увеличению расхода шлаковой смеси.

Содержание в смеси 36-46% окислов редкоземельных металлов объясняется наилучшими условиями десульфурации металла. При снижении содержания окислов редкоземельных металлов в смеси менее 36% уменьшается степень десульфурации металла. Увеличение содержания окислов .редкоземельных металлов более 46% приводит к значительному снижению степени их восстановимости, что также ухудшает процесс удалени серы из стали.

Парафин является обязательным компонентом, так как без него резко ухудшается эффективность рафинирования и понижаются реакционные свойства модификатора. Парафин предохраняет карбид кальция. и алюминий от преждевременного окисления. Кроме того, при брикетировании смеси парафин является связывающим. Снижение содержания парафина в смеси менее 11% приводит к ухудшению смачивания пылинок смеси жидким парафином, что значительно повышает ее гигроскопичность.При содержании парафина в смеси более 16% его концентрация не оказывает существенного влияния на .гигроскопичность смеси.

Смесь предпочтительно испольэовать в виде брикетов.

Смесь готовят следующим образом.

Расплавленный парафин смешивают с порошками карбида кальция, алюминия и натриевой селитры, перемешивают их и добавляют окислы редкоземельных элементов и плавиковый шпат фракции до 5 мм.

Смесь указанного состава в виде брикетов вводят на струю металла в процессе наполнения изложницы. При взаимодействии металла со смесью последняя плавится, алюминий взаимодействует с селитрой,окнсляется,резко повышая ее температуру,,кальций и углерод карбида кальция при высокИХ температурах вступают во вэаимодейAwe с окислами редкоземельных металлов,восстанавливая их. Окислы кальция, натрия, редкоземельных металлов,металлический кальций и Р3М взаимодействуют с серой, растворенной в стали, и удаляют ее из расплава, улучшая качество металла.

Расход смеси 5-15 кг обработанной стали. Степень десульфурации металла

62-71%.

Смеси готовят в виде брикетов и используют для обработки ниэколегированной, с нитридным упрочнением стали при разливке ее в 50 кг изложницы.

799905

Содержаниев серы в стали, Ф

СтййейьЧУдарная смеси, Ф дес ульф урации ф вязкость при - 40 С

Ъ . ..ф кг. См/см

Карбид кальция

Алккиние вый поро шок

Пара@Ни

l0q 024 62

0 018 71

О, 022 65

14 . 46 ll

41 13,5

36 16

20

10,5

Формула изобретения

Составитель В. Бреус

Редактор И. Ковальчук Техред Н. Граб, - Корректор О. Билак

Заказ 10265/11 Тираж 880 Подписи ое

BHP.СПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Брикеты в количестве 500 r вводят на струю стали.

Металл прокатывают в лабораторной клети кварто 400 от 50 до 2 мм. Степень деФормации 18% при 1150 С.Режим

Состав

Натрие- Плавивая се ковый литра шпат

7 21 1

9,5 16 3

Как видно из таблицы после обработки металла содержание серы в нем сни" жается на 62-71%,ударна вязкость составляет 9-12% кгпв см/см,что !значи- р тельно выае обычных значений ударной . вязкости при низких тЕмпературах для этой маркировки стали и выае,чем у стали обработанной известной смесью (ударная вязкость 5-6 кг.см/см ).

Таким образом, использование пред- @ лагаемой смеси для. обработки стали увеличивает ее ударную вязкость на

2 кгпв см/см

Смесь для обработки расплавленной стали, содержащая алюминиевый поро" шок, натриевую селитру, окислы редкоземельных металлов., о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью потермообработки - закалка с последую- щей нормализацией.

В таблице приведены составы предлагаемых смесей н некоторые свойства обработаннай,стали. внаения ударной вязкости обрабатнваемой стали, она дополнительно содер®ит парафин, при следующем соотнаиении компонентов, вес.В:

Ахчоминиевый порошок 7-12

Натрневая селитра 11-21

Плавиковый; внакат 1-5

Карбид кальция 14-20, Окислы редкоземельных металлов 36-46

ПараФин 11-16

Источники информации,. принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство!СССР

В 420683, кл. С 21 С 7/00 1972.

2. Авторское свидетельство СССР .

9 471390 кл. С 21 С 5/54, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке . Ю 2498010, кл. С 21 С 5/54, 1977 °