Азотсодержащая лигатура Советский патент 1978 года по МПК C22C35/00 

(54)

АЗОТСОДЕРЖАЩАЯ ЛИГАТУРА

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к ферросплавам и лигатурам для сталеплавильного производства..

Для легирования азотсодержащих сталей применяют азотированный феррохром, полученный насыщением в азоте брикетов из предварительно измельченного до крупности менее 0,2 мм углеродистого феррохрома после их обезуглероживания в твердом состоянии в вакууме. Такой сплав содержит свыш 60% хрома, менее 0,03% углерода, не менее 6% азота, не более 1% кремния, остальное железо и примеси 1 .

Недостаток лигатуры состоит в неравномерном распределении азота как пи сечению одного брикета:, так и по разным брикетам, что затрудняет получение стали с заданным содержани-, ем азота. Кроме того, необходимость предварительного обезуглероживания обусловливает высокое содержание кислорода и неметаллических включений в готовом сплаве. Ввиду высокой пористости брикеты насыщаются также водородом при охлаждении на воздухе.

Однако такой процесс малопроизводителен и неэкономичен, сквозной расход электроэнергии даже без учета энергозатрат на дробление, помол, брикетирование при длительности цикпа обезуглероживания 160-170 ч достгает 9700 КВТ ч/т.

Большинство этих недостатков можно устранить путем использования в качествеисходного материала безуглеродистого силикотермического феррохрома 2 .

Однако, в этом случае не удается повысить содержание азота в сплаве более чем на 8%. Азот в сплаве распределяется неравномерно.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является лигатура с хромом состава, вес.%:

Хром50-60

Титан Азот

Железо и примеси (кремний, углерод, а шминий, сера, фосфор и другие вещества)

Однако такой сплав имеет низкое содержание азота, получение его сложно и стоимость высока.

Цель изобретения - сйижение удель;ного расхода лигатуры при легировании стали.

Цель достигается выбором компонентов лигатуры в cлeJc yющeм соотношении, вес.%:

Хром40-80

Титан7-25

100,0

Всего

Исходные материалы (см.табл.1) измельчсшт в порошок крупностью 0,050,50 нм и перемешивают в шаровой мельнице в соотношениях, обеспечиваю 1ДИХ получение лигатуры згшанного состава. Смеси засыпают в реактор порци Аш по 5-10 кг. Рабочий объем реактора заполняют азотом, содержащим менее 0,1% кислорода йри давлении

10 - 17

Азот 1-10

Кремний

ЖелезоОстальное.

Лигатуру предлагаемого состава получают в реакторе высокого давления.

Состав исходных материалов для получения предлагаемой лигатуры, вес.%:

Таблица 1

100,0

100,0

35 3-100 атм. Затем смесь поджигают с помощью нагретой спирали из нихрома и навески порошка алюминия или титана весом 10-20 г. Дальнейшее азотирование смеси осуществляют в самоподдерживающемся режиме без внешнего подвода тепла.

Составы предлагаемых лигатур приведены в табл. 2.

Таблица 2 Для получения сплава с содержанием железа менее 10% берут порошок титана марки ПТЭМ. Весь процесс получения лигатуры, включая загрузку смеси, собственно процесс азотирования в режиме горения, остывание реактора и выгрузку готового продукта, занимает не более одного часа. Лигатура получается в виде хорошо спеченных брикетов и не требует дополнительной обработки. Предлагаемая лигатура может быть использована при производстве жаропрочных мар9к сталей с азотом. Полученную лигатуру испытывают азотированием стали, содержащей 10% хрома, 9% марганца, 0,25% азота в от крытой высокочастотной индукционной печи емкостью 100 кг. Сталь предвари тельно раскисляют алюминием (0,10 - 0,15%). За 10 мин до выпуска стали и печи при температуре металла 1620 ввели лигатуру № 2(см.табл. в количестве 1,9 кг. Степень усвоения азота при этом составляет 93,3%. При легировании такой же стали из вестной лигатурой ее расход составл ет 4,2 кг. Использование предлагаемой лигатуры позволяет в -2-2,5 раза уменьшить ее удельный расход по сравнению с известной лигатурой. Формула изобретения Азотсодержащая лигатура для стали, содержащая хром,титан,железо,кремний и азот, отличающаяся тем, что, с целью снижения ее удельного расхода при легировании стали, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: Хром40-80 10-17. Кремний ЖелезоОстальное. Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе: 1.Гасик Л.Н., Игнатьев B.C., Гасик М.И, Структура и качество промышленных ферросплавов и лигатур. Киев, Техника, 1975, с.138. 2.Журавлев В.М. и др. Сталь. 1976, № 3, с.232-234. 3.Авторское свидетельство СССР 395478, кл. С 22 С 35/00, 1974.