Смесь для легирования стали Советский патент 1988 года по МПК C22C35/00 C21C7/00 

СО

;о

СП

05 00 О5

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке рельсовой стали с ванадием, и может быть использовано при производстве других марок стали.

Целью изобретения является повьше- ние усвоения ванадия, улучшение ка- :честна металла и уменьшение затрат на легирование стали,

Предложенная смесь для легирования стали содержит природно-легированный ванадием и титаном чугун, ферросили - ций и передельный чугун при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Передельньй чугун . 6,0-17,0 I Ферросилиций 0,1-1,0 I Природно-легированный ванадием и титаном чугун Остальное При этом отношение общего содержания кремния в смеси к сумме содержаний ванадия и титана в ней составляет 0,6-1,1,

Предложенную смесь заливают в печь в период предварительного раскисления расплава-полупродукта. Содержащиеся в смеси элементы снижают окисленность расплава-полупродукта, взаимодействуя с растворенным в нем кислородом.

Пределы содержания компонентов обусловлены следующим. Увеличение доли передельного чугуна в смеси вьше 17% вызывает необходимость выплавки металла-полупродукта с более низким содержанием углерода при более высокой температуре расплава. В результате повышается окисленность расплава и

„

5

0

5

о

5

расплаве-полупродукте кислородом не проявляется.

Для стабилизации свойств стали и усвоения ванадия при использовании предложенной смеси необходимо соблюдать определенное отношение в ней содержаний кремния, титана и ванадия. При отношении Si/(V + Ti) более 1,1 затормаживается окисление ванадия, а также титана, но образуется Потзьшен- ное количество пластичных силикатов, а в дальнейшем и нитридов титана, ухудшаюпп1х механические свойства стали. При отношении Si/(V + Ti) менее 0,6 заметно повьппается окисление ванадия, что снижает его усвоение и повышает соответственно расход природ- но-легированного чугуна для получения регламентированного содержания ванадия в готовой стали.

Пределы отношения Si/(V + Ti) 0,6- 1,1 достигаются добавками к природно- легированному ванадием чугуну передельного чугуна и Лерросилиция в указанных пределах.

Предложенная смесь позволяет изменить последовательность окисления элементов при заливке ее в печь, что снижает угар ванадия в сравнении с известной смесью.

В практике производства стали ферросилиций используют как раскисли- тель и легирующий компонент и присаживают его в ковш под струю металла. Б сочетании, например, с ферромарганцем он уменьшает угар марганца.

Отношение в смеси содержания кремния к сумме содержаний ванадия и ти

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке рельсовой стали с ванадием, и может быть использовано при производстве других марок стали. Целью изобретения является повышение усвоения ванадия, улучшение качества металла и уменьшение затрат на легирование стали. Смесь для легирования стали содержит (мас.%) передельный чугун 6,0-17,0; ферросилиций 0,1-1,0; 1;ри- родно-легированный ванадием и титаном чугун - остальное. Применение смеси позволяет увеличить усвоение ванадия на 4-9%, снизить содержание сипикат- ных включений на 1,1-1,3 балла и уменьшить затраты на легирование стали на 4-7%. 1 табл. с S (Л

шлака, что приводит к увеличению тана в пределах 0,6-1,1 позволяет пора ванадия, расхода природно-легированного чугуна и содержания пластичных силикатных включений, ухудшающих качество стали. При содержании передельного чугуна в смеси менее 6% не проявляется затормаживающее действие кремния в смеси на реакцию окисления ванадия.

При содержании ферросилиция в смеси более % содержание кремния в смеси становится относительно высоким, в результате чего затормаживается окисление титана, что приводит в дальнейшем к образованию пластичных силикатов и нитридов - титана в стали, снижакяцих ударную вязкость. При содержании ферросилиция менее 0,1% его влияние на последовательность взаимодействия элементов с раствореШным в

45

50

55

высить усвоение ванадия и соответственно улучшить качество металла и служебные характеристики рельсов.

Приме р. Смесь готовили в мик- серном отделении мартеновского цеха. В заливочный ковш загружали ферросилиций (ФС45, ФС65), заливали ванадий- содержащий чугун, а затем доливали обычньш передельный чугун в количестве, обеспечивающем, получение регламентированного содержания ванадия и углерода в готовой стали. Смесь подавали в печной пролет и заливали в мартеновскую печь в период предварительного раскисления расплава.

В мартеновском цехе на 430 т двух- желобных печах скрап-рудным п)оцессом выплавляли рельсовую сталь с иотоль- зованием известной и предложенной ва5

0

5

высить усвоение ванадия и соответственно улучшить качество металла и служебные характеристики рельсов.

Приме р. Смесь готовили в мик- серном отделении мартеновского цеха. В заливочный ковш загружали ферросилиций (ФС45, ФС65), заливали ванадий- содержащий чугун, а затем доливали обычньш передельный чугун в количестве, обеспечивающем, получение регламентированного содержания ванадия и углерода в готовой стали. Смесь подавали в печной пролет и заливали в мартеновскую печь в период предварительного раскисления расплава.

