Дата опубликования описания 30.07.81 (53) УД К 669, 18. . 046. 54 (088.8 ) Н. Н. Власов, A. A. .Грабекпис, B. A. Осокин, В . И. Матюшейко-,"-., Б. Ф. Величко, М. И. Панфилов и А. И. Монастырская (72) А вторы изобретения

Ура пьский научно-исследовательский инст нтут черных металлов (71) Заявитель (54) ШЛАКОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ

СТАЛИ

Изобретение относится к черной метал» пургии и может быть испопьзовано при внепечной обработке стали в ковше на выпуске ее из стапеппввильного агрегата.

Известно применение шпакометаппических смесей дпя рафинирования, раскиспе5 нйя и пегирования металла. Ипа раскиспения, десупьфурапии и удаления неметаппических включений (НВ) применяют экзотермическую шпакообразующую смесь, содержащую алюминий, окиспы железа, СаО, А62 О,, 5а 0g, СаГ,, Ма20, МЯ О, МИО P.j.

Однако смесь является высокоосновной, что предполагает активное взаимодействие с футеровкой ковша и как следствие дополнительное внесение НВ в стапь. Кроме того, в случае лрименения данной смеси не решается вопрос экономии ферросплавов.

2С

Известна шпакочеталлическая смесь дпя рафинирования металла, содержащая

5-70% извести и 30-95% шпака электротермического производства силумина. По2 спедний содержит, Ъ: Абя. 0345-58; %Q

3-10; Я L 5-20; АР 10-25, 9т 3-12 и оксикарбид алюминия 1-10.

При обработке метаппа указанной смесью в нем снижаетса содержание примесей и сокращается расход раскиспитепей(2)

Недостатком указанной смеси является то, что при использовании ее дпя рафинирования металла вводимые компоненты минеральной части не способствуют повышению усвоения эпементов-раскиспитепей. Состав минеральной части известной смеси не является благоприятным дпя ассимипядии неметаппических включений, не исключается образование гпиноземных включений неблагоприятной формы. Неметаллические включения, образующиеся при обработке метаппа известной смесью, имеют высокую температуру плавления, что не способствует ии укРУпнению и удалению из стали.

Известна шпакометаппическая смесь, состоящая нз порошков сплава АМС(Д0

5-15%, Ми 30-50% и 8т 25-30%) и

85067 9 бедной марганцевой руды (65 70% от веса сплава АМС), которая применяется дпя раскиспения стали (3). При применении бедной марганцевой руды, содержащей, вес.%: Ми 19 3; 51 0 14,8," Са 14,8;

Fe 5,96; шлакометадпическая смесь имеет следующий состав, вес.%:

Апюминий 1,5-5,25

К ремний 7,5-9, О

Марганец 9-17, 5 10

Закись железа 5,5 5,6

Кремнезем 9,6-10,3

Окись кальция 9,6-10,3

Закись марганца 16,2-17,0

Однако смесь содержит не бопее 10,3% l5 кремнезема, а отношение Ca0/5т 02 3.1, т,е. шпак является основным. Кроче того, смесь не обеспечивает глубокого раскиспения стали и необходимого очищения стали от неметаппических вкпючений. 20

UenI изобретения - получение дополнитепьного эффекта при исподьзовании смеси вЂ” снижения расхода элементов-раскиспитепей, в первую очередь марганца, 25 и содержания неметаплических вкпючений.

Эта цель достигается тем, что шдакометаллическая смесь дпя рафинирования

Стали, вкпючакхдая апюминий, кремний, Марганец, закись железа, кремнезем, то окись кальция, закись марганца, содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%:

А пюминий 2-12

Кремний 2-6

Марганец 10-2 4

Закись железа 0,1-1,0

Кремнезем 30-60

Окись капьция 6-20

Закись марганца 5-20

Обработка жидкой стапи смесью дредпагаемого состава обеспечивает попучеwe гпубокораскиспенной стапи с минимальным соцержанием особо вредных дпя устапостных испытаний неметаппических включений типа AE g О, в том числе и .трочечных включений

Любая стань неизбежно содержит окидные НВ, которые образуются гпавным разом в момент ввода раскиспитепей, т время затвердевания стали и в резупь50 рте разрушения огнеупоров. Появ ление

>ксидных HB непосредственно в слитке крайне нежепательно, так как эти включения трудно удапяются и распределяются в объеме метаппа неравномерно. Йпя подавления процесса образования оксидных

HB в слитке необходимо глубокое раскиспение, которое должно обеспечить содержание растворимости киспорода к моменту затвердевания менее предела его paI.Iворимости в твердом жепезе (0,003%).

Снижение содержания (0) менее 0,001% в значительной степени усиливает процессы вторичного окисления во время разливки стали. Напичие в составе предлагаемой смеси 2-12% А обеспечивает получение содержания (OJ в пределах 0,001

О, 003%.

Введение в смесь кремния и марганца обеспечивает получение в стали неметаппических вкпючений бпагоприятного состава. При соотношении введенного марганца к введенному кремнию равном 2,5 и более образуются жидкие силикатные включения, Эти включения пегкоппавки, хорошо коагупируют и легко удаляются из стали.

