ЛИГАТУРА Советский патент 1994 года по МПК C22C35/00 C22C19/03 

Описание патента на изобретение SU1042357A1

Изобретение относится к металлургии, в частности к ферросплаву и лигатурам, применяемым для обработки стали в процессе электрошлакового переплава (ЭШП), и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах, имеющих установки ЭШП.

Известны различные кальцийсодержащие лигатуры. Наиболее широко распространены сплавы кальция с кремнием - силикокальций. Они содержат 10-30% кальция, 6-25% железа, 1-2% алюминия, кремний - остальное [1].

Эти лигатуры позволяют раскислять и модифицировать стали в ходе обычных металлургических процессов. Недостатки указанных лигатур - низкие плотность и температура плавления.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лигатура, содержащая, мас.%: Кальций 5-20 Никель 80-95 [2]
Однако эта лигатура не обеспечивает достаточно полного усвоения кальция в процессе легирования при ЭШП, обусловливает низкую степень обработки стали, неоднородность механических свойств слитка.

Целью изобретения является повышение усвоения кальция и улучшение свойств стали.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кальций и никель, дополнительно содержит железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кальций 5-12 Железо 1-10 Никель Остальное
Лигатуру получают в индукционной печи сплавлением металлических компонентов. Лигатуру измельчают на щековой дробилке до фракции 5-10 мм и вводят в сталь в процессе электрошлакового переплава. Вследствие высокой (8,6-8,8 т/м3) плотности, достигнутой введением никеля, частицы лигатуры быстро проходят через слой шлака, не взаимодействуя с его компонентами. Вследствие того, что лигатура обладает повышенной теплопроводностью, расплавления поверхностных слоев не происходит. На поверхности кусочков лигатуры наращивается слой шлака, который защищает ее от химического взаимодействия с жидким шлаком. В шлаке лигатура нагревается, при погружении в жидкую металлическую ванну растворяется и компоненты лигатуры равномерно и полностью распределяются в объеме металлической ванны.

Усвоение лигатуры сталью происходит без потерь кальция, так как его активность в лигатуре понижена вследствие наличия химической связи с никелем. Кальций и никель входят в состав лигатуры в виде прочного химического соединения, обладающего плотностью 8 т/м3.

Кальций в пределах 5-12% обеспечивает оптимальные условия получения повышенных механических свойств стали. Если содержание кальция ниже 5%, то вводится повышенное количество балластного никеля (сверх стехиометрической пропорции в соединении Ni5Ca), что приводит к снижению механических свойств стали. Если кальция больше 12%, то происходит его растворе- ние в шлаке, испарение в атмосферу и нестабильное усвоение его сталью.

Соединение кальция с никелем взаимодействует с серой и неметаллическими включениями жидкой стали, образуя оксисульфиды кальция. Никель усваивается жидкой металлической ванной. Низкое поверхностное натяжение капель лигатуры обеспечивает их диспергирование и равномерное распределение компонентов лигатуры в объеме жидкого металла. Образующиеся в жидкой стали в процессе обработки стали лигатурой оксисульфиды кальция равномерно распределены в объеме металла. При этом получаются дисперсные включения округлой формы.

Железо в количестве 1-10% обеспечивает обработку кальцием нижних горизонтов стали вследствие повышения температуры плавления лигатуры на 20-30оС.

П р и м е р. Выплавленные в индукционной печи лигатуры опробовали при переплаве стали 38ХН3МФА на установке ЭШП А-550. Опробовали присадку лигатур (см. таблицу) предложенной (варианты 1-3) и известной (вариант 4), измельченных до фракции 5-10 мм. Лигатуры присаживали порциями с интервалом в одну минуту из расчета введения 0,005% Са. По высоте слитка стали после ЭШП отобрали пробы металла. Степень усвоения кальция сталью из лигатуры определили из отношения фактического его содержания в слитке стали к расчетному из условия полного растворения кальция лигатуры в стали. Кальций расходуется на взаимодействие со шлаком, усваивается сталью, где расходуется на раскисление, десульфурацию, и переходит в раствор. Чем ниже степень усвоения кальция сталью, тем больше его израсходовано на процессы, проходящие в шлаке.

Металл после ЭШП контролировали металлографически на загрязненность его неметаллическими включениями, а также определяли его механические свойства.

