Лигатура

 

Союз Советсимв

Сов1иапистическнк

Респубпмн (ii)901324 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) аявлс 0 29,04.80 (21) 2919380рг-02 (5l)N. Кл. с присоединением заявки И

С 22 С 35/00

Ркуаараненый каплет

СССР ав яелаи нзвбрвтевнй н аткрмтдй (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.82. Ькьллетеиь .1чЪ 4 (53) УД1(бб9 15 198 (088.8) Дата опубликования описания 30.01,82

В. А. Паляничка, М. А. Рысс, М. С. Гордиенко, И. (72) Авторы изобретения

А. В. Евдокимов, А. В. Великанов, В. В. Поляков, 1

И. Г. Волков и В, 10. Кондратьев

Украинский ордена Трудового Красного Знамени научн фсл@ЪЙИЙокий, . институт металлов, Нижнетагильский металлургический кбйбииат,...:. (71) Заявители им. В, И, Ленина и Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно.

1 исследовательский институт железнодорожного транспбрза * (54) ЛИ ГАТУРА

Изобретение относится к металлургии и мо. жет быть использовано при производстве стали, преимущественно рельсовой.

Известен сплав (1) для раскисления и ле гирования стали следующего состава, вес,%:

Кремний 0,4 — 3

Магний 0,2 — 3

Ванадий 5 — 15

Хром 15 — 30 i

Азот 0,2 — 3

Углерод 0,1 — 1

Вольфрам, кобальт, молибден 10 — 30

Железо Остальное

В сплаве очень низкое содержание кремния, цозтому при раскислении большинства марок спокойной стали потребуется вводить дополнительно ферросилиций. Применение двух сплавов для раскисления металла в ковше вызывает значительные трудности (взвешивание, ввод и т. п.). Известно, что образующиеся при рас-. кислеиии лигатурами включения удаляются быстрее, чем при использовании для этой цели нескольких ферросплавов. Поэтому при приме ненни этого сплава совместно с ферросилицием металл будет 8 значительной степени загрязнен окислами кремния.

Известна такжс лигатура 12) следующего состава, вес. :

Кремний 12-18

Магний 10 — 18

Титан 10 — 18

Алюминий 45--55

Эта лигатура содержит большое количество алюминия, поэтому в металле будет значитель. ное количество глинозема. При прокатке глинозем вытягивается в строчки, значительно снижая служебные свойства проката.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности. и достигаемому эффекту является лигатура 13) следующего состава, вес.%:

Кремний 30-60

Магний 4 — 20

Титан 0,5 — 10

Ванадий 4 — 20

Марганец 1 — 10

Железо Остальное

Таблица

Содержание элементов, вес,%

Лигатура

Mg Ti V

Si

Остальное

Нет

0,7 0,9

0,6

1,0

Нет

0,8

0,7

1,9

2,4

2,1

t9

3,9

2,9

70

4,0

3,0

2,9 . б (известная) 2,6

5,5

2,1

6,2

3. 90132

Недостаток этой лигатуры заключается в том, что она содержит мало кремния, в связи с чем при раскислении рельсовой стали необходимо дополнительно вводить ферросилиций.

В лигатуре содержится марганец, который не разрешается вводить в ковш при раскисленни рельсовой стали. В нем высокое содержание ванадия. Поэтому при вводе ванадия в оптимальных количествах (за счет уменьшения расхода модификатора) не достигается заданное содержание кремния в стали. Кроме того, уменьшая расход модификатора, необходимо повышать содержание магния в нем, чтобы модифицировать включения в стали. Однако при высоком содержании магния в сплаве увеличивается выброс пыли в атмосферу, а также снижается плотность модификатора и, соответственно, его усвоение..

Цель изобретения — упрощение технологии раскисления и снижение содержания неметаллнческих включений в стали.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кремний, магний, титан, ванадий, железо, содержит компоненты в

"„ледуюшем соотношении, вес.%:

Кремний 56 — 69

Магний 0,6 — 2,8

Титан 0,8-2,9

Ванадий 1,0-3,9

Железо Остальное зо

Содержание кремния в лигатуре должно быть не ниже 56% и не выше 69%, так как в противном случае невозможно обеспечить требуемый химический состав стали, раскисляя и модифицируя сталь в ковше одной этой лигатурой. Кроме того, при более низком содержанки кремния потребуется повышенный расход лигатуры, что удорожает раскисление

4 4 (расходуется избыточное количество дорогостоящего и дефицитного ванадия) и ухудшает условия всплывания включений и качество поверхности слитков вследствие охлаждения металла при вводе большого количества лигатуpbb При применении лигатуры с содержанием кремния более 69% затрудняется усвоение ее металлом вследствие снижения плотности, Содержание магния в лигатуре должно быть не ниже 0,7%, так как в противном случае не обеспечивается модифицирование включений (придание им глобуляриой формы).

