ЛИГАТУРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ Советский патент 1994 года по МПК C22C35/00 

Описание патента на изобретение SU1100945A1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к лигатурам, используемым для обработки сталей и сплавов в процессе электрошлакового переплава.

Известна лигатура для обработки стали, содержащая редкоземельные металлы, никель и железо [1].

Недостатками этой лигатуры являются высокий угар легирующих компонентов и большое содержание в стали неметаллических включений.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является лигатура [2] для обработки стали следующего состава, мас.%:
Редкоземельные металлы 50-80 Никель 18-48 Железо Остальное
Недостатками известной лигатуры являются низкое усвоение редкоземельных металлов и значительное загрязнение стали неметаллическими включениями.

Целью изобретения является повышение усвоения редкоземельных металлов и уменьшение загрязнения стали неметаллическими включениями.

Для достижения поставленной цели предложена лигатура для обработки стали, содержащая редкоземельные металлы, железо и никель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Редкоземельные металлы 10-20 Железо 5-12 Кальций 6-12 Никель Остальное
Плотность предлагаемой лигатуры (7,3-8,5 т/м3) существенно выше плотности шлаковых расплавов (2-4 т/м3) и жидкой стали или сплава, вследствие чего она быстро проходит шлаковый слой и погружается в нижние горизонты металлического расплава. В результате этого РЗМ и кальций взаимодействуют со всем объемом металла. Так как кальций и РЗМ в твердой лигатуре связаны в соединение (Са, РЗМ) Ni5, они практически не взаимодействуют со шлаком.

Железо в количестве 5-12% связано с РЗМ в интерметаллическое соединение Fe5(РЗМ), растворенное в (Са, РЗМ)Ni5. Железо не растворяет кальций и этим повышает его активность по сравнению с РЗМ. Повышение активности кальция предохраняет РЗМ от окисления, снижает их угар и создает предпосылки для первоочередного взаимодействия с растворенными в металле серой и кислородом кальция.

Если железа 12%, то активность кальция резко возрастает и он интенсивно испаряется из лигатуры в процессе получения и до растворения лигатуры в металле. Если железа меньше 5%, то эффект изменения активности кальция в лигатуре не наблюдается.

При содержании железа более 12% наблюдается снижение стойкости лигатуры при хранении, что снижает эффективность использования РЗМ при модифицировании стали.

Редкоземельные металлы (10-20% ) и кальций (6-12%) обладают высоким сродством к кислороду и сере и поэтому образуют в жидкой стали комплексные оксиды и сульфиды. Этим обеспечивают глубокое рафинирование расплава от растворенных в нем кислорода и серы. Неметаллические включения, состоящие преимущественно из оксисульфидов кальция и РЗМ, имеют меньшую плотность, чем плотность оксисульфидов РЗМ, поэтому они быстрее удаляются из металла. Кальций имеет низкую температуру кипения, поэтому не связанный в оксисульфиды кальций испаряется, что способствует перемешиванию металла газовыми пузырьками и флотации образующихся неметаллических включений.

Если содержание кальция в лигатуре меньше 6%, то выделения пузырьков кальция в объеме стали практически не происходит, вследствие чего отсутствует флотация неметаллических включений из ванны. Если содержание кальция более 12% , то его испарение происходит интенсивно, кальций не эффективно используется на раскисление и десульфурацию стали.

Если содержание РЗМ менее 10%, то эффект модифицирования оказывается недостаточным. При содержании РЗМ в лигатуре более 20% происходит интенсивное окисление РЗМ и снижается их использование.

П р и м е р. В индукционной печи емкостью 20 кг выплавляют лигатуры, содержащие никель, кальций, РЗМ, железо. Лигатуры разливают на слитки толщиной 30-40 мм. После дробления на щековой дробилке производят фракционный рассев лигатуры и используют для легирования фракцию 5-8 мм.

На установке ЭПШ с кристаллизатором диаметром 220 мм переплавляют электроды из стали 38ХН3МФА и в процессе переплава на поверхность флюса равномерно присаживают лигатуры из расчета введения в сталь 0,05% кальция и 0,01-0,06% РЗМ от массы стали.