Результаты опробования лигатур показывают, что усвоение кальция повышено на 113,3% , кальций равномерно распределен по высоте наплавляемого слитка. Степень усвоения никеля составила 100%, кальция 25,3-28,0%. В слитке ЭШП выявлено улучшение морфологии неметаллических включений. Количество неметаллических включений в стали при обработке ее предложенной лигатурой на 10-15% меньше, чем известной.

Похожие патенты SU1042357A1

название год авторы номер документа
ЛИГАТУРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 1982
  • Поволоцкий Д.Я.
  • Рощин В.Е.
  • Мальков Н.В.
  • Бирюков П.П.
  • Грибанов В.П.
  • Зайко А.В.
  • Захаров М.М.
  • Гречин Р.И.
SU1100945A1
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОМ ПЕРЕПЛАВЕ 2013
  • Данилов Александр Иванович
  • Дуб Владимир Семенович
  • Лебедев Андрей Геннадьевич
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Шурыгин Дмитрий Александрович
  • Щепкин Иван Александрович
  • Орлов Сергей Витальевич
  • Кригер Юрий Николаевич
  • Каширина Жания Казбековна
  • Кузнецова Ксения Николаевна
RU2541333C1
Способ получения коррозионностойкого биметаллического слитка 2022
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Балашов Сергей Александрович
  • Костин Сергей Дмитриевич
  • Соболев Алексей Владимирович
  • Яковлева Полина Сергеевна
  • Павлов Александр Александрович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Амежнов Андрей Владимирович
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Куторкина Виктория Александровна
  • Левков Леонид Яковлевич
RU2774689C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 2007
  • Дуб Владимир Семенович
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Ригина Людмила Георгиевна
  • Волков Виталий Георгиевич
  • Васильев Яков Маркович
  • Баринова Светлана Николаевна
RU2371491C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОЙ ЛЕНТЫ 1989
  • Рощин В.Е.
  • Быковский Г.С.
  • Овчаров В.П.
  • Грибанов В.П.
  • Маркин В.В.
  • Гунькин В.Е.
  • Щербаков Д.Г.
SU1775929A1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1991
  • Волков А.Е.
  • Лактионов А.В.
  • Шалимов А.Г.
  • Мончинский Д.Б.
  • Бедрин Н.И.
  • Гесс О.С.
  • Волк Л.П.
RU2068453C1
ДУПЛЕКСНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАПОРНОЙ И РЕГУЛИРУЮЩЕЙ АРМАТУРЫ 2017
  • Левков Леонид Яковлевич
  • Уткина Ксения Николаевна
  • Шурыгин Дмитрий Александрович
  • Баликоев Алан Георгиевич
  • Ефимов Виктор Михайлович
  • Калугин Дмитрий Александрович
  • Марков Сергей Иванович
  • Орлов Сергей Витальевич
  • Толстых Дмитрий Сергеевич
RU2693718C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВАЛЬЦА 1993
  • Дроздов В.С.
  • Павлюк Ю.И.
  • Волков А.Е.
  • Миронов В.М.
  • Соломко В.П.
  • Волкова А.И.
  • Исаханов Э.С.
RU2032754C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО РЕЛЬСА 2015
  • Злобин Анатолий Аркадьевич
RU2575266C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЛИТКА 2022
  • Мишнев Петр Александрович
  • Адигамов Руслан Рафкатович
  • Балашов Сергей Александрович
  • Костин Сергей Дмитриевич
  • Соболев Алексей Владимирович
  • Яковлева Полина Сергеевна
  • Павлов Александр Александрович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Амежнов Андрей Владимирович
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Куторкина Виктория Александровна
RU2786101C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 042 357 A1

Формула изобретения SU 1 042 357 A1

ЛИГАТУРА, содержащая кальций и никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения усвоения кальция и улучшения свойств стали, она дополнительно содержит железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кальций 5 - 12
Железо 1 - 10
Никель Остальное

SU 1 042 357 A1

Авторы

Поволоцкий Д.Я.

Рощин В.Е.

Бирюков П.П.

Грибанов В.П.

Зайко А.В.

Косматенко И.Е.

Мирошкин А.Ф.

Сулацков В.И.

Даты

1994-06-15Публикация

1981-10-08Подача