Смесь для модифицирования стали и сплавов Советский патент 1978 года по МПК C21C7/00 C22C35/00 

1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному и литейному производству.

Известны смеси, а также комплексные модификаторы для раскисления и модифицирования чугуна, стали и сплавов, содержащие шлакообразующие компоненты и активные элементы и сплавы - магний, силикокальцнй, силикомишметалл 1.

Известен модификатор для чугуна, содержащий следующие компоненты, %: силикокальцнй 60-70, флюс из галоидных солей щелочных и щелочноземельных металлов, включающих плавиковый щпат-15-20, РЗМ (в том числе ферросиликомишметалл и силикоцирконий) - 10-25 2.

Недостатком этих смесей и модификаторов является то, что щлаки расходуют на свое частичное восстановление больщое количество активных элементов (магния, кальция), что значительно снижает эффективность модифицирующей смеси. В комплексных сплавах и смесях, содержащих фториды РЗМ, последние трудно восстанавливаются, что также уменьшает их эффективность при модифицировании. Наличие галоидных солей в модификаторе приводит к сильному выделению дыма при модифицировании стали, что загрязняет окру кающую атмосферу. Кроме того, данный

флюс не предохраняет от выгорания силикокальция и РЗМ.

Цель изобретения - повыщение чистоты и улучщение свойств стали и сплавов при модифицировании.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для модифицирования стали и сплавов дополнительно содержит пировскит при следующем соотнощенин компонентов, вес.%;

Ферросиликомпшметалл20-40

Силикоцирконий20-30

Пировскит30-40

Плавиковый щпат5-20

Ферросиликомищметалл вводят в смесь для придания ей модифицирующей способности. Редкоземельные металлы уменьщают содержание неметаллических включений в стали и переводят больщинство оставщихся включений в более благоприятную глобулярную форму. Кроме того, за счет ферросиликомишметалла повыщается температура плавления легкоплавких неметаллических включений, что приводит к повышению трещиноустойчнвости слитков и отливок. При содержании ферросиликомищметалла в смеси менее 20% снижается модифицирующая способность смеси. При содержании ферросиликомишметалла более 40% увеличивается угар РЗМ, что приводит к зиачительному дополнительному расходу смеси и снижению эффективности модифицирования. Силикоцирконий вводят в смесь для придания ей микролегирующего эффекта, приводящего к повышению прочпосии модифицированной стали. Кроме того, силикоцирконий способствует из1 1ельчепию природного аустенитноги зерна стали, йведекие в смесь силикоциркония в количестве меиее 2U% оказывает малозаметное влияние па свойства и размер аустенитного зерна модифицированной стали, содержание силикоциркония в смеси оолее йи7о нежелательно, так как при расходе смеси 4 кг/т и более в модифицированной конструкционной стали образуются самостоятельные нитриды циркония правильной геометрической формы, что приводит к снижению пластичиости и ударной вязкости стали. Шлакообразующие комионеты иировскит (CaO-iiOaj и плавиковый шпат (Сага) вводят в смесь для повышения рафинирующей сиособиости. Образующиеся оксидиые и сульфидные включения носле обработки стали иредложенной смесью ассимилируются образующимся шлаком и удаляются из металла. Наличие шлакообразующих компонентов в смеси позволяет проводить модифицирование и разливку под шлаком при сифонной разливке стали. Плавиковый шпат ускоряет формированне и иовышаст жндкотеку честь шлака. При содержании инровскита менее 30% снижаются рафинирующие свойства смеси, при увеличении содержания инровскита в смеси более 40% новышается угар активных элементов из модификаторов (ферросиликомишметалла и силикоциркония) и уменьшается эффективность модифицирования. При введении в смесь плавикового шпата менее 5 /о новышается тугоплавкость шлака н удлнняется время формирования шлака, что нежелательно при добавке модифицирующей смеси в изложницу при сифонной разливке стали. При содержании плавикового шпата в смесп более 20% повышается дымовыделение и загрязнение окружающей атмосферы при модифицировании. Наибольшая эффективность модифицирующей смеси достигается при соотношении шлакообразующих (пировскпта и плавикового шпата) ферросплавов (ферросиликомишметалла и силикоцирконпя) в пределах 1-2. Оптимальный расход смеси при сифонной разливке углеродистых и легированных сталей составляет 3-4 кг/т при обработке стали в ковше 4-5 кг/т. В опытном производстве отливают 6 слитков рельсовой стали массой по 50 кг. После переплава рельсовой стали в индукционной печи раскисляют марганцем, кремнием и алюминием; в ковше сталь обрабатывают смесью ферросплавов (ферросиликомишметалл ФСМИ-1 и спликоцирконнй СИЦР50-1 в соотношении 1:1), модификатором - прототипом и тремя составами описываемой смеси. Химический состав предложенной смеси приведен в табл. 1. Таблица 1 Средние результаты испытаний механических свойств литой рельсовой стали после нормализации с температуры 830°С и отпуска при 650°С, модифицпроваииой по различным вариантам, приведенным в табл. 2. Таблица 2

Испытания показывают, что рельсовая45 сталь, модифицированная описываемой смесью, наряду с более высокой на 3-4 кгс/мм прочностью имеет на 15-20% более высокую пластичность, на 40-60% более высокую ударную вязкость при комнатной темнературе и при 50°С, а индекс загрязненности неметаллическими включениями в 1,5-

2,0 раза ниже по сравнению с рельсовой сталью, обработанной таким же количеством известного модификатора. Пластичность стали при температурах 900-1200°С, модифицированной описываемой смесью, на 20-25% выше, а аустенитное зерно на 1- 1,5 номера мельче.

Таким образом, смесь для модифицирования стали и сплавов по эффективности влияния на чистоту и свойства стали имеет значительные преимущества по сравнению со всеми опробованными вариантами модифицирования.

Формула изобретения

Смесь для модифицирования стали и сплавов, содержащая ферросиликомищметалл, силикоцирконий и плавиковый шпат, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества обрабатываемого металла, она дополнительно содержит пировскит при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Ферросиликомищметалл 20-40 Силикоцирконий20-30

Пировскит30-40

Плавиковый щпат5-20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 394452, кл. С 22С 35/00, 1971.