Сплав для раскисления рельсовой стали Советский патент 1985 года по МПК C22C35/00 

00

Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано в ста леплавильных цехах. Известен сплав, содержащий, % : Мп 50-70, АЬ 10-25, Si 0,9-5,0, Си 0,2-2,0, Fe остальное l . При низком содержании кремния в сплаве основную роль в качестве рас кислителя играет алюминий (марганец является слабым раскислителем). В этом случае неизбежны образование в стали строчечных включений глинозем и массовая отбраковка рельсов, длин строчечных включений в рельсовой стали не должна превышать 8 мм для рельсов II группы и 2 мм для рельсов t группы. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му результату является спла 2 , содержащий, мас.%: Кремний40,0-55,0 Цирконий5,0-20,0 , Марганец5,0-15,0 Кальций0,5-4,0 Титан 7,0-15,0 АлюминийДо 15 ЖелезоОстальное При превалирующем содержании в сплаве циркония и титана в нем heизбежно образование строчечных включений оксидов. Кроме того, при содержании в известном сплаве 7-15 титана, независимо от содержания кислорода в металле, будут образовываться строчки нитридов и карбонитридов титана, что при прокатке способствует образованию на поверх ности металла рванин и трещин. Цель изобретения - уменьшение поверхностных дефектов стали. Поставленная цель достигается тем, что сплав для раскисления рел совой стали, содержащий кремний, м ганец, алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, дополнительно со держит магний при следующем соотно НИИ компонентов, мас.%: Кремний30-50 Марганец8-18 Титан .,5-1,5 Алюминий0 5-1,5 Цирконий3-15 Кальций0,4-1,9 Магний0,2-0,9 ЖелезоОстальное Предлагаемый сплав отличается от протипа не только наличием в не магнц т, но и резким снижением содержания алюминия. Снижение содержания алюминия обусловлено изменением его роли: из элемента, окончательно раскисляющего сталь, он становится элементом, используемым для предвари-, тельного раскисления стали, тем самым исключается существенное загрязнение ее строчечными включениями глинозема. Содержание марганца в сплаве обусловлено тем, что основное его количество вводится с ферромарганцем и силикомарганцем при раскислении, металла в печи. Содержание кремния в стали должно быть обеспечено вводом сплава без добавок ферросилиция, поэтому содержание кремния в сплаве находится на уровне содержания его в 45% ферросилиции. Титан и цирконий также могут образовывать строчки неметаллических включений в стали,первый - карбонитридов титана, второй - окислов цикрония. Поэтому при выборе содержания их в сплаве необходимо учитьгоать это обстоятельство. Содержание в сплаве максимально Ti 1,5% исключает образование строчечных включений. ГДирконий является более сильным раскислителем, чем кремний, алюминий и титан, поэтому при вводе его в больших количествах, даже при низком содержании свободного кислорода в металле, возможно образование строчечных включений следствие восстановления цирконием указанных элементов из их окислов (продуктов раскисления). Поэтому содержание циркония в сплаве ограничено максимально 15%, При таком содержании циркония исключается образование развитых строчек оксидов. Кальций и магний более сильные раскислители, чем цирконий, поэтому восстановление их окислов цирконием не происходит, кроме того, эти элементы модифицируют металл, образуя неметаллические включения глобулярной формы, что препятствует возникновению строчечных включений и повьша-, ет ударную вязкость металла. Пример, Сплавы изготовляли сплавлением 90% ферросилиция, 65% ферросилиция металлического марганца, силикомарганца, металлического титана и алюминия, силикокальция, силикомагния, силикоциркония. Полученные сплавы однородны и плотны. Плотности сплавов 4-6 г/см.

3

Сплавы опробовали при раскислении рельсовой стали марки М 76. Сталь выплавляли в дуговой электропечи ДСН-0,5. По достижении содержания углерода в металле 0,70-0,75% сталь раскисляли в печи ферромарганцем и силикомарганцем из расчета получения в стали 0,1-0,2% Si и 0,60,9% Мп.

При 1575-1585 С плавку выпускали последовательно в два ковша, объемом 300 кг металла.

Из каждого ковша отлили семь 50 кг слитков, которые прокатали на квадрат 56 мм.

В табл. 1 приведен химический состав сплава предлагаемого (1-7) и известного составов (8-10). Химический состав приготовленных сплавов

71094

В табл. 2 приведены результаты оценки качества поверхности заготовки.5 Во всем диапазоне разбега ингредиентов предлагаемого сплава пораженность пленами проката бьша меньше на (5,8-2,1% (на 10-20% относительных) , а трещинами примерно в два 10 раза меньше, чем при использовании известного сплава. Видна общая тенденция ухудшения качества поверхнос.ти с уменьшением содержания магния и увеличением содержания титана в t5 стали.

Ожидаемый годовой экономический эффект при производстве 2,5 мпн. т рельсовой стали составит 10 млн.руб.

Таблица 1

Качество поверхности проката (квадрат 56 мм)

а б л и ц а

СПЛАВ ДЛЯ РАСКИСЛЕШ Я РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ, содержащий кремний, марганец,алюминий, титан, цирконий, кальций и железо, отличающ и и с я тем, что, с целью уменьшения поверхностных дефектов стали, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремний30-50 Марганец8-18 Алюминий0,5-1,5 Титан0,5-1,5 Цирконий .3-15 Кальций , 0,4-1,9 i Магний0,2-0,9 ЖелезоОстальное