Сплав для раскисления и модифицирования рельсовой стали

 

В.T. Сладкоштеев, В.А. Папяничка, М,С. Гордиенко, О.В. Носоченко, Н.Т. Висторовскнй, E.Ì. Огрыэкнн, В.А. Мелеков А.В. Великанов,, В.В. Поляков, Н.Ф. Левченко;В.К).К<д дратьев,", н В.И. gjjip -- . (72) Авторы изобретения

Украннския ордена Трудового Красного Знамени научно» исследовательский институт металлов, Институт черной металлургии

s Всесокюный научнс -исследовательский институт железнодорожного транспортра

Ф (7l ) Заявители (54) СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ

РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии н прецназначено цля использования прн раскисленин я моцифнцнрованни рельсовой 9т али, Известна лигатура слецуюшего состава 11), вес. %:

Кремний lO-40

М агний 2-40

Титан 0,5-5

РЗМ 1-15

Ванаций 5-25

Кальций 0,5-5

Марганец 8-40

Хром 0,5- 5

Углерод 0,5-5

Железо Остальное

Нецостатками этого сплава являются низкое содержание кремния (требуется цополннтельно применять ферросилициЯ), лигатура соцержнт много компонентов, 1

r.е. ее сложно изготовить и стоимость ее буцет большой. Кроме того, лигатура содержит марганец, ввод в ковш которого при нроиэвоцстве рельсовой стали запрещен.

Наиболее близким по технической сущности и постигаемому эффекту к предлагаемому является сплав (2), соцержашнй, вес. %:

Кремняй 25-85

Титан 3-20

Магний 3-20 .

Железо Остальное

Оцнако при вводе одного этого сплава в рельсовую сталь содержание титаяа в ней будет, как правило, более 0,015 %, что прнвецет к образованию в металле нитрицов титана (в том числе и строчеч ных). fatt как нитрицы титана имеют yr ловатую форму, ro онн будут являться концентраторами напряженяй, что приво цнт к преждевременному выходу рельсов нз строя.

Кроме того, в локальных участках металла нахоцится избыточное количество магния It титана, что щэнвоцнт к новь шенному пылевыцелению. Еще одним не

Содержание элементов, вес. %

1 Т

Остальное

То же

0,8

0,7

2,1

1,9

2,8

2,9

4(И звес тн ый ) 6,Э

3. 9070 цостатком сплава является большой разбег по соцержанию в нем титана. Л так как титан является основным регулятором зерна.при раскислении рельсовой стели этим сплавом, имеют место значительйые g колебания механических свойств рельсов, и, соответственно, снижается их надежность в эксплуатации (хотя и превышает надежность рельсов из стали, раскислеиной обычным способом-ферросилицием и И} алюминием}.

Цель изобретения — повышение чистоты стали tI0 неметаллическнм включениям и улучшению экологических условий.

Поставленная цель достигается тем, что сплав, содержащий кремний, магний; титан и железо, соцержит компоненты в следующем соотношении, вес. %:

Кремний 56-69

Магний 0„7 -2,8 26

Титан 0,8-2, 9

Железо Ос тальн ое

В сплаве соцержание кремния не должно быть ниже 56% и выше 69%, так как в противном случае невозможно обес-2g лечить требуемый химический состав стали, раскисляя и моцифицируя металл в ковше оцним этим сплавом.

Соцержание магния в сплаве должно быть не ниже 0,7%, так как в противном щ случае не обеспечивается модифицирование включений. При соцержании магния

° Э

Каждый сплав приготовлен путем сплавления 65-75%-ного ферросилиция с ферротитаном. Магний вводят в расплав металлический поц колпаком.

Сплавы получены однородными, не рассыпались при цлительном хранении. Плот- и

Ъ ность их составляет 3,5-4,5 г/см .

Сплавы опробовали прн раскалении и моцифицировании рельсовой стели марки

М76. Сталь выплавляют в дуговой элек- 55 тропечи ДСН-0,5. По цостижении содержания углероца 0,67-0,70% металл . раскисляют в печи ферромерганцем. Тем79 4

s сплаве более 2,8% ухудшаются экологические условия вслецствие повышенного пылевыцеления при испарении избыточного магния.

Содержание титана в сплаве должно бйть не менее 0,8%, чтобы обеспечить требуемый размер зерна и, соответственно, механические свойства металла. При содержании титана в сплаве более 2,9% в металле появпяются строчки митрицов в металле появляются строчки нитрицов титана повышенной длины, отрицательное влияние которых приведено выше.

Сплав обеспечивает требуемый химический состав металла при расходе 46 кг/т стали. При этом большая часть магния усиливается металлом, не ухудшая экологических условий. Суженные пределы по содержанию титана обеспечивают стабильное содержание его в металле, и соответственно, стабильные механические свойства рельсов.

Для определения влияния сплава на загрязненность стали неметаялическими включениями и экологические условия были приготовлены 5 сплавов с граничными и оптимальными соотношениями ингредиентов. Для обеспечения сопоставительного анализа был также приготовлен сплав с известным соотношением ингрициентов. Характеристика химического состава сплавов привецена в табл. 1.

Таблица 1 пература выпускаемой стали составляет о

1580-1590 С. В ковше металл раскисляют предлагаемыми сплавами в количестве 4 — 6 кг/т стали.

Известный сплав ввоцят в количестве

1,5 кг/т, цополнительно присажнвают

65%-ный ферросилиций в количестве

3,5 кг/т стали. Сталь разливают в слитки массой 50 кг и прока*ывают на квадрат 56r56 мм.

Результаты исследования запылепности в цехе при применении сплавов, в затем также некоторые характеристики металл а приведен ы в т абл. 2.

907079

Таблица2

Загрязненность стали, балл

Сплав

По ГОСТ 1778-72

Оксицы Н игрицы Сульфиц ульфа

5,6

2,6

1 2,0

2 1,8

3 1,9

1,7

1,9

2,7

5,8

1,6

2,1

2,3

1,4

5,9

1,7

l,5

2,5

2,4

1,2

4(И заестный) 2,4

12,4

1,8

2,5

1,9

3,1

3,2

Составитель Т. Платицина

Рецактор Г. Волкова Техрец М. Тепер Корректор Л. Бокшан

Тираж 657 Поп писное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Заказ 521/34

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

Из привеценных цанных слецует, что лучшие результаты по загрязненности наиболее опасными строчечными включениями оксицов и нитрицов получаются при применении сплавов 1-3, алина стро5 чек не превышает 2 мм (2 балл), что соответствует требованиям МПС, прецьявляемым к рельсам повышенного качества .

Запыленность на рабочих местах лри применении этих сплавов не превышает пре- 1О цельно цопустимых концентраций

Формула изобретения

Сплав цля раскисления и моцифицирова- 55 ния рельсовой стали, соцержаший кремний, магний, титан и железо, о т л и ч а юши йс я тем, что, с цепьюповышения чистоты стали по неметаллическим включениям и улучшения экологических условий, он соцержит компоненты при слецуюшем соотношении, вес. 7: о

Кремний 56-69

Магний 0„7-2,8

Титан 0,8-2,9

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР № 570655, кл. С 22 С 35/00, 1976.

2. Патент Великобритании

¹ 525706, кл. С 7 Q, 1940.