Способ получения сплава для раскисления и легирования стали Советский патент 1989 года по МПК C22C33/04 

1

Изобретение относится к черной металлургии, а конкретно к технологии получения комплексных ферросплавов и лигатур.

Цель изобретения - устранение склонности сплава к саморассыпанщ) при хранении на воздухе.

Предложено после выпуска из печи выдерживать силикомарганец в ковше в течение 10-25 мин, скачивать шлак и легировать сплав алюминием, а заЭд

эо

тем титаном во время перелива сплазва из ковша в ковш при температуре начала легирования 1480-1520 с, определяя количество вводимого титана по формуле:

Ti ,06 % с + 45,47 % Si - - 0,21 % А1 + 22,1 Р - 1,14 7, SiT+ О, 442,34 кг/т, где % С, 7, si, 7, А1 и % Р - содержание в сплаве углерода, кремния, алюминия и фосфора соответственно мае.%.

У1

При выдержке сплава в ковше пос- ле выпуска из печи происходит снижение общего содержания углерода в сплаве, углерод удаляется из него в виде нерастворимого карбида кремния (Sic), При выдержке сплава в ковше менее 10 мин карбид кремния не успевает выделиться из расплава, при выдержке более 25 мин происходит пе- реохлаждение расгщава, которое затрудняет проведение последующих технологических операций легирования и разливки сплава в слитки,

Скачивание шлака перед легирова- нием силикомарганца обусловлено тем, что, он повышает угар и снижает стабильность усвоения алюминия и особенно титана, что увеличивает склонность сплава к саморассыпанию.

Существенное влияние на саморас- сыпаемость оказывает последовательность ввода алюминия и титана. Как показали исследования, при вводе легирующих в последовательности титан- алюминий или одновременном их вводе часть охлажденного сплава саморассыпалась (до 12%), а также растрескалась по поверхности слитка (до 20% что снижало товарный вид и коммер- ческую ценность продукта.

При начале осуществления легирования силикомарганца при температуре сплава менее 480 С происходило переохлаждение, что привело к сильной ликвации алюминия и титана, половина слитков каждой из плавок, легированных при указанной температуре, самопроизвольно рассыпалось.

При температуре начала легирова- ния выше 1520 С полученные сплавы саморассыпались. При этом, через 40 сут хранения их на воздухе количество рассыпавшего сплава составило 15% от его массы.

Значительное влияние на склонност сплава к саморассыпанию оказывает количество вводимого титана. При этом, расход титана на легирование определяется также соотношением основных компонентов сплава - углерода, кремния, алюминия и фосфора. Наилучшие результаты достигаются при вводе титана в количестве, определен ном по эмпирической формуле, изложенной вышг.

При этом удается полностью нейтрализовать отрицательное влияние

углерода и фосфора, связав их в прочные соединения TiC и TiP. В сплаве без титана образуются карбид и фосфид алюминия , и А1Р. Взаимодействие их с влагой воздуха является причиной самопроизвольного рас сыпания сплава.

В сплавах, в которые титан вводися в соответствии с эмпирической фо мулой, не обнаружены , и А IP, поскольку карбид и фосфид титана Tic. и Tip являются термодинамически более прочными и не взаимодействуют с влагой воздуха. Эти сплавы не были подвержены саморассыпанию.

Кремний оказывает существенное влияние на растворимость углерода в сплаве, поэтому его концентрация была учтена при определении количества присаживаемого титана.

Чем вьш1е содержание алюминия в сплаве, тем больше вероятность образования в ней карбида и фосфида алюминия и тем больше склонность сплава к саморассыпанию. Вместе с тем алюминий, как и кремний,, определяет растворимость углерода в сплаве. Совокупное действие обоих этих факторов учтено нелинейной зависимостью вводимого титана от концентрации алюминия в эмпирической формуле.

П р и м е р, В идентичных условиях проведены плавки по известному и предлагаемому способам. Плавки по известному проводят по следующей технологии.

Сплав (50-70% Мп, 13-20% Si, 6-16% А1) получают в рудовоестанови- тельной электропечи и выпускают вместе со шлаком, титан в виде стружки присаживают на струю металла. Навеска титановой стружки составляет 1- 2 кг на 100 кг марганцевой руды и 85-107 кг Экибастузского угля,

.Плавки по предлагаемому способу проводят в рудовосстановительной электропечи. Технология плавки рассмотрена на одном конкретном примере,

Силикомарганец марки СМн17Р выпускают из рудовосстановительной электропечи ППЗ-63. Экспресс-анализом определяют содержание кремния, углерода и фосфора. Масса сплава определяется взвешиванием и составляет 25,4 т. Сплав после выпуска выдерживают в течение 15 мин, затем

146895

удаляют шлак. Металл сливают в ковш, на дне которого находится алюминий в виде чушек сплава АВ 88 (содержащего не менее 88% мас.алюминия). Из опыта производства на Никопольском заводе ферросплавов более 50 тыс.т. ферросиликомарганецалюминия (ТУ 14-5-155-83) усвоение алюминия составляет 70-75%. Расход алюминия составил 2,5 т. При этом, по расчету его должно усвоиться 2,5.0,7„0,88 ,54 т, а содержание в полупродукте

100% 5,7%

25,4+2,57о77

(химический анализ силикомарганца с алюминием показал, что содержание последнего в сплаве составило 5,8%).