Прн содержании магния в сплаве более 2,8% ухудшаются эколопиеские условия вследствие повышенного пылеещ еления при испарении избыточного магния (температура испарения магния ниже температуры плавления стали).

Содержание титана в лигатуре должно быть не менее 0,8%, чтобы обеспечить требуемые размеры зерна н механические свойства металла. При содержании титана в лигатуре более

2,9% в металле появляются строчки нитридов титана опасной длины (более 2 мм, а иногда н более 8 мм).

Содержание ванадия в лигатуре должно быть не ниже 1% для обеспечения ощутимого повышения прочностных характеристик металла и не выше 3,9%, так как дальнейшее повышение содержания ванадия в стали незначительно увеличивает прочностные характеристики проката, а стоимость раскисления резко повышается.

Для определения влияния лигатуры на загрязненность стали неметаллическими включениями приготавливают 5 сплавов с граничными и оптимальными соотношениями ингредиентов, а также известный сплав.

В табл. 1 дана характеристика химического состава лигатур.

Лигатуры приготовляют путем сплавления ферросилиция, ферротитана н феррованадия.

Металлический магний вводят в расплав под колпаком.

Лигатуры получают однородными,онн не рас - s сыпаются при длительном хранении. Плотность их составляет 3,6 — 4,5 г/см .

Лигатуры опробуют при раскислении и модифицировании рельсовой стали марки М76.

Сталь выплавляют в дуговой электропечи 3CH- to

0,5. По достижении содержания углерода 0,67—

0,70% металл раскисляют в печи ферромарганцем. Температура выпускаемой стали составляет

901324

Таблица 2

Загрязненность стали, балл

Лигатура по шкале УИЧМ по ГОСТ 1778 — 72

I аудьфидьь ) окаиды j иитридьт(судьфнды оксиды нитриды

1,9

2,0

2,7

1,7

3,2

1,2

2,7

1 6 1,7

1,1. 1,6

1,2 1 7

2,0 1.8

1,9

1,0

2,3

1,9

1.6

2,5

1,7

1,4

3,0

-2,9

2,1

1,8

2,3

1,9

3,2

3,0

2,4

6 (известная) Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 559991, кл. С 22 С 35/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР и 246862, кл. С 22 С 35/00 1967

3. Авторское свидетельство СССР N 449975, кл. С 22 С 35/00, 1974, ВНИИПИ Заказ 123/25 Тираж 656 Подписное

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

Лучшие результаты по загрязненности наибо. лее опасными строчечными включениями оксидов и нитридов получены при применении лигатур 3 — 4,длина строчек не превышает 1,5 мм, что соответствует требованиям МПС, предъявляемым к рельсам повышенного качества.

Согласно данным опытной проверки,ю изобретение обеспечивает снижение загрязненности стали неметаллическими включениями и упрощает технологию раскисления и модифицнрования (в ковш вводится одна лигатура).

Кроме того, по сравнению с известными 4 аналогичными техническими решениями стабилизируется содержание титана в металле и, соответственно, механические свойства лрокатз, новышаются прочностные характеристики прока а, уменьшается газонвсыщенность стали.

Формула изобретен ия

Лигатура, содержащая кремний, магний, титан, ванадий, железо, отличающаяся

1580 — 1590 С. В ковше металл раскисляют н модифицируют предлагаемыми лигатурами в количестве 5 — 7 кг/т стали. Известную лига. туру вводят в количестве 4,3 кг/т стали. Для достижения требуемого содержания кремния в металл дополнительно вводят 65%-ный ферросилиций в количестве. 1,6 кг/т стали. Сталь разливают в слитки массой 50 кг и прокатывают на квадрат 56х56 мм.

Результаты исследования загрязненности стали неметаллическими включениями приведены в табл. 2. тем, что, с целью упрощения технологии раскислення и снижения содержания неметаллических. включений в стали, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%;

Кремний 56-69

Магний 0,6-2,8

Титан 0,8-2,9

Ванадий l,0-3,9

Железо Остальное