В мартеновском цехе на 430 т двух- желобных печах скрап-рудным п)оцессом выплавляли рельсовую сталь с иотоль- зованием известной и предложенной ванад1шсодержарип смесей. При испытаниях природно-легированный чугун имел следующий состав, мас.%: С 4,5; Si 0,23; Мп 0,3; Ti 0,16; V 0,45; Р 0,06 и S 0,030, передельный чугун содержал 4,0% С, 0,6% Si, 0,7% Мп. Количество передельного чугуна в период плавления уменьшали на величину расхода ванадийсодержащих смесей.

По окончании чистого кипения отби рали пробы на содержание углерода и замеряли температуру металла. После этого расплав раскисляли силикомар- ганцем, а затем заливали испытуемые смеси, температуру которых также фиксировали термопарами погружения в миксерном отделении.

В таблице приведены основные технологические показатели и результаты проведенных испытаний по легированию рельсовой стали предложенной и известной ванадийсодержащими смесями.

Суммарный расход сплавов соответствовал величинам, обеспечивающим получение регламентированного содержания кремния, марганца, ванадия и углерода в готовой стали.

После раскисления и легирования в ковше силикокальцийцирконием получали рельсовую сталь, содержащую, мас.%: С 0,77-0,78; Мп 0,88-0,95; Si 0,28- 0,32; V 0,037-0,040; Ti следы; Р 0,018-0,028; S 0,025-0,030.

Полученные результаты показали, что при использовании предложенной смеси улучшается тепловой режим плав ки, повышается содержание углерода перед раскислением и легированием стали, снижается содержание пластичных оксидов в стали. Это способствовало снижению угара ванадия и повьше- нию качества металла.

Повышение качественных показателей легирования стали предложенной смесью обусловлено соблюдением такого отношения в смеси содержаний кремния, ванадия и титана, при котором изменяется последовательность их окисления. При. Si/(V + Ti), равном 0,6-1,1 активность кремния () больше или равнозначна активности ванадия (а), но меньше ат; . Во время слива смеси

0

5

0

5

0

5

0

5

0

в расплав-полупродукт в первую очередь окисляется титан, что исключает образование нитридов титана, а затем; окисляется кремний, затормаживая окисление ванадия.

При увеличении отношения Si/(V + + Ti) более 1,1 ag- в смеси приближается к а-р. (вследствие низкого содержания титана в смеси). При сливе смеси в расплав-полупродукт окисления титана затормаживается, что повьппает степень образования нитридов титана. В то же врем повьш1ается содержание пластичных оксидов в стали.

При отношении в смеси Si/(V + Ti) менее 0,6 величина в смеси становится меньше Яу, что приводит к развитию реакции окисления ванадия, к повышению его угара.

Наиболее эффективно использование смеси с 0,6% ферросилиция, 1 1 ,.4% передельного чугуна и остальное - при- родно-легированньй ванадием и титаном чугун, при отношении Si/(V + Ti) , равном 0,85.

Таким образом, использование предложенной смеси позволяет уменьшить угар ванадия, повысить качество металла и сократить расход пpиpoдlJv;-легированного чугуна.

Формула изобретения

Смесь дпя легирования стали, включающая передельный чугун, о тли-, чающая.с я тем, что, с целью повышения усвоения ванадия, улучшения качества металла и уменьшения затрат на легирование стали, она дополнительно содержит природно-легирован- ньш ванадием и титаном чугун и (Ъерро- силиций при следующем соотношении . компонентов, мас.%:

Передельный чугун 6,0-17,0 Ферросилиций 0,1-1,0 Природно-легирован- ный ванадием и титаном чугун Остальное при отношении в ней общего содержания кремния к сумме содержаний ванадия и титана, равном 0,6-1,1.

:Вариавт смеси и содер- раяие в ней хонпояев- тов, а таюке предел отпошений в пей Si/(V И)

1605 0,31 109,2 3,8 1,2 Осталь- 1320 1,27

Ное

Передельный чугун - ,нижний предел I Сплав ФС45 - верхний I предел, Si/() I верхний предел

I

I Среднее экаченне па- Iраметров

i

I Передельный чугуя IBepxHitf) предел

i Сплав ФС45 - нижний

;предел Si/(VVri) : нижний предел

I Передельный чугун - i выве среднего I Сплав ФС45 - нет i.Si/() - ниже I нижнего

1600 0,33 107,4 6,0 1,0 1330 1,10

1595 0,35 106,7 11,4 0,6 1335 0,85

100,0 82 0,4 39,92 93,9 85 0,2 39,79

1600 0,30 N8,8 17,0 0,1 1340 0,60 98,6 ВО 0,3 39,82

1610 0,23 135,8 15,0 - Псталь- 1335 0,51

яое

115,4 77 0,5 40,0

I Передельный чугун - I выше верхнего I Сплав ФС45 ниже I гапгяего, Sl/CV+Ti) - выше нтнего

Передельный чугун - верхний трепел Спла ФС45 верхний предел; Si/() - верхнего

1610 0,23 137,2 17,0 1,0 1340 1,4 112,5 79 1,5 40,10

1620 0,2в 124,5 FeMn SiCa 5,7 ,1

Прниечавне. Общи расход чугуна 0,626 т/т бтаян.

103,7 80 0,6 39,99

100,0 82 0,4 39,92 93,9 85 0,2 39,79

115,4 77 0,5 40,0

1290 1,Э6 П6,9 76 1,5 40,11