Титан давали в виде губки ТГ-ГВ (ГОСТ 17746-79) с содержанием титана более 99% на дно ковша, в котором находится силикомарганец до смешения последнего с алюминиевым сплавом. Необходимый расход титана (согласно расчетной формулы) составил ,06 1,5 + 45,47.16,6 - 0,21.5,6 + 22,1 «0,5 - 1,14-16,6 + 0,14-5,6 - - 442,34 98 кг/т.

Масса силикомарганда с алюминием 25,4 + 25,07 27,15 т. Расход титана не менее 98-27,15- 2650 кг. Приняли, расход титана 2,8 т.

Силикомарганец с алюминием слили в ковш с титаном. Исследования сплава показали, что титан и алюминий равномерно распределились по объему слитков; сплав характеризовался высокой устойчивостью против саморассыпания.

Результаты опытных плавок, представленные в таблице, показывают, что при получении сплавов по предлагаемому способу (примеры 4,5,6,9,13, 14,15) они не рассыпались в течение

Нарушение хотя бы одного из нологических параметров процес указанных в формуле изобретени 5 водит к ухудшению качества спл Так, выдержка сплава в ковше п выпуска менее 5 и более 25 мин дит к заметному снижению стойк сплава при соответствии осталь 10 параметров процесса формулы из тения .

Ввод титана ранее алюминия ет стойкость сплава, примерно количество сплава самопроизвол

15 рассыпается при совместном ввод миния и титана.

Наиболее сильно понижает сто кость сплава такие факторы, как личие шлака при легировании, по

20 женная (менее 1480 с) и повышен (более ) температура мета при начале легирования, а также соответствие количества вводимо тана расчетной формуле.

Фо. рмула изобретен

25

40 сут при хранении на воздухе. На- 5 Jl..l L/ SiJ . О, 14 % А1 блюдения также показали, что .;„ Г% С, % Si,

J о

блюдения также показали, что эти сплавы и в дальнейшем не рассыпались в течение более полугода.

Способ получения сплава для р кисления и легирования стали, вк чающий выплавку сплава в печи, в пуск в ковш и легирование титано отличающийся тем, чт с целью устранения склонности сп ва к саморассыпанию при хранении воздухе, в печи выплавляют силик 35 марганец, после выпуска его из п чи вьщерживают в ковше в течение 10-25 мин, скачивают шлак, легир сплав алюминием, а затем сплав пе 40 ковша в ковш при 1480- 1520 С и одновременно легируют ти таном, при этом количество вводим го титана равно Tib 57,06 Г% Cl + +45,47 С% Si3 - 0,21 С% А1 + 22,

Е Л1: и : 2,

Г лЛ Го. Г.П - L- biJ. L/. Aij и /, PJ - содержание в спл ве углерода, кремния, алюминия и фосфора соответственно, мас.%.

Нарушение хотя бы одного из технологических параметров процесса, указанных в формуле изобретения, при- 5 водит к ухудшению качества сплава. Так, выдержка сплава в ковше после выпуска менее 5 и более 25 мин приводит к заметному снижению стойкости сплава при соответствии остальных 10 параметров процесса формулы изобретения .

Ввод титана ранее алюминия снижает стойкость сплава, примерно то же количество сплава самопроизвольно

15 рассыпается при совместном вводе алюминия и титана.

Наиболее сильно понижает стойкость сплава такие факторы, как наличие шлака при легировании, пони0 женная (менее 1480 с) и повышенная (более ) температура металла при начале легирования, а также несоответствие количества вводимого титана расчетной формуле.

Фо. рмула изобретения

5

5 Jl..l L/ SiJ . О, 14 % А1 Г% С, % Si,

Способ получения сплава для раскисления и легирования стали, вклю- чающий выплавку сплава в печи, выпуск в ковш и легирование титаном, отличающийся тем, что, с целью устранения склонности сплава к саморассыпанию при хранении на воздухе, в печи выплавляют силико- 35 марганец, после выпуска его из печи вьщерживают в ковше в течение 10-25 мин, скачивают шлак, легируют сплав алюминием, а затем сплав пере- 40 ковша в ковш при 1480- 1520 С и одновременно легируют титаном, при этом количество вводимого титана равно Tib 57,06 Г% Cl + +45,47 С% Si3 - 0,21 С% А1 + 22,1

Е Л1: и : 2,..l L/ SiJ . О, 14 % А1 Г% С, % Si,

Г лЛ Го. Г.П - L- biJ. L/. Aij и /, PJ - содержание в сплаве углерода, кремния, алюминия и фосфора соответственно, мас.%.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к технологии получения комплексных ферросплавов и лигатур. Цель изобретения - устранение склонности сплава к саморассыпанию при хранении на воздухе. Предложено силикомарганец после выпуска из печи выдерживать в ковше I0- 25 мин, скачивать шлак, легировать сплав алйминием, а затем титаном во время перелива сплава из ковша в ковш при температуре начала легирования 1480-1520 С, определяя количество вводимого титана по формуле ,0е %с1+45,47 % Si - 0,21 С% AI + 22,1 Г% Р - 1,14 % + 0,14 Z All - 442,34 кг/т, где % с, % Si, % А1 и С% Р - содержание в сплаве углерода, кремния, алюминия и фосфора, мас.%. За счет предложенной последовательности и условий ввода легирующих с определяемым расходом предотвращается образование в получаемом сплаве карбидов и фосфидов алюминия, взаимодействие которых с воздухом приводит к самопроизвольному рассыпанию металла. Г табл. а