В стали после электрошлакового переплава контролируют содержание РЗМ и загрязненность неметаллическими включени- ями. Содержание неметаллических включений определяют металлографическим методом П по ГОСТ 1778-70. По остаточному содержанию РЗМ в стали определяют угар РЗМ. Результаты определений приведены в таблице.

Как следует из приведенных в таблице данных, предложенная лигатура в сравнении с известной обеспечивает снижение содержания в стали неметаллических включений и повышает усвоение редкоземельных элементов более чем в 2 раза.

Похожие патенты SU1100945A1

название год авторы номер документа
ЛИГАТУРА 1981
  • Поволоцкий Д.Я.
  • Рощин В.Е.
  • Бирюков П.П.
  • Грибанов В.П.
  • Зайко А.В.
  • Косматенко И.Е.
  • Мирошкин А.Ф.
  • Сулацков В.И.
SU1042357A1
СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ 2012
  • Исхаков Альберт Ферзинович
  • Малько Сергей Иванович
  • Гольдштейн Владимир Яковлевич
  • Пащенко Сергей Витальевич
  • Радченко Юрий Анатольевич
  • Онищук Виталий Прохорович
RU2497955C1
ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОГО РАСПЛАВА (ВАРИАНТЫ) 2011
  • Исхаков Альберт Ферзинович
  • Малько Сергей Иванович
  • Гольдштейн Владимир Яковлевич
  • Григорьев Владимир Николаевич
  • Пащенко Сергей Витальевич
  • Радченко Юрий Анатольевич
  • Онищук Виталий Прохорович
RU2491354C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОПРОЧНОЙ МАРТЕНСИТНОСТАРЕЮЩЕЙ СТАЛИ 2016
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Крылов Сергей Алексеевич
  • Щербаков Анатолий Иванович
  • Евгенов Александр Геннадьевич
  • Макаров Александр Андреевич
  • Егоров Евгений Вадимович
RU2639190C2
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
МОДИФИКАТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ 2008
  • Бакланова Ольга Николаевна
  • Зайцев Александр Иванович
  • Родионова Ирина Гавриловна
  • Шахпазов Евгений Христофорович
  • Ябуров Сергей Иванович
RU2364652C1
Сплав для раскисления легирования и модифицирования стали 1982
  • Гречин Рудольф Иванович
  • Захаров Михаил Михайлович
  • Кочкин Виктор Георгиевич
  • Соловьев Анатолий Владимирович
  • Шульман Виктор Моисеевич
  • Ковтюх Дмитрий Петрович
SU1044653A1
Способ производства высокопрочного чугуна 1989
  • Чуфырин Геннадий Борисович
  • Полушкин Николай Александрович
  • Героцкий Виктор Антонович
  • Зиновьев Юрий Александрович
  • Порошин Юрий Михайлович
  • Рыжов Виталий Филлипович
SU1705352A1
ПРОВОЛОКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ 2006
  • Дюдкин Дмитрий Александрович
  • Бать Сергей Юрьевич
  • Кисиленко Владимир Васильевич
RU2318026C2
МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЧУГУНА 1993
  • Белов А.Н.
  • Анисимов А.Н.
  • Муртазин Р.Г.
RU2049143C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 100 945 A1

Формула изобретения SU 1 100 945 A1

ЛИГАТУРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТАЛИ, содержащая редкоземельные металлы, железо и никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения усвоения редкоземельных металлов и уменьшения загрязненности стали неметаллическими включениями, она дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Редкоземельные металлы 10 - 20
Железо 5 - 12
Кальций 6 - 12
Никель Остальное

SU 1 100 945 A1

Авторы

Поволоцкий Д.Я.

Рощин В.Е.

Мальков Н.В.

Бирюков П.П.

Грибанов В.П.

Зайко А.В.

Захаров М.М.

Гречин Р.И.

Даты

1994-06-15Публикация

1982-03-24Подача