Введенный в металл алюминий расходуется HB связывание растворенного кислорода. Чем меньше его расходуется дпя этой цели, тем меньше образуется оксидных HB. Окиспение алюминия зависит от содержания окислов железа в наведенном шлаке. Так, при содержании в шлаке 15%

FeO скорость окисления алюминия достигает 0,0015%/мин, а в случае содержания до 1% скорость окисления уменьшается в 15 раз и составляет 0,0001%/мин.

Содержание FeO в предпагаемой смеси ограничивают О, 1-1%. Снижение содержания Ге0 в смеси ниже 0,1% практически не сказывается на скорости окиспенит алюминия, в то же время использование материалов с таким низким содержанием

1e0 ведет к удорожанию смеси.

Оксидные HB образуются и в результате разрушения огнеупоров. Этот вид включений. является очень опасным вследствие их больших размеров. Поэтому ндводимый в процессе обработки шлак допжен быть наименее агрессивным к шамотной футеровке ковша, в то же время легкоплавким (Tp не более 1350 С) и жидкотекучим (при 1550сС вязкость не более

5 П). Шлак должен хорошо ассимилировать

НВ и обдадать наименьшей адгезией к жидкому металлу. Последнее необходимо с цепью уменьшения его залутывания в металле.

Таким условиям лучше всего удовдетворяет шлак на кислой основе с содержанием 5j0 30-60%; Са0 6-20% и основностью не выше 0,5. Введение в состав смеси Ми О не мене 5% обеспечивает получение температуры плавления обпазукшегося шлака ниже 1350 и вязкости менее 2 П при температурах обработки 85067g

Табпица 1

МИ ного

24 01 318 20 20

25,6

28,7

40,3

15 ° 9

45,2

7 05 50

10 10 60

23 2,0 29

9 0,01 61

11 11,5

Та блица 2

0,0040 0.0017

0,0009

0,0003

0,0066

0,0043

0,0060

0,0045

0,0063

0,0031

О, 0037

О, 0009

0,0014

0,0009

0,0005

О, 0028 0,0012

0.0038 0,00 16

О, 0009

3 метаппа. Повышение соцержания М И 0 выше 20% мало сказывается на снижении температуры ппавпения и вязкости кислых шлаков, поэтому в составе рекомендуемой смеси содержание Ми О ограничивается 5 прецелами 5-20%.

Соцержание в шпакометаппической смеси элементов раскислителей и их окислов

- в црисутствии незначительного количества

РеО способствует более активному переко- 10 цу киспороца из метаппа в шлаковую фазу, .согласно закону распределения эпементов межпу металпом и шпаком. Таким обра« зом, нрецпагаемая шпакометапиическая смесь интенсифицирует процесс раскислени я.

Пример. В индукционной печи емкостью 60 кг провецены ппавки с обри+ боткой стали прецпагаемой шпакометаппи- ческой смесью. Химический состав обра батываемой стали, вес.%: С 0,3-0,4;

Ми 0,25-0,35; 5j 0,2-0.4; S 0,0160,025; Р 0,016-0,020; железо остапь23 ное. Температура обработки степи 1600 С, количество смеси 2% от веса металла.

В табл. 1 представлен прецлдгаемый состав смесей и усвоение марганца из закиси марганца (МИ О); B табл. 2 лрепставлено соцержание неметалпических включений tНВ} и их химический состав.

В табл. 3 привецен состав лрецпагаемой смеси в сравнении с известной.

Таким образом, при увеличении содержания апюминия в стали извлечение марганца из окислов повышается. Однако опрецеление содержания неметаплических включений в металпе показало, что увепичение соцержания апюминия в шлакометаллической смеси бопьше 12% приводит к повышению загрязненности стапи включениями типа ARZ 0, которые явпяются очень опасными при волочении проволоки.

В результате обработки стели известной и предлагаемой смесью было попучено снижение содержания неметаппических включений на 30%, в частности штя глиноземных включений в 2-3 раза.

850679

Продолжение табл. 2

0,0012

0,0014

О, 0045 0,0015

О,ОО И1

О,ОО41

О,ООО8

О,ОО15

О, 0014 0,0025

Т а б и и ц а 3

5 ми сто в о, мио FOO

9 10 10 16,5 5,5

15 10 45 16 5 05

7,5 известная

Предпагаемая

Марганец .Закись железа

Кремнезем

Ф ,Окись кальция

Закись марганца, 1 0-24

О, 1-1,0

30-6 О

6-20

5-2 О

Формула изобретения

1Нпакометаппическая смесь дпя рафинирования стали, вкпючающая алюминий, кремний, марганец, закись железе, кремнезем, окись кальция, закись ма рган1ta, о т п и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью улучшения использования вводи- 35 мых эпементов, снижения содержания неметапнических вкпючений в стапн, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%:

А пюминий 2-12 О

Кремний 2-6

Составитепь С. Топипьский

Редактор Е. Лушникова Техред Т. Маточка Корректор Г. Решетник

Заказ 6249/33 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП "Патент", г, Ужгород, уп. Проектная, 4

О,ООЗО

О,ОО62

0,0050

О, 0065