Азотсодержащая лигатура Советский патент 1978 года по МПК C22C35/00 

1

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

Известна приманяемая для легирования стали азотсодержащая лигатура с ванадием 1,содержащая, вес.%:

Ванадий15-35

7-20

Марганец

3-8

Азот 1,5-2,5

Кремний

До 5

Хром 0,5-1,5

Углерод

До 3

Алюминий Остальное

Железо

Недостатком этого сплава является низкое содержание в нем ванадия и азота, что пpивo p т к повышенному расходу лигатуры при введении ее в сталь и усложняет технологию получения стали с высоким содержанием азота.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является лигатура 2, содержащая, вес.%:

50-75 6-17 5-30 До 6 ДО 1 До 3 ДО 8

Недостатки этого сплава состоят в том,- что он имеет ограниченные концентрационные пределы по ванадию (5075%), низкое содержание железа . (менее 8%) и высокое содержание марганца (5-30%).

Цель изобретения - снижение удельного расхода лигатуры при легировании стали.

Это достигается тем, что в сплаве, содержащем ванащий, азот, железо, а также кремний, алюминий и углерод, компоненты взяты в следующем соотношении , вес.%:

40-80

8-17

0,1-3,5

0,1-2,5 0,1-2,5 Остгшьное

Предлагаемую лигатуру получают в реакторе высокого давления, представляющем собой толстостенный герметичный сосуд с рабочим объемом 10 л, снабженный вентилями для ввода и сброса газа.

Исходный феррованадий измельчают В порошок до крупности менее 0,160 мм я навесками по 1-10 кг засыпают в реактор. Рабочий объем реактора предварительно продувают, а затем заполняют азотом до давления 1-100 атм. При этом используют азот, содержащий менее 0,1% кислорода.

Порошок ферросплава воспламеняют нагретой спиралью иэ нихрома или воль°Фрама с помощью навески порошка алюминия (марка АСД-4) или титана (марка ПТЭМ) весом 10-20 г. Дальнейшее азотирование феррованадия осуществляют в самоподдерживающемся режиме без внешнего подвода тепла. Весь процесс, включая загрузку порошка, азотирование в режиме горения, остывание н выгрузку готового Продукта,занимает не более одного часа.

Получена лнгатура в виде хорошо спеченных готовых к применению брикетов и плотностью не менее б г/см,не требующих дальнейшей обработки.

Содержание азота в брикетах стабильно и колеблется в пределах одного процента.

Примерные составы лигатур приведены в таблице.

Ванадий Азот Кремний Алюминий

Углерод

Сера

Фосфор

Железо

Всего; Лигатура может быть нспользована для получения низколегированных марок стали с азотом и ванаднем н хромистых сталей аустенитного класса с высоким содержанием азота и низким содержанием марганца. Лигатуру испытали для легировання хромистой стали при выплавке в откры той высокочастотной индукционной печ емкостью 100 кг. Сталь предварительно раскисляли .алюмииием (0,10-0,15%), температура в печи перед легированием 1620-1650 Лигатуру вводили за 10 мин до выпуска стали из печи из расчета получения содержания азота в металле до 0,25%. Степень усвоения азота при этом достигла для трех составов 96,1-98,3

58,60

75,90

2,20 13,15 8,95 16,20 0,27 1,62 3, 16 О, 18 2,49 1,68 2,20 0,29 0,10 0,058 0,055 0,032 0,095 О j085 0,102 Ост. Ост, Ост

100

100

100 Высокая степень усвоения сталью нитридов ванадия из предлагаемой лнгатуры позволяет получать стали с узкнми пределами по содержанию азота при высокой его концентрацин. Лигатура активно взаимодействует с жидким металлом и хорошо усваивается сталью..Ее вводят в раскисленный металл за 10-15 мин до выпуска плавки или в ковш под струю. Благодаря высокому содержанию ванадия и азота в присутствии железа повышается усвоение этих элементов в процессе легирования, снижается удельный расход лигатуры при оптимальной степени азотирования стали. Применение предлагаемой лигатуры позволяет легко вводить азот в сталь до 0,25-0,30% при равномерном распределении нитридов по объему металла. Усвоение легирующих элементов составляет 96-98%, что облегчает получение метаьпла эадаиного состава.

Предлагаемая лигатура позволяет снизить расход ванадия при легироваНИИ стали. Наиволее эффективно введение предлагаемого сплава с низким содержанием ваналия. Расход ванадия в этом случае уменьшается в 1,76 раза

Формула изобретения

Азотсодержащая лигатура для стали, содержащая ванадий,азот,кремний,алюминий, углерод и железо,о т л и ч а юи а я с я тем,что,с целью снижения

удельного 15асхода лигатуры при легировании стали, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%

Ванадий40-80

Азот8-17

Кремнийо,1-3,5

Алюминий0,1-2,5

Углерод0,1-2,5

ЖелезоОстгшьное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР 246861,кл.С 22 С 35/00, 1968.

2. Патент США 3304175 кл,, 1964.